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特种车辆装备4F集成技术的针对潜在故障分析方法与流程

2022-07-06 06:26:33 来源:中国专利 TAG:
特种车辆装备4f集成技术的针对潜在故障分析方法
技术领域
1.本发明涉及装备研制技术领域,具体为特种车辆装备4f集成技术的针对潜在故障分析方法。


背景技术:

2.4f是fha、fta、fmeca、fracas的简称。fha是一种通过严谨地评价系统或分系统(包括软件)功能来识别危险的工具,归纳性地确认故障事件的影响,评价功能失效、误用、功能异常;fta是通过对可能造成系统中产品故障的硬件、软件、环境、人为因素进行分析,按规则绘制故障树图形,并根据数学模型进行解算,从而确定产品故障原因的各种可能组合方式和其发生概率的一种分析技术;fmeca是为了获得装备及其组成的所有可能产生的故障模式以及引起每个故障模式的原因和影响,并针对这些薄弱环节,对装备及单元提出设计改进和使用补偿措施;fracas是故障报告、分析与纠正措施系统的缩写,实质上是故障归零的闭环管理制度,它保证在型号研制、生产和使用过程中发生的所有软件、硬件故障或缺陷等均能按规定的格式和要求进行记录,并在规定的时间内向规定的管理级别进行报告,分析其原因,制定和实施有效的纠正措施,并实行跟踪、监控,它是实现可靠性增长、进行正确的设计、生产决策的有力工具。
3.4f技术对装备通用质量特性的提升具有较大的作用,fha、fta、fmeca、fracas四个通用质量特性技术的工作项目关联性是非常紧密的,输入数据有很大关联,分析工作也具有相关性,若独立开展“4f”分析,会造成不必要的工作浪费,并且难以发挥最大效果。为此,我们提出了特种车辆装备4f集成技术的针对潜在故障分析方法,以解决上述存在的问题。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于提供特种车辆装备4f集成技术的针对潜在故障分析方法,具备更好的促进和提升装备的通用质量特性水平的优点,解决了上述存在的问题。
5.为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:特种车辆装备4f集成技术的针对潜在故障分析方法,包括以下步骤:
6.步骤1:对分析系统进行定义,确定分析对象;
7.步骤2:利用fha-fmeca集成应用,确定潜在故障模式;
8.步骤3:对于第i、ii类故障,在故障原因分析前,可将其与故障信息库中信息进行比较,若有相似案例,这可参考已有故障处理案例,简化分析过程;
9.步骤4:若无相似案例,则利用fta-fmeca集成应用,建立故障树,确定故障可能产生的所有原因及其发生概率,若需要进一步对底事件开展故障原因分析,则采用fmeca继续进行故障影响分析,制定纠正对策;
10.步骤5:评估纠正措施实施效果,若无改善效果,则回到步骤(4),若故障得以改善,这对下一潜在故障进行分析;
11.步骤6:判定若仍有故障待改善,返回到步骤(2)继续分析,若所有分析的潜在故障
已消除或已达到了产品需求,结束该项分析活动。
12.优选的,所述在步骤(1)中,需要收集与整理一些对即将开展的集成应用分析工作有帮助的资料,需要准备的技术资料和信息通常包括产品的结构组成、方案设计报告及相关资料、设计图纸和相关数据、技术协议及设计任务书、以前的fmeca技术报告、故障历史数据和故障模式手册。
13.优选的,所述在步骤(2)中,对于在原装备基础上作适应性改进后使用的产品,可收集原车型或同类产品的故障历史数据,在原车型fmeca、fta等分析的基础上,增加试验中出现的故障模式,并对改进部分可能会出现或引起的潜在故障模式进行分析。
14.优选的,所述在步骤(3)中,当产品构成或结构尚不确定或不完全确定时(在方案论证和初步设计阶段),采用功能fmea方法,即从系统的功能框图开始,将每一功能块的输出逐一列出,并对它们的潜在故障模式进行分析;当产品构成或结构及其设计图纸资料已定时(在详细设计阶段),应采用硬件fmea方法,即从设计图纸开始,将组成系统的硬件逐一列出,对其潜在故障模式进行分析。
