专利名称：一种实现fmea数据多维处理系统及处理方法
技术领域：
本发明涉及网络技术领域，尤其涉及一种线上处理过程中实现FMEA数据多维处理系统及其分析方法。
背景技术：
从每次的失效/故障之中习得经验和教训，是一件代价高昂而又耗费时间的事情，而FMEA则是一种用来研究失效/故障的，更为系统的方法。同样，最好首先进行一些思维实验。二十世纪40年代后期，美国空军正式采用了 FMEA。后来，航天技术/火箭制造领域将FMEA用于在小样本情况下避免代价高昂的火箭技术发生差错。其中的一个例子就是 阿波罗太空计划。二十世纪60年代，在开发出将宇航员送上月球并安全返回地球的手段的同时，FMEA得到了初步的推动和发展。尽管最初是由军事领域所建立的方法，但FMEA方法学现在已广泛应用于各种各样的行业，包括半导体加工、饮食服务、塑料制造、软件以及医疗保健行业。在设计和加工处理格式方面，FMEA已经结合到了产品质量先期策划(英文Advanced Product QualityPlanning, APQP),以便提供基本的风险化减手段以及实现对于预防策略的时机选择。FMEA 核心思想就是通过 S (Severity)、O (Occurrence)和 D (Detection)三个值乘积确定风险优先序数RPN (Risk Priority Number)的值。由于FMEA计算方法简单易用性，使FMEA在各行各业中得到广泛的应用，它成为企业提高产品质量和降低运营风险的不可或缺的手段之一。同时它导致现有方法和技术存在以下的缺陷首先，SOD值是由工程师确定的，这个过程具有非常大的主观性，虽然过程中用AHP等方法尽量减少和降低了人为因素，但是还是无法客观的了解到真是的情况，这对后面的改善活动起到至关重要的影响。其次，由SOD乘积得到的RPN值只能反映出一个高度概括的风险状况，无法分析最近一段时间内的，如两年或者两个月的产品失效情况，也无法了解到单独一个或者某几个因素风险情况、如SO乘积的排名情况。FMEA工作涉及到的数据量很大，但是分析方法不够全面，现有方法无法给人们提供一个全面的分析结果。也就是说，现有的FMEA方法处理的精度不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现多维FMEA数据分析的实时处理系统，以解决现有FMEA方法的不够客观和不够全面的技术问题。本发明的目的在于提供一种在FMEA数据多维处理系统上实现多维FMEA数据分析方法，以解决现有FMEA方法的不够客观和不够全面的技术问题。一种实现FMEA数据多维处理系统及分析方法，其特征在于，所述的处理系统包括FMEA平台系统和数据库，上述FMEA平台系统进一步包括系统数据管理子系统、失效数据管理子系统、FMEA工作表管理子系统和FMEA数据多维处理子系统，所述数据库包括系统数据存储单元、失效数据存储单元、RPN值存储单元和分析模式存储单元，其中(I)系统数据管理子系统用于处理项目和产品的基本信息，并将处理结果存储在系统数据存储单元里面；(2)失效数据管理子系统用于处理产品及其零部件的失效数据信息，并将处理结果存储在失效数据存储单元里面；(3)FMEA工作表管理子系统用于按照传统FMEA工作原理处理系统数据和失效数据，并将处理结果存储在RPN值存储单元；(4)分析模式存储单元用于存储包括多维联机分析处理的维度、分析处理方程式和参数计算方式存储；(5) FMEA数据多维处理子系统包括 数据提取单元分别连接分析模式存储单元和数据仓库，用于提取多维联机分析处理所需要的FMEA数据归纳结果； 参数拟合单元连接数据提取单元和分析模式存储单元，用于进行参数拟合。 多维计算单元分别连接数据提取单元、分析维度单元、系统数据存储单元、失效数据存储子单元和RPN值存储单元，用于按照预设的公式计算数据。一种在FMEA平台系统上实现多维数据分析方法，用于在实时处理系统上子系统不断响应网络用户请求的同时，完成多维数据分析操作规程，其特征在于，包括(I)设置分析维度存储单元，用于设置包括多维数据分析在内的方法、方程式；(2) FMEA应用系统响应用户请求，用于获取计算数据时候需要提取的失效数据和产品数据信息，并将结果传递到FMEA数据多维处理子系统；(3)FMEA数据多维处理系统上的多维数据处理子系统对用户传递来的数据进行归总，所述归总的结果包括进行多维数据分析需要的失效数据信息和产品信息。