一种采用两个rpn数的故障模式影响及危害性分析方法

文档序号:6444736阅读:638来源:国知局
专利名称:一种采用两个rpn数的故障模式影响及危害性分析方法
技术领域
本发明属于机械产品的可靠性优化设计领域,具体涉及故障模式影响及危害性分析方法。
背景技术
故障模式影响及危害性分析(FailureMode, Effects and CriticalityAnalysis, FMECA)是一种可靠性分析方法,分析系统中每一产品所有可能产生的故障模式及其对系统造成的所有可能影响,并按每一个故障模式的严重程度及其发生概率进行排序。FMECA的目的是通过系统分析,确定元器件、零部件、设备、软件在设计和制造过程中所有可能的故障模式,以及每一故障模式的原因及影响,以便找出潜在的薄弱环节,并提出改进措施。FMECA的核心工作如图1所示。在FMECA实施过程中,很重要的一条就是对故障模式进行排序,找出需要优先改进的故障模式。风险优先数(Risk Priority Number, RPN)是常用的故障模式排序方法。产品某一故障模式的RPN数由故障模式发生概率等级(Occurrence ProbabilityRanking, O)、影响严酷度等级(Effect Seventy Ranking, S)和检测难度等级(DetectionDifficulty Ranking, D)的乘积计算得出,即:RPN = 0XSXD。故障模式的RPN数越高,则越重要。在对影响RPN的三项因素进行评分之前,应首先根据所分析系统的具体特点对这三项因素制定评分准则。传统的RPN数故障模式排序方法关注了严酷度、发生度和探测度三种因素的综合影响。在无人机设计过程中,为体现FMECA “持续改进”的思想,应在原有FMECA文件的基础上不断修改设计方案。因此,通过设计改进,一些故障模式原本严酷度较高,但是通过设计改进,可以降低其发生频率,或者降低其探测难度,都将降低其RPN值。

发明内容
本发明的目的是为了解决现有的FMECA方法存在的上述问题,提出了一种采用两个RPN数的故障模式影响及危害性分析方法。本发明的技术方案是:一种采用两个RPN数的故障模式影响及危害性分析方法,具体为:根据预防度和检测度分别打分,得到故障模式严重度和发生度的量化指标,即得到两个风险优先数RPNl和RPN2,其中,RPNl = 0XSXP,RPN2 = 0XSXD,所述P为预防度,0为故障模式发生概率等级,S为严酷度等级,D为检测难度等级;根据两个风险优先数的高低比较,获得故障模式排序和选择方式。进一步的,所述的预防度具体采用如下标准:设计控制几乎肯定能找出潜在的原因/机理及后续的故障模式,定义为:预防度为很高,评分值为1,2 ;设计控制将有较多的机会能找出潜在的原因/机理及后续的故障模式,定义为:预防度为高,评分值为3,4;设计控制将有中等的机会能找出潜在的原因/机理及后续的故障模式,定义为:预防度为中等,评分值为5,6;设计控制将不太能找出潜在的原因/机理及后续的故障模式,定义为:预防度为低,评分值为7,8 ;设计控制将不能和/或不可能找出潜在的原因/机理及后续的故障模式,或根本没有设计控制,定义为:预防度为很低,评分值为9,10。进一步的,所述根据两个风险优先数的高低比较,获得故障模式排序和选择方式的具体过程如下:先按RPN I排序,再按RPN 2排序,最后按照如下处理原则对故障模式进行处理:原则1.RPN I为高且RPN 2为高时:先判断是由哪个因素引起,若是由严重度或发生度引起,分别按原则5、6处理;若是由检测度引起,先改进针对该故障模式的预防措施,再改进检测措施;原则2.RPN I为高且RPN 2为低时:按原则7处理;原则3.RPN I为高且RPN 2为低时:按原则8处理;原则4.RPN I为低且RPN 2为低时:风险优先数低的故障,可不予处理;原则5.高严酷度:改进设计,降低故障影响;原则6.高发生概率度:改进设计、更换材料或选择其他供应商,降低故障发生频率;原则7.高预防度:针对该故障模式的预防措施进行改进;原则8.高检测难度:针对该故障模式的检测措施进行改进。本发明的有益效果:本发明的方法在计算风险优先数时不仅考虑故障模式的检测难易程度,而且考虑设计改进对故障模式的预防程度,从而获得的两个风险优先数,从预防和检测的角度对故障模式进行排序,避免了由于探测措施好而忽略了设计改进的情况,为无人机产品的设计改进提供更为全面的依据。


