專利名稱：一種采用兩個(gè)rpn數(shù)的故障模式影響及危害性分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及故障模式影響及危害性分析方法。
背景技術(shù)：
故障模式影響及危害性分析(FailureMode, Effects and CriticalityAnalysis, FMECA)是一種可靠性分析方法,分析系統(tǒng)中每一產(chǎn)品所有可能產(chǎn)生的故障模式及其對系統(tǒng)造成的所有可能影響，并按每一個(gè)故障模式的嚴(yán)重程度及其發(fā)生概率進(jìn)行排序。FMECA的目的是通過系統(tǒng)分析，確定元器件、零部件、設(shè)備、軟件在設(shè)計(jì)和制造過程中所有可能的故障模式，以及每一故障模式的原因及影響，以便找出潛在的薄弱環(huán)節(jié)，并提出改進(jìn)措施。FMECA的核心工作如圖1所示。在FMECA實(shí)施過程中，很重要的一條就是對故障模式進(jìn)行排序，找出需要優(yōu)先改進(jìn)的故障模式。風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)(Risk Priority Number, RPN)是常用的故障模式排序方法。產(chǎn)品某一故障模式的RPN數(shù)由故障模式發(fā)生概率等級(Occurrence ProbabilityRanking, O)、影響嚴(yán)酷度等級(Effect Seventy Ranking, S)和檢測難度等級(DetectionDifficulty Ranking, D)的乘積計(jì)算得出，即:RPN = 0XSXD。故障模式的RPN數(shù)越高，則越重要。在對影響RPN的三項(xiàng)因素進(jìn)行評分之前，應(yīng)首先根據(jù)所分析系統(tǒng)的具體特點(diǎn)對這三項(xiàng)因素制定評分準(zhǔn)則。傳統(tǒng)的RPN數(shù)故障模式排序方法關(guān)注了嚴(yán)酷度、發(fā)生度和探測度三種因素的綜合影響。在無人機(jī)設(shè)計(jì)過程中，為體現(xiàn)FMECA “持續(xù)改進(jìn)”的思想，應(yīng)在原有FMECA文件的基礎(chǔ)上不斷修改設(shè)計(jì)方案。因此，通過設(shè)計(jì)改進(jìn)，一些故障模式原本嚴(yán)酷度較高，但是通過設(shè)計(jì)改進(jìn)，可以降低其發(fā)生頻率，或者降低其探測難度，都將降低其RPN值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的FMECA方法存在的上述問題，提出了一種采用兩個(gè)RPN數(shù)的故障模式影響及危害性分析方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種采用兩個(gè)RPN數(shù)的故障模式影響及危害性分析方法，具體為:根據(jù)預(yù)防度和檢測度分別打分，得到故障模式嚴(yán)重度和發(fā)生度的量化指標(biāo)，即得到兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)RPNl和RPN2，其中，RPNl = 0XSXP，RPN2 = 0XSXD，所述P為預(yù)防度，0為故障模式發(fā)生概率等級，S為嚴(yán)酷度等級，D為檢測難度等級；根據(jù)兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)的高低比較，獲得故障模式排序和選擇方式。進(jìn)一步的，所述的預(yù)防度具體采用如下標(biāo)準(zhǔn):設(shè)計(jì)控制幾乎肯定能找出潛在的原因/機(jī)理及后續(xù)的故障模式，定義為:預(yù)防度為很高，評分值為1，2 ;設(shè)計(jì)控制將有較多的機(jī)會能找出潛在的原因/機(jī)理及后續(xù)的故障模式，定義為:預(yù)防度為高，評分值為3，4;設(shè)計(jì)控制將有中等的機(jī)會能找出潛在的原因/機(jī)理及后續(xù)的故障模式，定義為:預(yù)防度為中等，評分值為5，6;設(shè)計(jì)控制將不太能找出潛在的原因/機(jī)理及后續(xù)的故障模式，定義為:預(yù)防度為低，評分值為7，8 ;設(shè)計(jì)控制將不能和/或不可能找出潛在的原因/機(jī)理及后續(xù)的故障模式，或根本沒有設(shè)計(jì)控制，定義為:預(yù)防度為很低，評分值為9，10。