基于fmea中故障影響數(shù)據(jù)的電路板測試設計與相關性矩陣建立方法
【專利摘要】本發(fā)明的基于FMEA中故障影響數(shù)據(jù)的電路板測試設計與相關性矩陣建立方法，用于故障診斷領域。本方法包括：由電路板的FMEA數(shù)據(jù)建立故障模式與影響關聯(lián)表；由上層影響建立初始測試集和故障模式與初始測試的邏輯關聯(lián)矩陣，并確定初始測試存在的不可檢測故障和模糊組故障；由不可檢測故障與模糊組故障的局部影響，建立檢測增補測試集和隔離增補測試集，構建不可檢測故障與檢測增補測試的邏輯關聯(lián)矩陣、模糊組故障與隔離增補測試的邏輯關聯(lián)矩陣；合并整理得到電路板完整測試集和電路板故障模式與測試相關性矩陣，用于電路板測試與故障診斷。本發(fā)明保證了最高的故障檢測率，又優(yōu)先選取了易于測量的測試點，可方便、快捷地進行電路板故障診斷。
【專利說明】基于FMEA中故障影響數(shù)據(jù)的電路板測試設計與相關性矩陣建立方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于故障診斷領域，具體涉及一種基于FMEA中故障影響數(shù)據(jù)的電路板測試設計與相關性矩陣建立方法。
【背景技術】
[0002]相關性矩陣是用矩陣的形式表達電路板組成單元故障模式與測試之間的相關性關系。根據(jù)相關性矩陣，不僅可以評價電路板測試性設計的故障檢測與故障隔離情況，還可以根據(jù)實際測試結果進行故障診斷。目前，相關性矩陣是通過測試性建模分析工作獲取的，測試性建模的輸入數(shù)據(jù)一般包括電路板的故障模式、規(guī)劃的測試等。其中，故障模式主要是通過故障模式影響分析(FMEA)獲得，測試主要是根據(jù)經驗進行設計規(guī)劃的。FMEA是分析電路板中所有可能產生的故障模式及其對電路板造成的所有可能影響，并按每一個故障模式的嚴重程度予以分類的一種歸納分析方法。在FMEA中，故障影響按約定層次劃分為局部影響、上層影響與最終影響。
[0003]通過測試性建模獲取相關性矩陣，需要具備三個條件:具有明確的故障模式組成、具有明確的已規(guī)劃測試、具有專用的建模分析工具，因此在沒有預先規(guī)劃測試和專用建模分析工具的情況下，無法使用該方法獲取相關性矩陣。
[0004]FMEA數(shù)據(jù)中不僅提供了故障模式組成，還提供了故障影響數(shù)據(jù)，為測試集的確定和相關性矩陣的建立奠定了數(shù)據(jù)基礎。目前，尚未有利用FMEA數(shù)據(jù)直接建立電路板測試集與相關性矩陣進行故障診斷的方法。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提出一種基于FMEA中故障影響數(shù)據(jù)的電路板測試設計與相關性矩陣建立方法。本發(fā)明利用FMEA數(shù)據(jù)，直接建立初始測試集，形成初始相關性矩陣，針對初始測試中的不可檢測故障與模糊組故障進行增補測試，完成電路板的相關性矩陣的建立，用于電路板故障診斷。
[0006]本發(fā)明提供的基于FMEA中故障影響數(shù)據(jù)的電路板測試設計與相關性矩陣建立方法，包括如下步驟:
[0007]步驟一:根據(jù)電路板的FMEA數(shù)據(jù)，建立故障模式與影響關聯(lián)表；故障模式與影響關聯(lián)表中包含故障模式、故障模式對電路板的局部影響和上層影響；
[0008]步驟二:根據(jù)上層影響建立初始測試集，并構建故障模式與初始測試的邏輯關聯(lián)矩陣；故障模式與初始測試的邏輯關聯(lián)矩陣中，行為初始測試，列為故障模式，矩陣中元素edi!表示第i個故障模式fi與第I個初始測試Ct1之間的關系，當在故障模式與影響關聯(lián)表中，故障fi對應的上層影響包含Ct1時，MilS I ;當故障&對應的上層影響不包含cti時，為O ；
[0009]步驟三:確定初始測試存在的不可檢測故障和模糊組故障；從故障模式與初始測試的邏輯關聯(lián)矩陣中，選取全零行對應的故障模式作為不可檢測故障，將值相同的行對應的故障模式分組選取得到模糊組故障；
[0010]步驟四:從故障模式與影響關聯(lián)表中，提取步驟三得到的不可檢測故障的局部影響，根據(jù)所提取的局部影響，建立對應的故障的檢測增補測試，所有的檢測增補測試形成檢測增補測試集，并構建不可檢測故障與檢測增補測試的邏輯關聯(lián)矩陣；
