一种失效模式的辅助识别方法与流程

本发明涉及系统安全性技术研究领域，尤其涉及一种失效模式的辅助识别方法。

背景技术：

失效模式分析(failuremodesanalysis，fma)是各类装备及产品可靠性、安全性设计的基本方法及手段，是失效模式影响及危害性分析(failuremodeandeffectanalysis，fmea)的核心，也是装备可用性设计分析的基础。fmea技术起源于20世纪50年代中期的美国，由格鲁曼公司在某型飞机开发中首次提出并应用，后形成标准mil-std-1629，后广泛应用于军事装备、民用航空、医疗、汽车、能源等领域制造业。按美国最新的可靠性工程标准geia-std-0009定义，失效模式，是指产品功能失效导致的后果表象。失效模式分析，则是针对特定产品对象，基于其功能展开失效模式识别与特征参量分析的一种具体方法。

在实际分析应用过程中，失效模式分析往往依靠设计团队经验和主观认识来进行分析，对于年轻且经验欠缺的设计团队来讲，失效模式分析往往很难使人满意，这主要是由于对失效模式的认识和经验欠缺所致。因此，传统上来讲并无可行的智能化的失效模式识别方法。都只能依靠有经验的研发设计人员凭借经验主观判断，这样会由于经验而导致失效模式分析的不透彻、难以理解。

传统的失效模式分析，其缺陷主要体现在以下几个方面：

a)依靠产品设计者的主观经验，取决于个人业务能力，分析质量差别较大；

b)经验不足的设计师，容易忽视一些失效模式，从而出现分析的遗漏；

c)各层级之间失效模式的关联依靠人工主观判断，容易出现错误；

d)分析效率较低，耗费资源；

e)对失效模式的描述不准确，难以理解。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明基于失效模式形成原理，利用计算机辅助分析技术，实现失效模式的辅助识别和分析功能，具体的，本发明提出一种失效模式的辅助识别方法，包括以下步骤：

s1.获取分析对象功能需求规格：对分析对象进行需求定义，得到其产品功能需求规格，并根据对预期功能能力的程度，明确功能需求规格的具体范围，对于条目化的功能需求规格，进行重要度排序；

s2.基于非预期功能影响程度划分影响区间：功能需求规格排序完成后，在规格物理量纲范围内划分其预期的规格范围和非预期的规格范围，对于非预期的规格范围，根据出现的非预期参数进行影响区间划分；

s3.基于划分区间定义失效模式：对于划分出的非预期功能规格区间，定义功能失效模式；

s4.失效模式标注：根据功能需求规格的重要度排序结果，进行失效模式发生概率预测和危害等级定义，并识别风险度，对失效模式进行风险度标注；根据失效模式对应功能的系统架构的分解分配活动，通过图形化建模方法，建立各层级之间的失效模式之间的关联关系；

s5.关联硬件失效模式：经系统架构定义和设计定义后，硬件和功能形成相应的映射，此时，失效模式随其所对应的功能需求规格与硬件形成联系。

进一步的，在步骤s4中，对于失效模式的其它参数信息，选择性进行标注，所述其它参数信息包括模式频数比、检测方法、失效后的控制措施、对应的维修策略和保障资源。

进一步的，在步骤s4中，对于定义不完全的信息，在硬件确定后通过计算机辅助分析工具所得的数据进行补充。

进一步的，在步骤s5中，可通过计算机辅助贴标签手段，建立硬件和其所涵盖的功能失效模式的映射和追溯性关系。

本发明的有益效果在于：与现有的失效模式分析方法相比，本发明实现了基于功能规格的失效模式定义方法，改进了传统失效模式分析依靠经验分析所带来的分析不全面、效率低的问题，其有益效果包括：

1)基于非预期功能规格及风险度识别失效模式，有助于系统设计早期全面分析系统的失效危害，进行失效危害防范。避免了以往依靠经验识别所带来的定义不完整，描述不准确的情况；

2)可利用计算机辅助手段，在系统功能需求分析同时快速生成失效模式并展开定义，提高失效模式分析及时性和效率；

3)可随系统架构设计过程，基于功能需求规格的分解分配，建立产品各层级之间失效模式的关联关系，以及硬件结构和功能失效模式之间的依附关系，为高危害功能失效模式的识别和危害控制设计提供信息，从而有效支撑安全性设计。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是功能需求规格的预期范围；

图3是功能需求规格的非预期范围；

图4是失效模式的代码和标签；

图5是失效模式的标注及上下层之间的关系图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

产品的失效模式和其功能之间有着必然的联系，即失效是产品非预期功能的表现形式，和产品对功能能力的要求程度有直接关系。如电阻的阻值和精度是对其能力的表述，当超出这个范围后就形成了失效模式，超出范围对功能影响程度反映了不同失效失效模式之间的区别，如参数漂移、短路、开路，反映了该电阻阻值参数超出其规格的程度。

基于此，可形成本实施例技术方案的主流程，如图1所示。

a)获取分析对象功能需求规格

在产品开发过程中，按照iso/iec/ieee15288-2015《系统和软件工程——系统生命周期过程》标准所描述的技术过程开发产品，并按iso/iec/ieee29148-2011《系统和软件工程——需求工程》进行各层系统需求定义。

经过需求定义阶段后，会得到相应分析对象的产品功能需求规格(根据技术过程的演进，会有迭代)，要求根据对预期功能能力的程度，明确功能需求规格的具体范围。对条目化的功能需求规格，进行重要度排序。

b)基于非预期功能影响程度划分影响区间

将功能性需求规格按重要度逐条排序后，在规格物理量纲范围内划分其预期的规格范围和非预期的规格范围。以功放为例，其物理量纲为增益，单位db，如图2所示。

对于超出该规格预期范围的参数区间，根据出现非预期参数后进行影响区间划分(可根据以往同类产品经常出现的非预期情况定义)。以功放为例，从使用的影响角度出发，可划分出如图3所示的非预期参数范围区间。

c)基于划分区间定义失效模式

对于划分出的非预期功能规格区间，定义功能失效模式。通常在没有取名前，可根据习惯，先定义按失效模式代码，再根据同行业内标准或专业习惯，定义出失效模式名称。以功放为例，可定义出无输出、低效和自激三种。

d)失效模式标注

根据需求重要度排序结果，进行失效模式发生概率预测和危害等级定义，并识别风险度，对失效模式进行风险度标注，如图4所示。对失效模式的其它参数信息的标注，如模式频数比、检测方法、失效后的控制措施、对应的维修策略、保障资源及等，根据经验进行失效模式的信息标注。此时，有些信息可能定义不完全，需要在硬件确定后再行通过计算机辅助分析工具所得的数据进行补充。

根据失效模式对应功能的系统架构的分解分配活动，通过图形化建模方法，建立各层级之间的失效模式之间的关联关系，如图5所示。

e)关联硬件失效模式

经系统架构定义和设计定义后，硬件和功能形成相应的映射。此时，失效模式随其所对应的功能规格与硬件形成联系，如图5所示。可通过计算机辅助贴标签手段，建立硬件和其所涵盖的功能失效模式的映射和追溯性关系。进而，基于失效模式标注的参数，得出该硬件相关可靠性、安全性、测试性、保障性的相关参数。形成对维修保障资源的识别和业务支持。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。