图1为本发明引用的FMECA核心工作示意图。图2为本发明的采用两个RPN数的FMECA分析框架。图3为本发明实施例步骤I所针对的无人机动力系统功能框图。图4为本发明实施例步骤2的某型无人机动力系统约定层次划分。
具体实施例方式现结合实施例、附图对本发明作进一步描述:本文提出的FMECA模型在RPN数的计算中加入预防度指标,表示“现行设计改进方案对于预防该故障发生的有效性”。将故障的预防措施与检测措施加以区分,将有利于设计人员关注无人机产品设计过程中的方案改进和优化。本发明的基本思想如图2所示。从图2中可以看出,FMECA的各分析项之间的相互关系为:(I)故障原因和故障模式之间是因果关系,故障模式和故障影响之间是因果关系;(2)以故障模式为中心,通过分析确定出故障影响和故障原因;(3)根据故障原因,可以考虑通过一定的设计措施来预防该故障模式的发生;(4)根据故障影响,可以评价该故障模式能够被检测到的难易程度。本发明的故障模式影响及危害性分析方法,具体为:根据预防度和检测度分别打分,得到故障模式严重度和发生度的量化指标,得到两个风险优先数RPNl和RPN2,其中,RPNl = 0XSXP,RPN2 = 0XSXD,其中,P为预防度,0为故障模式发生概率等级,S为严酷度等级,D为检测难度等级。故障模式的严重度、发生度和检测度根据GJB1391-2006来确定量化指标。本发明参照表I中的原则来量化预防度。表I
权利要求
1.一种采用两个RPN数的故障模式影响及危害性分析方法,其特征在于,具体为: 根据预防度和检测度分别打分,得到故障模式严重度和发生度的量化指标,即得到两个风险优先数RPNl和RPN2,其中,RPNl = 0XSXP,RPN2 = OXSXD,所述P为预防度,O为故障模式发生概率等级,S为严酷度等级,D为检测难度等级; 根据两个风险优先数的高低比较,获得故障模式排序和选择方式。
2.根据权利要求1所述的故障模式影响及危害性分析方法,其特征在于,所述的预防度具体采用如下标准: 设计控制几乎肯定能找出潜在的原因/机理及后续的故障模式,定义为:预防度为很高,评分值为1,2 ; 设计控制将有较多的机会能找出潜在的原因/机理及后续的故障模式,定义为:预防度为高,评分值为3,4 ; 设计控制将有中等的机会能找出潜在的原因/机理及后续的故障模式,定义为:预防度为中等,评分值为5,6; 设计控制将不太能找出潜在的原因/机理及后续的故障模式,定义为:预防度为低,评分值为7,8 ; 设计控制将不能和/或不可能找出潜在的原因/机理及后续的故障模式,或根本没有设计控制,定义为:预防度为很低,评分值为9,10。
3.根据权利要求1或2所述的故障模式影响及危害性分析方法,其特征在于,所述根据两个风险优先数的高低比较,获得故障模式排序和选择方式的具体过程如下:先按RPN I排序,再按RPN 2排序,最后按照如下处理原则对故障模式进行处理: 原则1.RPN I为高且RPN 2为高时:先判断是由哪个因素引起,若是由严重度或发生度引起,分别按原则5、6处理;若是由检测度引起,先改进针对该故障模式的预防措施,再改进检测措施; 原则2.RPN I为高且RPN 2为低时:按原则7处理; 原则3.RPN I为高且RPN 2为低时:按原则8处理; 原则4.RPN I为低且RPN 2为低时:风险优先数低的故障,可不予处理; 原则5.高严酷度:改进设计,降低故障影响; 原则6.高发生概率度:改进设计、更换材料或选择其他供应商,降低故障发生频率; 原则7.高预防度:针对该故障模式的预防措施进行改进; 原则8.高检测难度:针对该故障模式的检测措施进行改进。
全文摘要
本发明公开了一种采用两个RPN数的故障模式影响及危害性分析方法,具体为根据预防度和检测度分别打分,得到故障模式严重度和发生度的量化指标,即得到两个风险优先数RPN1和RPN2,其中,RPN1=O×S×P,RPN2=O×S×D,所述P为预防度,O为故障模式发生概率等级,S为严酷度等级,D为检测难度等级;根据两个风险优先数的高低比较,获得故障模式排序和选择方式。本发明的方法在计算风险优先数时不仅考虑故障模式的检测难易程度,而且考虑设计改进对故障模式的预防程度,从而获得的两个风险优先数,从预防和检测的角度对故障模式进行排序,避免了由于探测措施好而忽略了设计改进的情况,为产品的设计改进提供更为全面的依据。
文档编号G06F19/00GK103186708SQ20111045781
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者刘宇, 汪忠来, 黄洪钟, 宋巍, 孙锐, 凌丹, 肖宁聪 申请人:电子科技大学
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