(4)从数据仓库中提取(I)所需信息(5)按照步骤(I)中设定的方程式，再计算出分析的数据结果(6)将结果在客户端显示成三维图和报表的形式，对于高级别的风险优先系数失效模式，系统提供给用户参考解决方案。与现有技术相比，本发明具有以下优点首先，本发明将多维FMEA数据分析分为几个部分，首先将多维分析方法进行量化，比如量化成方程式；并将方程式部署到线上，通过用户实时操作选择和传递参数，从而在给定的条件下分析数据，最终将结果件事给用户。这种分析方法具有多维度性，能使得分析结果更全面。其次，本发明的这种多维分析方法具有交互操作实时性。再次，这种多维数据可以通过软件的方式预先编好程序，并将编号的程序集成在当前的FMEA平台系统里面，在不替换原有的系统的条件下，增加了系统的功能，减少了企业在技术改进方面的资金投入，并实现自动分析，减少了人工的投入，同时提高了分析的效
果O
图I为FMEA平台系统的体系结构示意图；图2为FMEA平台系统的功能结构示意图；图3为多维数据处理的流程示意图；图4为多维处理子单元原理结构图。
具体实施例方式以下结合附图，具体说明本发明。本发明的核心在于基于企业目前广泛实施和应用的FMEA平台系统，把FMEA数据多维处理子系统集成到FMEA平台系统里面，这种优势是减少了企业的开发成本和降 低了实施的难度。实现FMEA数据多维处理系统，请参阅图I，其作为系统的体系结构。系统划分为表现层I、应用层2和数据层3，用户通过用户接口访问该应用系统，产品数据管理用于构建产品信息库所需的信息，包含产品信息的录入、修改、查询机编辑功能；失效数据管理主要包括失效模式的管理、失效原因管理、失效影响管理、改进措施管理和FMEA工作表的管理，其中FMEA工作表的管理主要针对系统中已经存储的产品所能生成的FMEA表的管理；另外，可以根据不同的产品生成相应的FMEA工作表。实现FMEA数据多维处理系统是基于平台WindowsNT/2000/XP/Win7/Linux，其中应用层2可以选择在Apache Tomcat作为应用服务器，数据层3可以选择MySql作为数据库，用户可通过IE浏览器在操作使用系统，即表现层I使用IE浏览器。系统按照功能划分为系统设置、产品数据管理和失效数据管理等4个子系统，每个子系统分为不同的应用操作，具体的功能介绍如下(请参阅图2)FMEA失效数据管理系统21是系统的基础功能部分。失效数据管理是对与部件失效直接相关的数据进行管理，主要针对FMEA过程中“失效模式提取”、“失效原因分析”、“失效影响分析”、“危害性分析”、“提出改进措施”、等步骤所产生和使用的数据进行存储管理。它是系统数据管理的重要部分。FMEA失效数据管理系统21主要包括以下几种数据管理子系统失效模式管理子系统211主要是对失效模式类型的管理，包括失效模式查询和失效模式录入。由于失效模式类型已有稳定的标准，失效模式类型数据只可由管理员进行录入。其他的设计人员能读取、查询和修改失效模式类型数据。失效原因管理子系统212主要是对失效原因进行管理，包括失效原因查询和失效原因录入。失效原因数据主要来源于已有失效原因的积累分析和未来高级用户添加的原因。用户可以录入已有的失效原因数据，添加特定的失效原因，通过失效原因数据管理来进行关于失效的查询和修改等操作。失效影响管理子系统213主要针对失效影响进行管理，包括失效影响查询和失效影响录入。失效影响数据包括分层次对失效影响描述和对失效影响级别的评定。用户可以录入失效影响数据，评定影响级别，通过失效影响管理来进行关于失效的查询、录入和修改等操作。失效危害性管理子系统214针对失效的危害性进行管理，包括严酷度等级、发生概率等级、检测难度等级等。用户根据这些数据判断某个部件失效的危害程度，排定优先处理次序。用户可以录入修改部件危害性数据信息，浏览、查询和修改相关数据。失效改进措施管理子系统215主要针对失效改进措施进行管理，包括改进措施查询和改进措施录入，以及失效改进措施，改进后的回归分析情况等。用户可以对改进措施的数据进行录入、查看和删除。系统数据管理系统22包括产品查询、项目查询、零部件查询、产品录入和零部件录入等。系统数据管理系统22页面可分为录入页面和查询页面两类录入页面供用户录入相应的数据，如产品数据、零部件数据；查询页面供用户查找其感兴趣的信息，如产品查询、项目查询和零部件查询等，并可在此基础上进行修改、删除和导出等操作。FMEA工作表生成系统23，包括生成FMEA工作表子系统231，将系统数据子系统和失效数据子系统已经输入的信息用FMEA工作表的形式显示出来。