一种航空机载机械类产品fmeca分析方法
【专利摘要】本发明涉及一种航空机载机械类产品FMECA分析方法，该具体过程为：步骤a，建立典型零部件失效模式数据库；步骤b，建立FMECA数据库；步骤c，进行FMECA分析前的准备工作；步骤d，完成单个零件的设计与FMECA信息输入；步骤e，FMECA信息存储并对下一零件进行设计以及FMECA信息的输入、存储，直到整个产品设计完成；步骤f，对产品进行FMECA分析；步骤g，FMECA分析报告输出。本发明能够实现产品设计与产品FMECA分析的紧密结合、系统的管理每个零部件的FMECA信息、清晰的反应产品零部件之间的层次关系。
【专利说明】—种航空机载机械类产品FMECA分析方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及飞行器设计领域，尤其涉及一种航空机载机械类产品FMECA分析方法。
【背景技术】
[0002]故障模式影响分析是一种用来确定潜在失效模式及其原因的分析方法，故障模式及影响分析(FMEA)和危害性分析(CA)合称FMECA。它是在工程实践中总结出来的，以故障模式为基础，以故障影响或后果为目标的分析技术。它通过逐一分析各组成部分的不同故障对系统工作的影响，全面识别设计中的薄弱环节和关键项目，并为评价和改进系统设计的可靠性提供基本信息。目前，在很多重要的工程领域中，FMEA受到了研究管理人员的高度重视，并且被明确规定为设计研究人员必须掌握的技术。实施FMEA是设计者和承制方必须完成的任务。FMECA资料也被规定为不可缺少的设计文件，是设计审查中必须重视的资料之一 O
[0003]目前国内外涌现出很多对产品进行FMEA分析的软件，但由于航空机载机械类产品的复杂性、特殊性，目前尚没有针对机载机械产品进行FMECA分析的专用方法。在对航空机载机械类产品进行FMECA目前存在的问题有:(I)FMECA与产品设计的结合度不够；(2)零部件失效模式考虑的不够全面；(3)零部件、成品和系统之间故障模式之间的传递关系
难以理清。
[0004]鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种航空机载机械类产品FMECA分析方法，用以克服上述技术缺陷。
[0006]为实现上述目的，本发明提供一种航空机载机械类产品FMECA分析方法，该具体过程为:
[0007]步骤a，建立典型零部件失效模式数据库；
[0008]步骤b，建立FMECA数据库；
[0009]步骤C，进行FMECA分析前的准备工作；
[0010]步骤d，完成单个零件的设计与FMECA信息输入；
[0011 ] 步骤e，FMECA信息存储并对下一零件进行设计以及FMECA信息的输入、存储，直到整个产品设计完成；
[0012]步骤f，对成品进行FMECA分析；
[0013]步骤g，FMECA分析报告输出。
[0014]进一步，在上述步骤a中，所述典型零部件失效模式数据库用于存储典型零部件的失效模式、故障原因、故障判据等信息。
[0015]进一步，在上述步骤b中，所述FMECA数据库用于存储设计过程输入的FMECA信息；其包含以下内容:约定层次定义、严酷度定义、故障模式概率等级定义、每个零部件的FMECA信息包括故障模式、故障原因、故障影响、严酷度、故障检测方法、故障判据、使用补偿措施、设计改进方法、故障检测方法、故障概率等级以及危害性信息。
[0016]进一步，上述步骤d中，单个零件的设计与FMECA信息输入的具体过程为:
[0017]步骤dl，在CATIA中进行产品的外形设计；
[0018]步骤d2，进行FMECA信息输入，首先检索典型零部件失效模式数据库，判断是否在数据库中检索成功，如果未检索成功，则执行步骤d3，输入故障模式，以及故障判据等信息，并存储到典型零部件失效模式数据库中，以供以后使用；如果检索成功，则执行步骤d4，读取相关数据；
[0019]步骤d5，输入其它FMEA信息；
[0020]步骤d6，输入零件或部件的CA信息；
[0021]步骤d7，填写该零件或部件与其它零部件的关系，用于建立可靠性框图等。
[0022]进一步，上述步骤d6中，输入零件或部件的CA信息的具体过程为:
[0023]首先选择危害性分析方法，有定性和定量两种分析方法，如果选择定量分析，则执行步骤d61，选择严酷度类别和任务阶段；
