[發(fā)明專利]一種運載火箭單點故障模式的識別與分析方法

在審

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• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN103810383A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設計）人: 角淑媛;高宏輝;李福秋;任立明;程海龍;李樹楨;楊靜;吳航;趙婉;蔡健平;張萌;沈嶺;胡彭煒;劉巖;冉迎春;張銳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航天標準化研究所
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 仇蕾安;付雷杰

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于航天質(zhì)量與可靠性分析技術(shù)領域，具體涉及一種運載火箭單點故障模式的識別與分析方法。

背景技術(shù)

近年來，航天事業(yè)進入加速發(fā)展時期，伴隨發(fā)射任務的增加，運載火箭迎來了高強度研制與高密度發(fā)射階段。近年來兩型號運載火箭發(fā)射失利向我們敲響了警鐘，無論在研型號或成熟型號，質(zhì)量與可靠性工作不容懈怠。其中單點故障會引起系統(tǒng)故障，而且沒有冗余或替代的操作程序作為補救的產(chǎn)品故障。所以單點故障作為航天型號主要技術(shù)風險，一直受到研制隊伍的高度關注。

FMEA（故障模式、影響分析）技術(shù)和FTA（故障樹分析）技術(shù)作為單點故障模式識別的基礎工具，已廣泛在航天型號單位開展單點故障識別與分析工作，但運載火箭系統(tǒng)復雜，要實現(xiàn)對單機、系統(tǒng)以及接口等全面識別與分析難度很大。同時單點工作難以同型號研制工作相結(jié)合，對單點故障補做分析的情況依然存在。FMEA分析技術(shù)在對故障原因分析時，采用單因素分析方法，存在識別過程不規(guī)范、原因分析不全面的弊端，這將影響單點故障識別的全面性。FTA技術(shù)可以找出系統(tǒng)內(nèi)可能發(fā)生的硬件失效、軟件差錯、人為失誤、環(huán)境影響等各種因素和頂事件所代表的系統(tǒng)失效之間的邏輯關系，由于FTA技術(shù)由系統(tǒng)特定故障狀態(tài)（頂事件）出發(fā)，可以有效分析導致頂事件的一切可能原因或原因組合。但是，目前FTA技術(shù)主要應用在型號質(zhì)量問題歸零分析中，在單點故障識別與分析中應用相對較少。

發(fā)明內(nèi)容

針對目前運載火箭型號單點故障識別不全、原因分析不充分、控制方法不統(tǒng)一、應對措施不規(guī)范的問題，本發(fā)明提供一種運載火箭單點故障模式的識別與分析方法，該方法結(jié)合FMEA與FTA的特點，綜合進行單點故障的識別與控制。

本發(fā)明的運載火箭單點故障模式的識別與分析方法包括以下步驟：步驟1，確定運載火箭單點故障模式識別分析的系統(tǒng)層次，該系統(tǒng)層次分為四級，分別為：系統(tǒng)級、分系統(tǒng)級、設備或單機級、元器件或零件，定義運載火箭單點故障模式的各系統(tǒng)層次的嚴酷度等級；

步驟2，開展基于故障模式、影響分析FMEA的單點故障的識別，根據(jù)步驟1獲得的嚴酷度等級選擇單點故障模式的相應嚴酷度等級，依據(jù)可能性等級表獲取單點故障模式的相應發(fā)生可能性等級；

步驟3，選取嚴酷度等級為I、II級且發(fā)生可能性等級為A、B、C的單點故障模式作為故障樹分析FTA的頂事件；

步驟4，根據(jù)步驟3獲得的頂事件開展基于故障樹分析FTA的單點故障原因的分析，得到單點故障原因的故障樹，根據(jù)上行法或下行法對所述的故障樹進行簡化，得到單點故障原因的多個最小割集合，該多個最小割集合為導致頂事件發(fā)生的原因組合。

進一步的，所述的運載火箭單點故障模式的識別與分析方法還包括：

步驟5，根據(jù)步驟4獲得的單點故障原因分析共性原因，將單點故障按照技術(shù)原因維度、管理原因維度、關鍵特性參數(shù)維度、九新維度、嚴酷度維度、發(fā)生可能性維度，六個維度對單點故障原因進行分類，用于對單點故障模式消除控制。

進一步的，所述步驟1中定義運載火箭單點故障模式的各系統(tǒng)層次的嚴酷度等級如下表所示：

。

有益效果

1.確定運載火箭單點故障模式識別分析的系統(tǒng)層次，該系統(tǒng)層次分為四級，分別為：系統(tǒng)級、分系統(tǒng)級、設備或單機級、元器件或零件，定義運載火箭單點故障模式的各系統(tǒng)層次的嚴酷度等級。本專利中對嚴酷度從系統(tǒng)層次進行劃分，并在故障模式最終影響說明中從對任務成果（或功能完成）影響和對安全性影響兩個方面進行了定義，細化了單點故障識別與分析過程對嚴酷度等級的劃分，使嚴酷度等級的劃分更加準確，為FTA頂事件的準確選取提供必要條件。

2.選取嚴酷度類別為I、II類且發(fā)生可能性等級為A級、B級、C級的單點故障模式作為FTA的頂事件，使單點故障后果嚴酷度影響大、發(fā)生可能性高的運載火箭單點故障原因得到更深入的分析，并充分分析各原因的邏輯關系及相互作用關系，為單點故障的消除與控制提供有效輸入。

3.結(jié)合FMEA與FTA的特點綜合進行單點故障的識別與控制，能夠更系統(tǒng)、更規(guī)范的對運載火箭型號單點故障進行識別、分析、控制及應急響應，確保了單點故障識別與控制的全面性和效果性。

具體實施方式