15.优选的,所述在步骤(3)中,i类,灾难性的。特种车辆车辆不能继续安全使用。可能引起人员死亡、严重伤害或坦克特种车辆车辆毁坏、重大经济损失或重大环境损坏;ii类,危险的。严重降低特种车辆车辆的安全裕度,或是引起车辆使用人员的中等程度伤害或严重经济损失或导致任务失败、坦克特种车辆车辆大部件严重损坏。
16.优选的,所述在步骤(4)中,fmeca主要应用于产品研制前期进行潜在故障模式及故障原因分析,fracas主要应用于产品开发研制后期及产品使用过程,进行已知故障的原因分析研究,fta则可用于产品开发至使用过程中、改进及重大故障原因的查明;由于fracas中的故障已经查明了故障原因、故障造成的影响、以及纠正措施等,这就积累了完整的故障信息,可为新产品开发中开展fmeca和fta工作提供宝贵的经验;fracas运用fta、fha、fmeca的方法和结果,及时准确地查明故障原因和机理,可由此纠正系统中真实存在的缺陷,实现可靠性增长。
17.优选的,所述在fha-fmeca-fta运行相关性分析方面,fmeca是在fmeca基础上才能开展ca分析,fha可以减少fmeca中ca的工作;另外,先进行fha分析可以从系统安全和影响任务的所有事件作全面系统的分析,利用fha和fmeca分析共同确定影响特种车辆装备安全和任务的第i、ii类故障;由于通过fha-fmeca确定的找到的关键故障模式,根据这些定义相应的顶事件,并没有对所有的可能故障都进行fta工作,可减轻fta工作量;fta分析的顶事件故障所对应的对象,在fmeca分析工作的检测方法、设计改进措施和使用补偿措施可进行裁剪;由fta工作找出系统的薄弱环节,对最小割集中的各元器件或是提出的改进措施进行fmeca分析,以确定各元器件的危害度并保证改进措施的有效性。
18.优选的,所述在3f与fracas运行相关性分析方面,fmeca、fha和fta重在预防和控制故障,可以减轻应用fracas时的“负担”和“实际损失”;fmeca可以侧重潜在故障的分析,fracas可侧重实际发生故障的闭环控制,它们的工作内容有许多关联支出,比如两者都进行以下工作:故障模式收集、故障原因分析、故障影响分析、提出检测方法、给出改进措施等,因此两者在实际中应该事先数据的共享,以减少通用质量特性分析的工作量。另外,fmeca分析得出的关键故障模式、单点故障等都可以作为fracas的重点监测对象,而fracas所收集的故障信息库又可以为新产品开发时的fmeca工作提供参考。fracas监测中出现重
大故障时,为了能够明确找到故障原因,对故障系统定义相应顶事件进行fta工作,同样,fta分析得出的最小割集也可作为fracas的重点监测对象。
19.优选的,所述在步骤(5)中,通过基于fha方法进行分析,获取高层危险事件和高层危险事件安全性要求;基于fta方法根据fha方法所确定的危险事件和安全性要求,获取中间层危险事件、底层危险事件、中间层危险事件安全性要求和底层危险事件安全性要求,并构建故障树;若故障树中的所有与门事件满足预设独立性要求,则基于fmeca方法对各底层危险事件进行分析;根据各底层危险事件的分析结果,判断是否满足预设安全性要求。将fha、fta、和fmeca几种分析进行结合,实现了通用质量特性集成分析。在进行故障原因分析时,需开展fta-fmeca集成应用分析,建立故障树,确定故障可能产生的所有原因及其发生概率,若需要进一步对底事件开展故障原因分析,则采用fmeca继续进行故障影响分析,制定纠正对策。
20.优选的,所述在步骤(6)中,针对潜在故障模式预测改善工作,fmeca、fta和fha综合应用可以减轻应用fracas时的“负担”和“实际损失”,同时,fracas形成的故障信息库也为该工作作为参考,简化分析过程,fha、fmeca分析得到的第i、ii类故障,以及fta的底事件也是ftacas应该重点监控的故障,判定若仍有故障待改善4f集成应用在该工作环节可形成有效集成优化。
