[發明專利]一種基于FTF的復雜產品質量損失網絡分析方法

在審

• 申請號: 201410312961.6
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104133941A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 方志耕;朱杏子;劉思峰;陶良彥
• 申請（專利權）人: 方志耕
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 曾少麗

技術領域

本發明涉及一種基于FTF的復雜產品質量損失網絡分析方法。

背景技術

FMECA是英文Failure?Modes,Effect?and?Criticality?Analysis的縮寫,由故障模式及影響分析(FMEA)和危害性分析(CA)兩部分組成。FMECA是分析目標系統中每一個可能的故障模式以及其對該系統及上層系統所產生的影響,并根據每個故障模式所產生的影響的嚴重程度、發生的概率及故障危害程度進行分類的一種分析方法,是工程應用中最常用的可靠性分析方法之一。其基本原理是：根據技術質量文件、歷史資料和顧客的要求,分析系統的結構、維護和使用環境,鑒別失效模式,分析引起失效的原因,并利用一定的統計方法,估算失效發生時后果的嚴重度(S,Severity)、發生度(O,Occurrence)和探測度(D,Detection)等因素,繼而計算風險優先數(RPN,Risk?Priority?Number),根據RPN值的大小對故障模式進行排序,并采取相應的措施,降低RPN值,提高系統可靠性。FMECA的目的是通過系統分析,確定元器件、零部件、設備、軟件在設計和制造過程中所有可能發生的故障模式,以及每一故障模式的原因及影響,以便找出潛在的薄弱環節,并提出可能采取的預防改進措施,以提高產品質量和可靠性。具體而言包括:FMEA屬于定性分析,CA是在FMEA的基礎上進行擴展和深化,必須依據一定的數據,使分析量化,屬于定量分析。在條件允許的情況下,應盡可能進行FMECA,從而使分析工作深入、準確。

FTA是Fault?Tree?Analysis的縮寫,其定義是“通過對可能造成產品故障的硬件、軟件、環境、人為因素等進行分析,畫出故障樹,從而確定產品故障原因的各種可能組合方式和(或)其發生概率的一種分析技術。其目的是運用演繹法逐級分析,尋找導致某種故障事件(頂事件)的各種可能原因,直到最基本的原因,并通過邏輯關系的分析確定潛在的硬件、軟件的設計缺陷,一邊采取改進措施。

FTA輔助FMECA綜合分析由兩種基本方法:一種是先進行FMECA再進行FTA的分析方法，稱為正向FTF方法；另一種是先進行FTA，再進行FMECA的逆向FTF方法。

然而，上世紀60年代，田口玄一博士提出質量損失的概念，用產品最終給社會帶來的損失來定義產品的質量。田口博士設計了質量損失函數，使用此函數來描述產品偏離額定標準值所帶來的損失大小，受損失的主要是顧客及相關人員。從故障的角度出發，本文中的質量損失特指由于故障所導致的質量損失。復雜產品(Complex?product)是指一類產品結構復雜、價格昂貴、工程技術含量高、零部件集成度高的大型產品或系統，例如飛機、大型船舶、衛星、運載火箭等，其科技含量高而且產品附加值大，是一個國家或地區核心競爭力的具體體現。因此，復雜產品的質量問題都會使國家形象或自身價值大打折扣。然而，目前的研究大多集中在故障診斷以及可靠性的分析與評估上，對其質量損失的分析還沒有科學合理的解決方案。FMECA和FTA作為故障分析的有效方法，主要用于復雜產品的設計和研制階段。FMECA是通過對復雜產品各組成單元潛在故障模式及其功能的影響進行分析，并把每個潛在故障模式按其嚴酷程度進行分類，以提高復雜產品的可靠性，同時對故障模式的危害性進行分析。FTA旨在復雜產品設計過程中，通過對故障的各種因素(包括硬件、軟件、環境、人為因素等)進行分析，畫出邏輯圖，從而確定復雜產品故障原因的各種可能組合方式及其發生概率，以計算復雜產品故障概率，采取相應措施，提高復雜產品可靠性。

復雜產品系統結構復雜、零部件眾多、制造工藝復雜、成套性強，其技術性能、可靠性和自動化水平等都是多種高新技術集合和優化的結果，某些部分故障都會產生嚴重的后果，造成巨大的損失。目前，大家對故障損失的概念都僅停留在整體宏觀上的損失，即某一故障通過統計數據獲得的對系統所造成的損失，但是對于故障損失是如何分配的這一問題目前并沒有科學合理的解決方案，然而，從故障損失的角度研究元器件對系統的影響對于復雜產品研制管理是具有重大指導意義的。目前的研究主要存在以下幾個方面的問題：

1)、FMECA在故障分析時，主要針對單故障進行分析，且在反映環境條件對復雜產品可靠性的影響方面具有局限。

2)、傳統的FMECA危害分析是對每一故障模式的嚴重程度及該故障模式發生的概率所產生的綜合影響進行分析，劃分等級，并沒有定量分析故障損失如何分配.

3)、迄今為止，尚未有學者對故障質量損失網絡進行研究。

發明內容