進(jìn)一步的，所述根據(jù)兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)的高低比較，獲得故障模式排序和選擇方式的具體過程如下:先按RPN I排序，再按RPN 2排序，最后按照如下處理原則對故障模式進(jìn)行處理:原則1.RPN I為高且RPN 2為高時(shí):先判斷是由哪個(gè)因素引起，若是由嚴(yán)重度或發(fā)生度引起，分別按原則5、6處理；若是由檢測度引起，先改進(jìn)針對該故障模式的預(yù)防措施，再改進(jìn)檢測措施；原則2.RPN I為高且RPN 2為低時(shí):按原則7處理；原則3.RPN I為高且RPN 2為低時(shí):按原則8處理；原則4.RPN I為低且RPN 2為低時(shí):風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)低的故障，可不予處理；原則5.高嚴(yán)酷度:改進(jìn)設(shè)計(jì)，降低故障影響；原則6.高發(fā)生概率度:改進(jìn)設(shè)計(jì)、更換材料或選擇其他供應(yīng)商，降低故障發(fā)生頻率；原則7.高預(yù)防度:針對該故障模式的預(yù)防措施進(jìn)行改進(jìn)；原則8.高檢測難度:針對該故障模式的檢測措施進(jìn)行改進(jìn)。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的方法在計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)時(shí)不僅考慮故障模式的檢測難易程度，而且考慮設(shè)計(jì)改進(jìn)對故障模式的預(yù)防程度，從而獲得的兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)，從預(yù)防和檢測的角度對故障模式進(jìn)行排序，避免了由于探測措施好而忽略了設(shè)計(jì)改進(jìn)的情況，為無人機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)改進(jìn)提供更為全面的依據(jù)。


圖1為本發(fā)明引用的FMECA核心工作示意圖。圖2為本發(fā)明的采用兩個(gè)RPN數(shù)的FMECA分析框架。圖3為本發(fā)明實(shí)施例步驟I所針對的無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)功能框圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例步驟2的某型無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)約定層次劃分。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:本文提出的FMECA模型在RPN數(shù)的計(jì)算中加入預(yù)防度指標(biāo)，表示“現(xiàn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)方案對于預(yù)防該故障發(fā)生的有效性”。將故障的預(yù)防措施與檢測措施加以區(qū)分，將有利于設(shè)計(jì)人員關(guān)注無人機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的方案改進(jìn)和優(yōu)化。本發(fā)明的基本思想如圖2所示。從圖2中可以看出，F(xiàn)MECA的各分析項(xiàng)之間的相互關(guān)系為:(I)故障原因和故障模式之間是因果關(guān)系，故障模式和故障影響之間是因果關(guān)系;(2)以故障模式為中心，通過分析確定出故障影響和故障原因；(3)根據(jù)故障原因，可以考慮通過一定的設(shè)計(jì)措施來預(yù)防該故障模式的發(fā)生；(4)根據(jù)故障影響，可以評價(jià)該故障模式能夠被檢測到的難易程度。本發(fā)明的故障模式影響及危害性分析方法，具體為:根據(jù)預(yù)防度和檢測度分別打分，得到故障模式嚴(yán)重度和發(fā)生度的量化指標(biāo)，得到兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)RPNl和RPN2，其中，RPNl = 0XSXP，RPN2 = 0XSXD，其中，P為預(yù)防度，0為故障模式發(fā)生概率等級，S為嚴(yán)酷度等級，D為檢測難度等級。故障模式的嚴(yán)重度、發(fā)生度和檢測度根據(jù)GJB1391-2006來確定量化指標(biāo)。本發(fā)明參照表I中的原則來量化預(yù)防度。表I
權(quán)利要求