[0024]然后执行步骤d62，对该零件或部件的故障模式进行计数，共有η个，令i = 1，即从该零件或部件的第一个故障模式开始进行输入；
[0025]步骤d63，输入该零件第i个故障模式的故障模式频数比；
[0026]步骤d64，输入该零件的第i个故障模式的故障模式影响概率；
[0027]步骤d65，输入该零件在任务阶段内的故障率和时间；
[0028]步骤d66，计算该故障模式的故障模式危害度，判断η是否小于i，若小于i，则执行步骤d67，进行循环输入下一个故障模式的信息，若不小于i，则执行步骤d68，计算该零件或部件在给定的严酷度类别和任务阶段内的危害度；
[0029]如果进行定性分析，则执行步骤d69，输入故障模式概率等级。
[0030]进一步，上述步骤f中，对成品进行FMECA分析的具体过程为:
[0031]步骤Π，进行系统定义，包括功能任务分析和影响因素分析；
[0032]执行步骤f2，故障模式分析；
[0033]执行步骤f 3，故障原因分析；
[0034]执行步骤f4，进行故障影响分析，包括局部影响、高一层次影响、最终影响；
[0035]执行步骤f5，进行严酷度分析；
[0036]执行步骤f6，故障检测方法分析；
[0037]执行步骤f7，进行故障征兆分析；
[0038]执行步骤f8，进行设计改进措施和使用补偿措施分析；
[0039]执行步骤f9,进行危害性分析。
[0040]进一步，上述步骤g中，FMECA分析报告输出的具体过程为:
[0041]步骤gl，选择要输出报告的约定层次；
[0042]步骤g2，设置相关参数；
[0043]步骤g3，根据上一模块的分析结果输出FMECA分析报告。
[0044]与现有技术相比较本发明的有益效果在于:本发明实现了在产品设计与可靠性分析的紧密结合。将机载机械类产品庞大的FMECA信息分散到每个零部件的设计过程来完成，避免了信息的混乱，利用数据库可以充分考虑每个零部件的失效模式，系统的管理每个零部件的FMECA信息。在利用CATIA进行零部件设计的过程中就可以输入相关的可靠性信息，并且在CATIA的特征树来显示零部件的FMECA信息，便于修改、复查，而且特征树可以非常清晰的反应产品零部件之间的层次关系，很好地适应FMECA的分析需要，同时便于实现各个约定层次零部件的检查。
[0045]实现产品设计与产品FMECA分析的紧密结合、系统的管理每个零部件的FMECA信息、清晰的反应产品零部件之间的层次关系。
【专利附图】
【附图说明】
[0046]图1为本发明航空机载机械类产品FMECA分析方法的流程图；
[0047]图2为本发明单个零件的设计与FMECA信息输入的流程图；
[0048]图3为本发明输入零件或部件的CA信息的流程图；
[0049]图4为本发明FMECA分析的流程图；
[0050]图5为本发明报告输出的流程图。
【具体实施方式】
[0051]以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0052]本发明航空机载机械类产品FMECA分析方法包括产品设计部分、数据库和FMECA分析部分，其中，产品设计部分进行产品设计，进行FMECA分析前的输入准备、FMECA的相关信息输入；数据库用于FMECA信息检索以及存储FMECA信息；FMECA分析部分，用于根据数据库中的信息对产品进行FMECA相关信息整理和分析。
[0053]请参阅图1所示，其为本发明航空机载机械类产品FMECA分析方法的流程图，该具体过程为:
[0054]步骤a，建立典型零部件失效模式数据库；
[0055]该数据库用于存储典型零部件的失效模式、故障原因、故障判据等信息；在设计过程，从该数据库中检索零部件的失效模式，通过该数据库可以很好地解决失效模式考虑的不全的问题。
[0056]步骤b，建立FMECA数据库；
[0057]该数据库用于存储设计过程输入的FMECA信息。该数据库包含以下内容:约定层次定义、严酷度定义、故障模式概率等级定义、每个零部件的FMECA信息包括故障模式、故障原因、故障影响、严酷度、故障检测方法、故障判据、使用补偿措施、设计改进方法、故障检测方法、故障概率等级以及危害性信息。
[0058]步骤C，进行FMECA分析前的准备工作；
[0059]该步骤用于选取分析方法、确定表格格式、定义约定层次、定义故障模式概率等级、定义严酷度、明确故障征兆确定原则和收集信息资料等。
[0060]步骤d，完成单个零件的设计与FMECA信息输入；
