一种运载火箭单点故障模式的识别与分析方法
【专利摘要】本发明提供一种运载火箭单点故障模式的识别与分析方法，该方法对严酷度从系统层次进行划分，细化了单点故障识别与分析过程对严酷度等级的划分，使严酷度等级的划分更加准确，为FTA顶事件的准确选取提供必要条件。选取严酷度类别为I、II类且发生可能性等级为A级、B级、C级的单点故障模式作为FTA的顶事件，使单点故障后果严酷度影响大、发生可能性高的运载火箭单点故障原因得到更深入的分析，并充分分析各原因的逻辑关系及相互作用关系，为单点故障的消除与控制提供有效输入。结合FMEA与FTA的特点综合进行单点故障的识别与控制，确保了单点故障识别与控制的全面性和效果性。
【专利说明】一种运载火箭单点故障模式的识别与分析方法
【技术领域】
[0001]本发明属于航天质量与可靠性分析【技术领域】，具体涉及一种运载火箭单点故障模式的识别与分析方法。
【背景技术】
[0002]近年来，航天事业进入加速发展时期，伴随发射任务的增加，运载火箭迎来了高强度研制与高密度发射阶段。近年来两型号运载火箭发射失利向我们敲响了警钟，无论在研型号或成熟型号，质量与可靠性工作不容懈怠。其中单点故障会引起系统故障，而且没有冗余或替代的操作程序作为补救的产品故障。所以单点故障作为航天型号主要技术风险，一直受到研制队伍的高度关注。
[0003]FMEA (故障模式、影响分析)技术和FTA (故障树分析)技术作为单点故障模式识别的基础工具，已广泛在航天型号单位开展单点故障识别与分析工作，但运载火箭系统复杂，要实现对单机、系统以及接口等全面识别与分析难度很大。同时单点工作难以同型号研制工作相结合，对单点故障补做分析的情况依然存在。FMEA分析技术在对故障原因分析时，采用单因素分析方法，存在识别过程不规范、原因分析不全面的弊端，这将影响单点故障识别的全面性。FTA技术可以找出系统内可能发生的硬件失效、软件差错、人为失误、环境影响等各种因素和顶事件所代表的系统失效之间的逻辑关系，由于FTA技术由系统特定故障状态(顶事件)出发，可以有效分析导致顶事件的一切可能原因或原因组合。但是，目前FTA技术主要应用在型号质量问题归零分析中，在单点故障识别与分析中应用相对较少。
【发明内容】
[0004]针对目前运载火箭型号单点故障识别不全、原因分析不充分、控制方法不统一、应对措施不规范的问题，本发明提供一种运载火箭单点故障模式的识别与分析方法，该方法结合FMEA与FTA的特点，综合进行单点故障的识别与控制。
[0005]本发明的运载火箭单点故障模式的识别与分析方法包括以下步骤:步骤1，确定运载火箭单点故障模式识别分析的系统层次，该系统层次分为四级，分别为:系统级、分系统级、设备或单机级、元器件或零件，定义运载火箭单点故障模式的各系统层次的严酷度等级；
[0006]步骤2，开展基于故障模式、影响分析FMEA的单点故障的识别，根据步骤I获得的严酷度等级选择单点故障模式的相应严酷度等级，依据可能性等级表获取单点故障模式的相应发生可能性等级；
[0007]步骤3，选取严酷度等级为1、11级且发生可能性等级为A、B、C的单点故障模式作为故障树分析FTA的顶事件；
[0008]步骤4，根据步骤3获得的顶事件开展基于故障树分析FTA的单点故障原因的分析，得到单点故障原因的故障树，根据上行法或下行法对所述的故障树进行简化，得到单点故障原因的多个最小割集合，该多个最小割集合为导致顶事件发生的原因组合。[0009]进一步的，所述的运载火箭单点故障模式的识别与分析方法还包括:
[0010]步骤5，根据步骤4获得的单点故障原因分析共性原因，将单点故障按照技术原因维度、管理原因维度、关键特性参数维度、九新维度、严酷度维度、发生可能性维度，六个维度对单点故障原因进行分类，用于对单点故障模式消除控制。
[0011]进一步的，所述步骤I中定义运载火箭单点故障模式的各系统层次的严酷度等级
如下表所示:
[0012]
【权利要求】
1.一种运载火箭单点故障模式的识别与分析方法，其特作在于，包括以下步骤: 步骤1，确定运载火箭单点故障模式识别分析的系统层次，该系统层次分为四级，分别为:系统级、分系统级、设备或单机级、元器件或零件，定义运载火箭单点故障模式的各系统层次的严酷度等级； 步骤2，开展基于故障模式、影响分析FMEA的单点故障的识别，根据步骤I获得的严酷度等级选择单点故障模式的相应严酷度等级，依据可能性等级表获取单点故障模式的相应发生可能性等级； 步骤3，选取严酷度等级为1、11级且发生可能性等级为A、B、C的单点故障模式作为故障树分析FTA的顶事件； 步骤4，根据步骤3获得的顶事件开展基于故障树分析FTA的单点故障原因的分析，得到单点故障原因的故障树，根据上行法或下行法对所述的故障树进行简化，得到单点故障原因的多个最小割集合，该多个最小割集合为导致顶事件发生的原因组合。
2.如权利要求1所述的运载火箭单点故障模式的识别与分析方法，其特征在于，还包括: 步骤5，根据步骤4获得的单点故障原因分析共性原因，将单点故障按照技术原因维度、管理原因维度、关键特性参数维度、九新维度、严酷度维度、发生可能性维度，六个维度对单点故障原因进行分类，用于对单点故障模式消除控制。
3.如权利要求1所述的运载火箭单点故障模式的识别与分析方法，其特征在于，所述步骤I中定义运载火箭单点故障模式的各系统层次的严酷度等级如下表所示:
【文档编号】G06F19/00GK103810383SQ201410040100
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年1月27日 优先权日:2014年1月27日
【发明者】角淑媛, 高宏辉, 李福秋, 任立明, 程海龙, 李树桢, 杨静, 吴航, 赵婉, 蔡健平, 张萌, 沈岭, 胡彭炜, 刘岩, 冉迎春, 张锐 申请人:中国航天标准化研究所