RPN分析子系统232，用直方图的形式直观的显示RPN值的大小排序。FMEA数据多维处理系统24是FMEA数据多维分析处理平台系统的核心部分。失 效数据多维分析处理是对与部件失效直接相关的数据进行分析处理，主要针对FMEA过程中“失效模式”、“失效原因”、“失效影响”、“危害性”、“改进措施”等步骤所产生和使用的数据进行多维分析处理。FMEA数据多维处理子系统主要包括“上卷”、“下钻”、“切片”、“切块”和“转轴”等分析处理操作。它是系统数据管理的重要部分。请参阅图3，其为一种在FMEA平台系统上实现FMEA数据多维处理方法的流程图。它用于在FMEA平台系统上实时处理子系统不断响应网络用户的请求的同时，完成多维数据分析处理的操作流程，包括SllO :设置分析维度存储单元，用于设置包括多维数据分析在内的方法、方程式。S120:FMEA应用系统响应用户请求，用于获取计算数据时候需要提取的失效数据和产品数据信息，并将结果传递到FMEA数据多维处理子系统。S130:FMEA数据多维处理系统上的多维数据处理子系统对用户传递来的数据进行归总，所述归总的结果包括进行多维数据分析需要的失效数据信息和产品信息。S140 :从数据仓库中提取步骤SllO所需信息。S150 :按照步骤SllO中设定的方程式，再计算出分析的数据结果。从步骤S140得到的要分析处理的数据Q、QT、Qs、QD，和步骤SllO设置的要分析数据维度的界限范围Tt、Ss、Dd，按照分析模式子单元中设置的计算方程式，带入数据计算
r Q1 τΤτ Q = ^ Qs sSs QdHdDd
V其中Q表示要分析处理的数据；QT、Qs、Qd分别表示Q在T、S、D维度上的分量；□表示维度等分级别，可取值为0、2、3···，当口 =0就表示不考虑这个维度；Tt、Ss、Dd表示维度的取值范围，即要分析的数据维度的界限范围。分析模式子单元中存储的分析方法包括以下几种上卷使口 T、D S、D D中某个维度的□减小，可以得到更概括的数据。
下钻使口 T、0 s、0 D中某个维度的□增大，可以得到更细致的数据。切片当且仅当口 T、D S、D D巾某一个维度的口 =0时候，所得值域即为所求。切块使Tt、Ss、Dd中某两个或者以上的维度取值范围缩小，并且使口 T、D S、D D中相关维度的□减小，所得到一个值域。转轴即交换T、S、D的维度方向，只是改变了显示方式。 以核电产品的再热阀门为例(所选为一小部分)，传统FMEA方法计算出来的RPN如
下表所示
权利要求
1.一种实现FMEA数据多维处理系统，其特征在于，包括FMEA平台系统和数据库，上述FMEA平台系统进一步包括系统数据管理子系统、失效数据管理子系统、FMEA工作表管理子系统和FMEA数据多维处理子系统，所述数据库包括系统数据存储单元、失效数据存储单元、RPN值存储单元和分析模式存储单元，其中 系统数据管理子系统用于处理项目和产品的基本信息，并将处理结果存储在系统数据存储单元里面； 失效数据管理子系统用于处理产品及其零部件的失效数据信息，并将处理结果存储在失效数据存储单元里面； FMEA工作表管理子系统用于按照传统FMEA工作原理处理系统数据和失效数据，并将处理结果存储在RPN值存储单元； 分析模式存储单元用于存储包括多维联机分析处理的维度、分析处理方程式和参数 计算方式存储； FMEA数据多维处理子系统包括 数据提取单元分别连接分析模式存储单元和数据仓库，用于提取多维联机分析处理所需要的FMEA数据归纳结果； 参数拟合单元连接数据提取单元和分析模式存储单元，用于进行参数拟合。
籲多维计算单元分别连接数据提取单元、分析维度单元、系统数据存储单元、失效数据存储子单元和RPN值存储单元，用于按照预设的公式计算数据。
2.如权利要求I所述的系统，其特征在于，还包括一个与多维数据计算单元相连接的多维数据分析触发子单元，用于按照预先设定的触发条件触发失效数据计算操作。
3.如权利要求I所述的系统，其特征在于 分析模式存储单元进一步包括分析维度子单元、分析方法子单元和参数计算方程式子单元，分析维度子单元进一步存储失效发生时间(Time，T)、失效模式的严重度(Severity, S)和失效模式难检度(Detection, D)。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括一个与失效数据存储单元相连接的分析维度触发子单元，用于按照预先设定触发条件从失效数据中获取失效发生时间(T)、失效模式的严重度(S )和失效模式难检度(D )。