[0061 ] CATIA对单个零部件进行设计，然后进行FMECA输入，填写相关的FMECA信息包括故障模式、故障原因、故障影响、严酷度、故障检测方法、故障判据、使用补偿措施、设计改进方法、故障检测方法以及危害性信息。
[0062]首先在典型零部件失效模式数据库中检索该零件的失效模式，如果存在则直接读取，不存在则需添加该零件的失效模式，然后输入该零件的其它FMECA信息以及该零件与其它零部件之间的关系。
[0063]步骤e，FMECA信息存储并对下一零件进行设计以及FMECA信息的输入、存储，直到整个广品设计完成；
[0064]该步骤用于存储设计过程输入的零部件的FMECA信息，该步骤的信息存储在FMECA数据库中。
[0065]通过程序实现特征树中的FMECA信息与数据库的连接，实现信息的同步；然后进入下一个零部件的设计以及FMECA信息的输入、存储，直到整个产品设计完成。
[0066]步骤f，对成品进行FMECA分析；
[0067]该步骤对成品进行FMECA分析，根据FMECA数据库中各个约定层次零部件的信息，实施FMECA分析，完成系统定义，进行故障模式分析、故障原因分析、故障影响分析、严酷度分析、故障检测方法分析、故障征兆分析、设计改进和使用补偿措施分析和危害性分析。
[0068]步骤g，FMECA分析报告输出；
[0069]该步骤用于报告输出，设置要输出报告的约定层次，以及其它参数，根据上述步骤f的分析结果输出FMECA报告。
[0070]请参阅图2所示，其为本发明单个零件的设计与FMECA信息输入的流程图，该具体过程为:
[0071]步骤dl，在CATIA中进行产品的外形设计；
[0072]步骤d2，进行FMECA信息输入，首先检索典型零部件失效模式数据库，判断是否在数据库中检索成功，如果未检索成功，则执行步骤d3，输入故障模式，以及故障判据等信息，并存储到典型零部件失效模式数据库中，以供以后使用；如果检索成功，则执行步骤d4，读取相关数据；
[0073]然后执行步骤d5，输入其它FMEA信息；
[0074]执行步骤d6，输入零件或部件的CA信息；
[0075]然后执行步骤d7，填写该零件或部件与其它零部件的关系，用于建立可靠性框图
坐寸ο
[0076]请参阅图3所示，其为本发明输入零件或部件的CA信息的流程图，该具体过程为:
[0077]首先选择危害性分析方法，有定性和定量两种分析方法，如果选择定量分析，则执行步骤d61，选择严酷度类别和任务阶段；
[0078]然后执行步骤d62，对该零件或部a件的故障模式进行计数，共有η个，令i = 1，即从该零件或部件的第一个故障模式开始进行输入；
[0079]执行步骤d63，输入该零件第i个故障模式的故障模式频数比；
[0080]执行步骤d64，输入该零件的第i个故障模式的故障模式影响概率；
[0081]执行步骤d65，输入该零件在任务阶段内的故障率和时间；
[0082]然后执行步骤d66，计算该故障模式的故障模式危害度，判断η是否小于i，若小于i，则执行步骤d67，进行循环输入下一个故障模式的信息，若不小于i，则执行步骤d68，计算该零件或部件在给定的严酷度类别和任务阶段内的危害度。
[0083]如果进行定性分析，则执行步骤d69，输入故障模式概率等级。
[0084]请参阅图4所示，其为本发明FMECA分析的流程图，该具体过程为:
[0085]步骤Π，进行系统定义，包括功能任务分析和影响因素分析；
[0086]执行步骤f2，故障模式分析；
[0087]执行步骤f 3，故障原因分析；
[0088]执行步骤f4，进行故障影响分析，包括局部影响、高一层次影响、最终影响；
[0089]执行步骤f5，进行严酷度分析；
[0090]执行步骤f6，故障检测方法分析；
[0091]执行步骤f7，进行故障征兆分析；
[0092]执行步骤f8，进行设计改进措施和使用补偿措施分析；
[0093]执行步骤f9,进行危害性分析。
[0094]请参阅图5所示，其为本发明报告输出的流程图，该具体过程为:
[0095]步骤gl，选择要输出报告的约定层次；
[0096]执行步骤g2，设置相关参数，例如格式等；
[0097]执行步骤g3，根据上一部分的分析结果输出FMECA分析报告。