[0011]不可檢測故障與檢測增補測試的邏輯關聯(lián)矩陣中，行為檢測增補測試，列為不可檢測故障；矩陣中元素ed' mk表示第m個不可檢測故障f' m與第k個檢測增補測試Ztk之間的關系，當在故障模式與影響關聯(lián)表中，故障f, m對應的局部影響包含Ztk時，ed' mkS1;當故障:^ m對應的局部影響不包含Ztk時，ed' mkS0;
[0012]步驟五:從故障模式與影響關聯(lián)表中，提取步驟三得到的模糊組故障的局部影響，當同一模糊組內的故障模式的局部影響不相同時，根據(jù)該模糊組故障局部影響建立隔離增補測試，所有隔離增補測試形成隔離增補測試集，然后構建模糊組故障與隔離增補測試的邏輯關聯(lián)矩陣；
[0013]模糊組故障與隔離增補測試的邏輯關聯(lián)矩陣中，行為隔離增補測試，列為模糊組故障，矩陣中元素ed" m表示第η個模糊組故障f" n與第!個隔離增補測試gk之間的關系，當在故障模式與影響關聯(lián)表中，故障f" n對應的局部影響包含gk時，ed" ?為1;故障f" ?對應的局部影響不包含g仁時，ed" m為O ;
[0014]步驟六:將初始測試集、檢測增補測試集與隔離增補測試集進行匯總，得到電路板完整測試集；合并整理故障模式與初始測試的邏輯關聯(lián)矩陣、不可檢測故障與檢測增補測試的邏輯關聯(lián)矩陣、以及模糊組故障與隔離增補測試的邏輯關聯(lián)矩陣，得到電路板的故障模式與測試相關性矩陣，在電路板的故障模式與測試相關性矩陣中，空余位置邏輯值設為X；
[0015]步驟七:根據(jù)電路板的故障模式與測試相關性矩陣進行電路板測試與故障診斷。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于:
[0017](I)本發(fā)明方法對于電路板的各故障模式，首先選取上層影響進行分析，確定初始測試集，對于初始測試集的不可檢測故障與模糊組故障，進一步選取局部影響進行分析確定增補測試集，既保證了最高的故障檢測率，又優(yōu)先選取了易于測量的測試點；
[0018](2)本發(fā)明通過故障模式與故障影響數(shù)據(jù)關系，直接分析建立電路板的相關性矩陣，避免了復雜的測試性建模的分析過程以及專用工具的使用，利于方便、快捷地進行電路板故障診斷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的電路板測試設計與相關性矩陣建立方法的原理圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的電路板測試設計與相關性矩陣建立方法的整體流程圖；
[0021]圖3是本發(fā)明實施例中的模塊功能框圖。
【具體實施方式】
[0022]下面將結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0023]本發(fā)明基于FMEA中故障影響數(shù)據(jù)的電路板測試設計與相關性矩陣建立方法的原理，如圖1所示。根據(jù)電路板FMEA報告，獲取故障模式集，建立故障模式與影響關聯(lián)表，形成上層影響集合和局部影響集合。依據(jù)故障上層影響，建立初始測試集，并形成故障模式與初始測試的相關性矩陣，從而找到初始測試中的不可檢測故障與模糊組故障。對不可檢測故障，依據(jù)故障局部影響，建立檢測增補測試集，形成故障模式與檢測增補測試的相關性矩陣。對局部影響不同的模糊組故障，建立隔離增補測試集，形成故障模式與隔離增補測試的相關性矩陣。將三個相關性矩陣進行整理，得到最終的相關性矩陣，用于電路板的故障診斷。
[0024]本發(fā)明是一種基于FMEA中故障影響數(shù)據(jù)的測試設計與相關性矩陣建立方法，流程如圖2所示，包括以下幾個步驟:
[0025]步驟一:根據(jù)電路板的FMEA數(shù)據(jù)，建立故障模式與影響關聯(lián)表。
[0026]電路板的故障模式集如下:
[0027]F=RiIi = IJ-H(O
[0028]式中，F(xiàn)是電路板的故障模式集A是第i個故障模式名稱，I為電路板的故障數(shù)量。
[0029]電路板故障模式的影響如下:
[0030]E= (EI, EH)(2)
[0031]式中:E為故障模式對電路板的影響；EI為故障模式的局部影響；EH為故障模式的上層影響。
[0032]電路板故障模式局部影響EI如下:
[0033]EI= (EIU, EIX, EIV)(3)
[0034]式中:EIU為局部影響發(fā)生的位置；EIX為局部影響的參數(shù)；EIV為局部影響的參數(shù)表現(xiàn)。
