[發明專利]一種基于邏輯決斷的故障模式消減閉合方法

有效

• 申請號: 201210077497.8
• 申請日: 2012-03-22
• 公開（公告）號: CN102663542A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 楊德真;任羿;王自力;劉林林
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

技術領域

本發明涉及復雜產品可靠性維修性保障性測試性安全性(以下簡稱RMS)設計過程，尤其是在有限的研制周期內和有限的研制經費下，一種基于邏輯決斷的故障模式消減閉合方法可以指導設計人員快速、有序、高效地針對問題根源，有計劃分步驟采取有效措施實施改進，進而提高復雜產品RMS水平。本發明屬于可靠性工程技術領域。

背景技術

RMS是復雜產品性能發揮和保持的重要影響因素，因此在復雜產品RMS設計方面，設計人員應遵循相關RMS設計準則和設計標準開展RMS工作項目，通過不斷分析發現潛在故障模式，進而采取改進措施加以消除或減少，同時緊抓安全保證措施、配套維修保障資源以及測試手段的設計，最終確保在盡可能短的時間內、以盡可能少的資源消耗使RMS指標滿足設計要求。然而，現階段企業單位在復雜產品設計過程中，設計人員主要以完成規定的工作項目為主，RMS設計分析工作之間始終缺乏一個核心貫穿其中，RMS設計分析工作內部之間關聯性較弱，致使RMS設計分析工作浮于表面，難以在設計過程中充分發揮RMS設計分析技術的作用。鑒于此，本發明提出了一種基于邏輯決斷的故障模式消減閉合方法，以指導設計人員在產品設計過程中以其潛在故障模式為核心，逐一發現并解決維修性、保障性、測試性和安全性設計方面的缺陷，從而消除或減少故障模式，快速有效提高RMS水平。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于邏輯決斷的故障模式消減閉合方法，以指導設計人員以故障模式為中心，規劃安排和執行相關的RMS設計分析工作項目，逐步消除和減少產品潛在的故障模式，大大縮短研制周期，降低研制成本。

為了實現上述目的，本發明給出了故障模式消減閉合過程模型。故障模式消減是指根據故障模式產生的原因及其造成的后果嚴重程度，采取相應的設計改進措施、使用補償措施、預測診斷等手段，進而使其消除或降低其發生可能性，以及使故障能夠快速恢復的一個過程。該過程起始于產品設計早期引入故障，直到采取措施實現消減并驗證有效，是一個閉合過程，見圖1。

本發明一種基于邏輯決斷的故障模式消減閉合方法，按照以下四個步驟進行：

步驟一：開展FMECA分析

根據當前產品技術狀態，選擇適合的故障模式影響及危害性分析方法，制定相應的表格(表1為硬件FMECA分析表示例)，分析產品各組成部分的潛在故障模式及其故障原因、故障影響等，并進一步根據嚴酷度等級、故障模式危害度或風險優先數等標準將所有故障模式分析記錄進行分類，如分為I、II類故障模式集和III、IV類故障模式集。

表1硬件故障模式影響及危害性分析表(示例)

步驟二：確定故障模式消減方案

針對已歸類的特定故障模式集合中的每一條故障模式記錄，分析該故障模式消減后對RMS指標的影響。然后基于計算得到的RMS指標，結合RMS指標的目標值，運用粗糙集理論確定故障模式消減次序方案。具體實現過程如下：

第1步：計算故障模式消減對RMS指標的影響

在分析故障模式消減對RMS指標的影響時，首先給出如下假設條件：1)故障模式消減措施都是合理有效的；2)各類故障模式相互獨立；3)消減過程中沒有引入新的故障模式；4)故障邏輯關系是單調的。

1)計算對可靠性指標的影響模型

針對不同產品類型，所使用的可靠性指標可能不同。在不影響說明故障模式消減對可靠性指標影響的情況下，在此選用產品設計過程中最常用的可靠性指標：平均故障間隔時間(MTBF)，加以說明。

不妨設，產品i的I、II類故障模式集合為{f_i1，f_i2，…，f_in}，n為I、II類故障模式總數，已消減的I、II類故障模式集合為不妨記前m1個故障模式被完全消除，其余m2＝m-m1個故障模式的頻數比α_ij得到了降低，記降低后的頻數比為α′_ij(j＝tm1+1，tm1+2，…，tm)。當{f_it1，f_it2，…，f_itm}＝φ時，表示無故障模式被消減。

因此，經過一輪的故障模式消減后，產品i的MTBF_i變為其表達式如下：