1.一種采用兩個(gè)RPN數(shù)的故障模式影響及危害性分析方法，其特征在于，具體為: 根據(jù)預(yù)防度和檢測度分別打分，得到故障模式嚴(yán)重度和發(fā)生度的量化指標(biāo)，即得到兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)RPNl和RPN2，其中，RPNl = 0XSXP，RPN2 = OXSXD，所述P為預(yù)防度，O為故障模式發(fā)生概率等級，S為嚴(yán)酷度等級，D為檢測難度等級； 根據(jù)兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)的高低比較，獲得故障模式排序和選擇方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障模式影響及危害性分析方法，其特征在于，所述的預(yù)防度具體采用如下標(biāo)準(zhǔn): 設(shè)計(jì)控制幾乎肯定能找出潛在的原因/機(jī)理及后續(xù)的故障模式，定義為:預(yù)防度為很高，評分值為1，2 ; 設(shè)計(jì)控制將有較多的機(jī)會能找出潛在的原因/機(jī)理及后續(xù)的故障模式，定義為:預(yù)防度為高，評分值為3，4 ； 設(shè)計(jì)控制將有中等的機(jī)會能找出潛在的原因/機(jī)理及后續(xù)的故障模式，定義為:預(yù)防度為中等，評分值為5，6; 設(shè)計(jì)控制將不太能找出潛在的原因/機(jī)理及后續(xù)的故障模式，定義為:預(yù)防度為低，評分值為7,8 ； 設(shè)計(jì)控制將不能和/或不可能找出潛在的原因/機(jī)理及后續(xù)的故障模式，或根本沒有設(shè)計(jì)控制，定義為:預(yù)防度為很低，評分值為9，10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的故障模式影響及危害性分析方法，其特征在于，所述根據(jù)兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)的高低比較，獲得故障模式排序和選擇方式的具體過程如下:先按RPN I排序，再按RPN 2排序，最后按照如下處理原則對故障模式進(jìn)行處理: 原則1.RPN I為高且RPN 2為高時(shí):先判斷是由哪個(gè)因素引起，若是由嚴(yán)重度或發(fā)生度引起，分別按原則5、6處理；若是由檢測度引起，先改進(jìn)針對該故障模式的預(yù)防措施，再改進(jìn)檢測措施； 原則2.RPN I為高且RPN 2為低時(shí):按原則7處理； 原則3.RPN I為高且RPN 2為低時(shí):按原則8處理； 原則4.RPN I為低且RPN 2為低時(shí):風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)低的故障，可不予處理； 原則5.高嚴(yán)酷度:改進(jìn)設(shè)計(jì)，降低故障影響； 原則6.高發(fā)生概率度:改進(jìn)設(shè)計(jì)、更換材料或選擇其他供應(yīng)商，降低故障發(fā)生頻率； 原則7.高預(yù)防度:針對該故障模式的預(yù)防措施進(jìn)行改進(jìn)； 原則8.高檢測難度:針對該故障模式的檢測措施進(jìn)行改進(jìn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用兩個(gè)RPN數(shù)的故障模式影響及危害性分析方法，具體為根據(jù)預(yù)防度和檢測度分別打分，得到故障模式嚴(yán)重度和發(fā)生度的量化指標(biāo)，即得到兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)RPN1和RPN2，其中，RPN1＝O×S×P，RPN2＝O×S×D，所述P為預(yù)防度，O為故障模式發(fā)生概率等級，S為嚴(yán)酷度等級，D為檢測難度等級；根據(jù)兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)的高低比較，獲得故障模式排序和選擇方式。本發(fā)明的方法在計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)時(shí)不僅考慮故障模式的檢測難易程度，而且考慮設(shè)計(jì)改進(jìn)對故障模式的預(yù)防程度，從而獲得的兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)，從預(yù)防和檢測的角度對故障模式進(jìn)行排序，避免了由于探測措施好而忽略了設(shè)計(jì)改進(jìn)的情況，為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)改進(jìn)提供更為全面的依據(jù)。
文檔編號G06F19/00GK103186708SQ20111045781
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者劉宇, 汪忠來, 黃洪鐘, 宋巍, 孫銳, 凌丹, 肖寧聰 申請人:電子科技大學(xué)