5.如权利要求3所述的系统，其特征在于 分析方法子单元进一步存储上卷与下钻、切片与切块和转轴， 上卷是在数据立方体中执行聚集操作，通过在维级别中上升或通过消除某个或某些维来观察更概括的数据； 下钻是通过在维级别中下降或通过引入某个或某些维来更细致的观察数据； 切片是在给定的数据立方体的一个维上进行的选择操作，切片的结果是得到了一个二维的平面数据； 切块在给定的数据立方体的两个或多个维上进行的选择操作，切块的结果是得到了一个子立方体； 转轴就是改变维的方向。
6.如权利要求I所述的系统，其特征在于，还包括与计算方程式子单元和失效数据存储单元相连接的分析方法触发子单元，用于按照预先设定触发条件触发分析操作。
7.如权利要求I所述的系统，其特征在于 参数计算方程式子单元进一步存储
8.如权利要求I所述的系统，其特征在于，分析方法与参数计算方程式对应关系如下 上卷使口 T、0 s、0 D中某个维度的□减小，可以得到更概括的数据。
下钻使口 t>Ds>Dd中某个维度的□增大，可以得到更细致的数据。
切片当且仅当口 T、D S、D d+某一个维度的口 =0时候，所得值域即为所求。
切块使Tt、Ss、Dd中某两个或者以上的维度取值范围缩小，并且使口 T、o s、o D中相关维度的□减小，所得到一个值域。
转轴即交换T、S、D的维度方向，只是改变了显示方式。
9.一种在FMEA平台系统上实现多维数据分析方法，用于在实时处理系统上子系统不断响应网络用户请求的同时，完成多维数据分析操作规程，其特征在于，包括 (O设置分析维度存储单元，用于保存包括多维数据分析在内的方法、方程式等； (2)FMEA应用系统响应用户请求，用于获取计算数据时候需要提取的失效数据和产品数据信息，并将结果传递到FMEA数据多维处理子系统； (3)FMEA数据多维处理系统上的多维数据处理子系统对用户传递来的数据进行归总，所述归总的结果包括进行多维数据分析需要的失效数据信息和产品信息。
(4)从数据仓库中提取(I)所需信息； (5)按照步骤(I)中设定的方程式，再计算出分析的数据结果； (6)将结果在客户端显示成三维图和报表的形式，对于高级别的风险优先系数失效模式，系统提供给用户参考解决方案。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，从步骤(4)得到的要分析处理的数据Q、QT、Qs> QD，和步骤(I)设置的要分析数据维度的界限范围TT、Ss、Dd，按照预设的计算方程式，带入数据计算
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，分析方法包括以下几种上卷使口 T、o s、o D中某个维度的□减小，可以得到更概括的数据； 下钻使口 t>Ds>Dd中某个维度的□增大，可以得到更细致的数据； 切片当且仅当口 T、D S、D D+某一个维度的口 =O时候，所得值域即为所求； 切块使Tt、Ss、Dd中某两个或者以上的维度取值范围缩小，并且使口 T、o s、o D中相关维度的□减小，所得到一个值域； 转轴即交换T、S、D的维度方向，只是改变了显示方式。
全文摘要
一种实现FMEA数据多维处理系统及处理方法,方法用于在实时处理系统上子系统不断响应网络用户请求的同时，完成多维数据分析操作规程，包括(1)设置分析维度存储单元，用于设置包括多维数据分析在内的方法、方程式；(2)FMEA应用系统响应用户请求，用于获取计算数据时候需要提取的失效数据和产品数据信息，并将结果传递到FMEA数据多维处理子系统；(3)FMEA数据多维处理系统上的多维数据处理子系统对用户传递来的数据进行归总，所述归总的结果包括进行多维数据分析需要的失效数据信息和产品信息,(4)从数据仓库中提取(1)所需信息,(5)按照步骤(1)中设定的方程式，再计算出分析的数据结果,(6)将结果在客户端显示成三维图和报表的形式，对于高级别的风险优先系数失效模式，系统提供给用户参考解决方案。
文档编号G06F17/30GK102810112SQ20121018024
公开日2012年12月5日 申请日期2012年6月4日 优先权日2012年6月4日
发明者明新国, 朱保廷, 梁秋龙, 吴振勇, 宋文燕, 夏若冰, 孔凡斌 申请人:上海交通大学