[0035]電路板故障模式上層影響如下:
[0036]EH= (EHU, EHX, EHV)(4)
[0037]式中:EHU為上層影響發(fā)生的位置；EHX為上層影響的參數(shù)；EHV為上層影響的參數(shù)表現(xiàn)。
[0038]可采用表1所示的表格對電路板的故障模式與影響關聯(lián)進行描述。
[0039]表1故障模式與影響關聯(lián)表
【權利要求】
1.一種基于FMEA中故障影響數(shù)據(jù)的電路板測試設計與相關性矩陣建立方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一:根據(jù)電路板的FMEA數(shù)據(jù)，建立故障模式與影響關聯(lián)表；故障模式與影響關聯(lián)表中包含故障模式、故障模式對電路板的局部影響和上層影響； 步驟二:根據(jù)上層影響建立初始測試集，并構建故障模式與初始測試的邏輯關聯(lián)矩陣；故障模式與初始測試的邏輯關聯(lián)矩陣中，行為初始測試，列為故障模式，矩陣中元素ec^表示第i個故障模式A與第I個初始測試Ct1之間的關系，當在故障模式與影響關聯(lián)表中，故障A對應的上層影響包含Ct1時，為I ;當故障A對應的上層影響不包含Ct1時，為O ; 步驟三:確定初始測試存在的不可檢測故障和模糊組故障；從故障模式與初始測試的邏輯關聯(lián)矩陣中，選取全零行對應的故障模式作為不可檢測故障，將值相同的行對應的故障模式分組選取得到模糊組故障； 步驟四:從故障模式與影響關聯(lián)表中，提取步驟三得到的不可檢測故障的局部影響，根據(jù)所提取的局部影響，建立對應的故障的檢測增補測試，所有的檢測增補測試形成檢測增補測試集，然后構建不可檢測故障與檢測增補測試的邏輯關聯(lián)矩陣； 不可檢測故障與檢測增補測試的邏輯關聯(lián)矩陣中，行為檢測增補測試，列為不可檢測故障；矩陣中元素ed' mk表示第m個不可檢測故障f' m與第k個檢測增補測試Ztk之間的關系，當在故障模式與影響關聯(lián)表中，故障P m對應的局部影響包含Ztk時，ed' mkSl;當故障f' m對應的局部影響不包含Ztk時，ed' mk為O ; 步驟五:從故障模式與影響關聯(lián)表中，提取步驟三得到的模糊組故障的局部影響，當同一模糊組內的故障模式的局部影響不相同時，根據(jù)該模糊組故障局部影響建立隔離增補測試，所有隔離增補測試形成隔離增補測試集，然后構建模糊組故障與隔離增補測試的邏輯關聯(lián)矩陣； 模糊組故障與隔離增補測試的邏輯關聯(lián)矩陣中，行為隔離增補測試，列為模糊組故障，矩陣中元素ed" m表示第η個模糊組故障f" n與第r個隔離增補測試gk之間的關系，當在故障模式與影響關聯(lián)表中，故障f" n對應的局部影響包含gk時，ed" ?為1;故障產n對應的局部影響不包含時，ed" ?為0; 步驟六:將初始測試集、檢測增補測試集與隔離增補測試集進行匯總，得到電路板完整測試集；合并整理故障模式與初始測試的邏輯關聯(lián)矩陣、不可檢測故障與檢測增補測試的邏輯關聯(lián)矩陣、以及模糊組故障與隔離增補測試的邏輯關聯(lián)矩陣，得到電路板的故障模式與測試相關性矩陣，在電路板的故障模式與測試相關性矩陣中，空余位置邏輯值設為X ; 步驟七:根據(jù)電路板的故障模式與測試相關性矩陣進行電路板測試與故障診斷。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于FMEA中故障影響數(shù)據(jù)的電路板測試設計與相關性矩陣建立方法，其特征在于，步驟七中所述的進行電路板測試與故障診斷，具體步驟如下: (7.1)依據(jù)電路板完整測試集進行電路測試，記錄測試結果，當測試結果為正常時，測試取值為O，否則為I ; (7.2)若全部測試結果均為O，診斷結論為電路板正常工作，診斷過程結束；否則電路板有故障發(fā)生，繼續(xù)步驟(7.3)； (7.3)將測試結果取值與電路板的故障模式與測試相關性矩陣進行逐行比對，每一行中“X”位無需比對； 當測試結果與某一行比對結果一致時，該行對應的故障模式為發(fā)生的故障。
【文檔編號】G06F17/50GK103792486SQ201410069344
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權日:2014年2月27日
【發(fā)明者】石君友, 彭銀銀, 安蔚然 申請人:北京航空航天大學