21.与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明通过试验或仿真分析等工作,评估纠正措施实施效果,若无改善效果,则重新进行分析,若故障得以改善,则对下一潜在故障进行分析;若仍有故障待改善,继续分析,若所有分析的潜在故障已消除或已达到了产品需求,结束该项分析活动。针对潜在故障模式预测改善工作,fmeca、fta和fha综合应用可以减轻应用fracas时的“负担”和“实际损失”,同时,fracas形成的故障信息库也为该工作作为参考,简化分析过程,fha、fmeca分析得到的第i、ii类故障,以及fta的底事件也是fracas应该重点监控的故障。通过4f技术的集成应用,不断发现薄弱环节,对产品设计方案不断进行迭代设计,实现设计方案的集成优化。
具体实施方式
22.下面将通过实施例的方式对本发明作更详细的描述,这些实施例仅是举例说明性的而没有任何对本发明范围的限制。
23.本发明提供一种技术方案:特种车辆装备4f集成技术的针对潜在故障分析方法,包括以下步骤:
24.步骤1:对分析系统进行定义,确定分析对象;
25.步骤2:利用fha-fmeca集成应用,确定潜在故障模式;
26.步骤3:对于第i、ii类故障,在故障原因分析前,可将其与故障信息库中信息进行比较,若有相似案例,这可参考已有故障处理案例,简化分析过程;
27.步骤4:若无相似案例,则利用fta-fmeca集成应用,建立故障树,确定故障可能产生的所有原因及其发生概率,若需要进一步对底事件开展故障原因分析,则采用fmeca继续进行故障影响分析,制定纠正对策;
28.步骤5:评估纠正措施实施效果,若无改善效果,则回到步骤(4),若故障得以改善,这对下一潜在故障进行分析;
29.步骤6:判定若仍有故障待改善,返回到步骤(2)继续分析,若所有分析的潜在故障已消除或已达到了产品需求,结束该项分析活动。
30.实施例一:
31.对分析系统进行定义,需要收集与整理一些对即将开展的集成应用分析工作有帮助的资料,需要准备的技术资料和信息通常包括产品的结构组成、方案设计报告及相关资料、设计图纸和相关数据、技术协议及设计任务书、以前的fmeca技术报告、故障历史数据和故障模式手册,确定分析对象;利用fha-fmeca集成应用,确定潜在故障模式,对于在原装备基础上作适应性改进后使用的产品,可收集原车型或同类产品的故障历史数据,在原车型fmeca、fta等分析的基础上,增加试验中出现的故障模式,并对改进部分可能会出现或引起的潜在故障模式进行分析;对于第i、ii类故障,在故障原因分析前,可将其与故障信息库中信息进行比较,若有相似案例,这可参考已有故障处理案例,简化分析过程;若无相似案例,则利用fta-fmeca集成应用,建立故障树,确定故障可能产生的所有原因及其发生概率,若需要进一步对底事件开展故障原因分析,则采用fmeca继续进行故障影响分析,制定纠正对策;评估纠正措施实施效果,若无改善效果,则回到步骤(4),若故障得以改善,这对下一潜在故障进行分析;判定若仍有故障待改善,返回到步骤(2)继续分析,若所有分析的潜在故障已消除或已达到了产品需求,结束该项分析活动,针对潜在故障模式预测改善工作,fmeca、fta和fha综合应用可以减轻应用fracas时的“负担”和“实际损失”,同时,fracas形成的故障信息库也为该工作作为参考,简化分析过程,fha、fmeca分析得到的第i、ii类故障,以及fta的底事件也是ftacas应该重点监控的故障,判定若仍有故障待改善4f集成应用在该工作环节可形成有效集成优化。
32.实施例二:
33.在实施例一中,再加上下述工序:
34.当产品构成或结构尚不确定或不完全确定时(在方案论证和初步设计阶段),采用功能fmea方法,即从系统的功能框图开始,将每一功能块的输出逐一列出,并对它们的潜在故障模式进行分析;当产品构成或结构及其设计图纸资料已定时(在详细设计阶段),应采用硬件fmea方法,即从设计图纸开始,将组成系统的硬件逐一列出,对其潜在故障模式进行分析;i类,灾难性的。特种车辆车辆不能继续安全使用。可能引起人员死亡、严重伤害或坦克特种车辆车辆毁坏、重大经济损失或重大环境损坏;ii类,危险的。严重降低特种车辆车辆的安全裕度,或是引起车辆使用人员的中等程度伤害或严重经济损失或导致任务失败、坦克特种车辆车辆大部件严重损坏。
35.对分析系统进行定义,需要收集与整理一些对即将开展的集成应用分析工作有帮助的资料,需要准备的技术资料和信息通常包括产品的结构组成、方案设计报告及相关资料、设计图纸和相关数据、技术协议及设计任务书、以前的fmeca技术报告、故障历史数据和故障模式手册,确定分析对象;利用fha-fmeca集成应用,确定潜在故障模式,对于在原装备基础上作适应性改进后使用的产品,可收集原车型或同类产品的故障历史数据,在原车型fmeca、fta等分析的基础上,增加试验中出现的故障模式,并对改进部分可能会出现或引起的潜在故障模式进行分析;对于第i、ii类故障,在故障原因分析前,可将其与故障信息库中信息进行比较,若有相似案例,这可参考已有故障处理案例,简化分析过程;若无相似案例,则利用fta-fmeca集成应用,建立故障树,确定故障可能产生的所有原因及其发生概率,若
需要进一步对底事件开展故障原因分析,则采用fmeca继续进行故障影响分析,制定纠正对策;评估纠正措施实施效果,若无改善效果,则回到步骤(4),若故障得以改善,这对下一潜在故障进行分析;判定若仍有故障待改善,返回到步骤(2)继续分析,若所有分析的潜在故障已消除或已达到了产品需求,结束该项分析活动,针对潜在故障模式预测改善工作,fmeca、fta和fha综合应用可以减轻应用fracas时的“负担”和“实际损失”,同时,fracas形成的故障信息库也为该工作作为参考,简化分析过程,fha、fmeca分析得到的第i、ii类故障,以及fta的底事件也是ftacas应该重点监控的故障,判定若仍有故障待改善4f集成应用在该工作环节可形成有效集成优化。
36.实施例三:
37.在实施例二中,再加上下述工序:
38.fmeca主要应用于产品研制前期进行潜在故障模式及故障原因分析,fracas主要应用于产品开发研制后期及产品使用过程,进行已知故障的原因分析研究,fta则可用于产品开发至使用过程中、改进及重大故障原因的查明;由于fracas中的故障已经查明了故障原因、故障造成的影响、以及纠正措施等,这就积累了完整的故障信息,可为新产品开发中开展fmeca和fta工作提供宝贵的经验;fracas运用fta、fha、fmeca的方法和结果,及时准确地查明故障原因和机理,可由此纠正系统中真实存在的缺陷,实现可靠性增长;
39.在fha-fmeca-fta运行相关性分析方面,fmeca是在fmeca基础上才能开展ca分析,fha可以减少fmeca中ca的工作;另外,先进行fha分析可以从系统安全和影响任务的所有事件作全面系统的分析,利用fha和fmeca分析共同确定影响特种车辆装备安全和任务的第i、ii类故障;由于通过fha-fmeca确定的找到的关键故障模式,根据这些定义相应的顶事件,并没有对所有的可能故障都进行fta工作,可减轻fta工作量;fta分析的顶事件故障所对应的对象,在fmeca分析工作的检测方法、设计改进措施和使用补偿措施可进行裁剪;由fta工作找出系统的薄弱环节,对最小割集中的各元器件或是提出的改进措施进行fmeca分析,以确定各元器件的危害度并保证改进措施的有效性;在3f与fracas运行相关性分析方面,fmeca、fha和fta重在预防和控制故障,可以减轻应用fracas时的“负担”和“实际损失”;fmeca可以侧重潜在故障的分析,fracas可侧重实际发生故障的闭环控制,它们的工作内容有许多关联支出,比如两者都进行以下工作:故障模式收集、故障原因分析、故障影响分析、提出检测方法、给出改进措施等,因此两者在实际中应该事先数据的共享,以减少通用质量特性分析的工作量。另外,fmeca分析得出的关键故障模式、单点故障等都可以作为fracas的重点监测对象,而fracas所收集的故障信息库又可以为新产品开发时的fmeca工作提供参考。fracas监测中出现重大故障时,为了能够明确找到故障原因,对故障系统定义相应顶事件进行fta工作,同样,fta分析得出的最小割集也可作为fracas的重点监测对象。
