FMEA技术在BIT设计中的运用

【导读】
FMEA能有效地把故障、隐患消灭在设计阶段,同时也是确定复杂系统可靠性关键件和重要件的重要方法。FMEA不仅能给出约定层次上的所有故障模式,而且能够确定它们对产品其它更高层次
   FMEA能有效地把故障、隐患消灭在设计阶段,同时也是确定复杂系统可靠性关键件和重要件的重要方法。FMEA不仅能给出约定层次上的所有故障模式,而且能够确定它们对产品其它更高层次的影响。对系统进行FMEA,可使设计、制造、使用及维修部门明确哪些故障模式对运行安全、任务完成、维修和后勤保障有影响,其分析结果可为设计综合评定、维修性、安全性等工作提供信息,还可为设计和维护人员诊断故障提供依据。
 
   机内测试BIT分析是BIT设计的基础,分析的方法是将系统或设备按功能部件划分成若干可测试的单元,然后利用故障模式影响及致命性分析(FMECA)所得到的数据,计算出可检测故障的概率或不可检测的故障百分比。在BIT设计前,必须进行FMECA的故障分析。并进行设计改进,减少影响运行安全的故障模式,提高产品的可靠性。FMECA分析直接面向系统的功能信息,能够有效地解决面向机内测试(BIT)设计的故障分析。
 
   FMECA的通常包括以下基本步骤:
   (1)根据定义分析对象,确定产品的工作特性及任务要求,作为分析的出发点和基础。明确分析范围根据系统的复杂程度、重要程度、技术成熟性、分析工作的进度和费用约束。
 
   (2)根据分析的目的和要求,定义分析的基本条件和假设。
 
   (3)根据数据资料和工程经验,全面识别并规定的规则记录产品中所有组成部分的故障模式。
 
   (4)确定故障判据制定与分析判断系统及系统中的产品正常与故障的准则。
 
   (5)确定故障模式分析是找出系统中每一产品(或功能、生产要素、工艺流程、生产设备等)所有可能出现的故障模式。
 
   (6)确定故障模式影响故障影响分析是找出系统中每一产品(或功能、生产要素、工艺流程、生产设备等)每一可能的故障模式所产生的影响,并按这些影响的严重程度进行分类;根据故障判据确定故障模式影响的严重度。
 
   (7)确定故障原因分析是找出每一个故障模式产生的原因,根据故障判据确定故障原因的发生度和检测度。
 
   (8)确定设计过程控制故障检测方法分析是分析每一种故障模式是否存在特定的发现该故障模式的检测方法,从而为系统的故障检测与隔离设计提供依据。
 
   (9)RPN最终风险评估对系统中每一产品(功能、生产要素、工艺流程、生产设备等)按其故障的发生概率、检测率和严重程度进行综合评估。
 
   (10)采取措施降低风险补偿措施分析是针对故障影响严重的故障模式,提出设计改进和使用补偿措施。
 
   (11)给出分析结论根据故障模式影响分析的结果,找出系统中的缺陷和薄弱环节,并制定和实施各种改进与控制措施,以提高产品(或功能、生产要素、工艺流程、生产设备等)的
可靠性(或有效性、合理性等)。
 
   在符合软件设计规范及体系结构的基础上,根据FMECA的理论基础及分析过程,参考国内外的FMECA软件以及结合我国可靠性行业FMECA分析人员的实践经验和使用特点,并考虑到大型复杂系统的特点,最终确定系统总体结构。FMECA系统由七个主要模块组成:
 
   (1)QT下输入模块提供灵活简便的数据输入,包括项目组成信息、产品基本信息、故障模式信息、FMECA属性信息、用户信息等。可以满足软件功能需求中的对输入及系统层次结构描述的要求。
 
   (2)FMEA分析模块与FTA综合可以确定所分析的目标产品或工艺的功能、故障模式、影响,故障原因和控制等。
 
   (3)风险评估模块提供初始和修正RPN的自动计算。根据严重度、发生度和探测度的值计算RPN或修正RPN。
 
   (4)输出模块可以自动生成报告,但报告表格的制作方面具有很大的灵活性;可在Microsoft Excel中创建报告,支持打印预览和打印机输出功能;用户可创建各种风格的报告模板,并可内置标准的报告模板供用户选用。
 
   (5)数据库管理模块FMECA分析包括大量的信息,比如项目组成信息、产品基本信息、故障模式信息等。该模块功能是主要采用树型结构管理产品的组成信息、以树型、工作表两种形式管理FMECA信息以及用逻辑符号构建某一故障模式下的故障树。
 
   (6)数据库系统用于存储支持FMECA分析的基础数据,包括标准库、故障信息库、各类FMECA信息、便于填表使用的各类词库等,是软件运行的基础。
 
   (7)接口模块使FMECA软件与其它可靠性分析相关软件相互支持,实现与FMEA、可靠性预计与分配、寿命评估等软件的综合应用,也可进一步与可靠性仿真、维修性分析等软件连接,提供其所需要的故障数据和可靠性信息,为开发野综合冶分析平台奠定基础。该结构采用了基本的C/S客户/服务器模式,与人际界面的交互采用了MVC的数据设计。保证了模型的变化传播机制。
 
   QtSql模块提供了一个平台无关、数据库无关的访问SQL数据库的接口。Qt中的每个数据库连接用一个QSql Database对象来表示;Qt使用不同driver来和各种不同数据库的API进行通讯。QSql Query提供了直接执行任意SQL语句的特性;此外还提供了两个高层次的无需SQL命令的数据库接口:QSql Table Model和QSql Relational Table Model。Connecting and Querying在执行SQL命令前,必须先建立好同数据库的连接。
 
   根据分析可知FMEA软件的界面设计原则是输入界面简洁明快,操作简单,提示丰富,符合习惯,界定清楚,菜单、快捷按钮及输入表单项可自由定制;输出界面:图表显示设计合理、丰富,可自定义报告模板,有打印预览功能,转存为XML格式文件并方便支持打印机输出,输出顺畅,并内置了大量输入和输出模板,并应附带部分故障模式数据库,使得该软件具有良好的适用性。软件若需适应商务化要求则应支持所有的FMEA主流标准(AIAGFMEA-3,J1739,MIL-STD-1629A,etc.),具有扩展的用户化分析和报表功能,允许根据需要对软件配置。
 

  • 2019-03-05 09:43
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