[0098]本发明实现了在产品设计与可靠性分析的紧密结合。将机载机械类产品庞大的FMECA信息分散到每个零部件的设计过程来完成，避免了信息的混乱，利用数据库可以充分考虑每个零部件的失效模式，系统的管理每个零部件的FMECA信息。在利用CATIA进行零部件设计的过程中就可以输入相关的可靠性信息，并且在CATIA的特征树来显示零部件的FMECA信息，便于修改、复查，而且特征树可以非常清晰的反应产品零部件之间的层次关系，很好地适应FMECA的分析需要，同时便于实现各个约定层次零部件的检查。
[0099]以上所述仅为本发明的较佳实施例，对发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种航空机载机械类产品FMECA分析方法，其特征在于，该具体过程为: 步骤a，建立典型零部件失效模式数据库； 步骤b，建立FMECA数据库； 步骤C，进行FMECA分析前的准备工作； 步骤d，完成单个零件的设计与FMECA信息输入； 步骤e，FMECA信息存储并对下一零件进行设计以及FMECA信息的输入、存储，直到整个广品设计完成； 步骤f，对产品进行FMECA分析； 步骤g，FMECA分析报告输出。
2.根据权 利要求1所述的航空机载机械类产品FMECA分析方法，其特征在于，在上述步骤a中，所述典型零部件失效模式数据库用于存储典型零部件的失效模式、故障原因、故障判据等信息。
3.根据权利要求2所述的航空机载机械类产品FMECA分析方法，其特征在于，在上述步骤b中，所述FMECA数据库用于存储设计过程输入的FMECA信息；其包含以下内容:约定层次定义、严酷度定义、故障模式概率等级定义、每个零部件的FMECA信息包括故障模式、故障原因、故障影响、严酷度、故障检测方法、故障判据、使用补偿措施、设计改进方法、故障检测方法、故障概率等级以及危害性信息。
4.根据权利要求1所述的航空机载机械类产品FMECA分析方法，其特征在于，上述步骤d中，单个零件的设计与FMECA信息输入的具体过程为: 步骤dl，在CATIA中进行产品的外形设计； 步骤d2，进行FMECA信息输入，首先检索典型零部件失效模式数据库，判断是否在数据库中检索成功，如果未检索成功，则执行步骤d3，输入故障模式，以及故障判据等信息，并存储到典型零部件失效模式数据库中，以供以后使用；如果检索成功，则执行步骤d4，读取相关数据； 步骤d5，输入其它FMEA信息； 步骤d6，输入零件或部件的CA信息； 步骤d7，填写该零件或部件与其它零部件的关系，用于建立可靠性框图等。
5.根据权利要求4所述的航空机载机械类产品FMECA分析方法，其特征在于，上述步骤d6中，输入零件或部件的CA信息的具体过程为: 首先选择危害性分析方法，有定性和定量两种分析方法，如果选择定量分析，则执行步骤d61，选择严酷度类别和任务阶段； 然后执行步骤d62，对该零件或部件的故障模式进行计数，共有η个，令i = 1，即从该零件或部件的第一个故障模式开始进行输入； 步骤d63，输入该零件第i个故障模式的故障模式频数比； 步骤d64，输入该零件的第i个故障模式的故障模式影响概率； 步骤d65，输入该零件在任务阶段内的故障率和时间； 步骤d66，计算该故障模式的故障模式危害度，判断η是否小于i，若小于i，则执行步骤d67，进行循环输入下一个故障模式的信息，若不小于i，则执行步骤d68，计算该零件或部件在给定的严酷度类别和任务阶段内的危害度；如果进行定性分析，则执行步骤d69，输入故障模式概率等级。
6.根据权利要求4所述的航空机载机械类产品FMECA分析方法，其特征在于，上述步骤f中，对成品进行FMECA分析的具体过程为: 步骤Π，进行系统定义，包括功能任务分析和影响因素分析； 执行步骤f2，故障模式分析； 执行步骤f3，故障原因分析； 执行步骤f4，进行故障影响分析，包括局部影响、高一层次影响、最终影响； 执行步骤f5，进行严酷度分析； 执行步骤f6，故障检测方法分析； 执行步骤f7，进行故障征兆分析； 执行步骤f8，进行设计改进措施和使用补偿措施分析； 执行步骤f9，进行危害性分析。
7.根据权利要求4所述的航空机载机械类产品FMECA分析方法，其特征在于，上述步骤g中，FMECA分析报告输出的具体过程为: 步骤gl，选择要输出报告的约定层次； 步骤g2，设置相关参数； 步骤g3，根据上一模块的分析结果输出FMECA分析报告。
【文档编号】G06F17/50GK104021248SQ201410246845
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】喻天翔, 庄新臣, 李浩远, 孙中超, 宋笔锋 申请人:西北工业大学