40.对分析系统进行定义,需要收集与整理一些对即将开展的集成应用分析工作有帮助的资料,需要准备的技术资料和信息通常包括产品的结构组成、方案设计报告及相关资料、设计图纸和相关数据、技术协议及设计任务书、以前的fmeca技术报告、故障历史数据和故障模式手册,确定分析对象;利用fha-fmeca集成应用,确定潜在故障模式,对于在原装备基础上作适应性改进后使用的产品,可收集原车型或同类产品的故障历史数据,在原车型fmeca、fta等分析的基础上,增加试验中出现的故障模式,并对改进部分可能会出现或引起的潜在故障模式进行分析;对于第i、ii类故障,在故障原因分析前,可将其与故障信息库中
信息进行比较,若有相似案例,这可参考已有故障处理案例,简化分析过程;若无相似案例,则利用fta-fmeca集成应用,建立故障树,确定故障可能产生的所有原因及其发生概率,若需要进一步对底事件开展故障原因分析,则采用fmeca继续进行故障影响分析,制定纠正对策;评估纠正措施实施效果,若无改善效果,则回到步骤(4),若故障得以改善,这对下一潜在故障进行分析;判定若仍有故障待改善,返回到步骤(2)继续分析,若所有分析的潜在故障已消除或已达到了产品需求,结束该项分析活动,针对潜在故障模式预测改善工作,fmeca、fta和fha综合应用可以减轻应用fracas时的“负担”和“实际损失”,同时,fracas形成的故障信息库也为该工作作为参考,简化分析过程,fha、fmeca分析得到的第i、ii类故障,以及fta的底事件也是ftacas应该重点监控的故障,判定若仍有故障待改善4f集成应用在该工作环节可形成有效集成优化。
41.实施例四:
42.在实施例三中,再加上下述工序:
43.通过基于fha方法进行分析,获取高层危险事件和高层危险事件安全性要求;基于fta方法根据fha方法所确定的危险事件和安全性要求,获取中间层危险事件、底层危险事件、中间层危险事件安全性要求和底层危险事件安全性要求,并构建故障树;若故障树中的所有与门事件满足预设独立性要求,则基于fmeca方法对各底层危险事件进行分析;根据各底层危险事件的分析结果,判断是否满足预设安全性要求。将fha、fta、和fmeca几种分析进行结合,实现了通用质量特性集成分析。在进行故障原因分析时,需开展fta-fmeca集成应用分析,建立故障树,确定故障可能产生的所有原因及其发生概率,若需要进一步对底事件开展故障原因分析,则采用fmeca继续进行故障影响分析,制定纠正对策。
44.对分析系统进行定义,需要收集与整理一些对即将开展的集成应用分析工作有帮助的资料,需要准备的技术资料和信息通常包括产品的结构组成、方案设计报告及相关资料、设计图纸和相关数据、技术协议及设计任务书、以前的fmeca技术报告、故障历史数据和故障模式手册,确定分析对象;利用fha-fmeca集成应用,确定潜在故障模式,对于在原装备基础上作适应性改进后使用的产品,可收集原车型或同类产品的故障历史数据,在原车型fmeca、fta等分析的基础上,增加试验中出现的故障模式,并对改进部分可能会出现或引起的潜在故障模式进行分析;对于第i、ii类故障,在故障原因分析前,可将其与故障信息库中信息进行比较,若有相似案例,这可参考已有故障处理案例,简化分析过程;若无相似案例,则利用fta-fmeca集成应用,建立故障树,确定故障可能产生的所有原因及其发生概率,若需要进一步对底事件开展故障原因分析,则采用fmeca继续进行故障影响分析,制定纠正对策;评估纠正措施实施效果,若无改善效果,则回到步骤(4),若故障得以改善,这对下一潜在故障进行分析;判定若仍有故障待改善,返回到步骤(2)继续分析,若所有分析的潜在故障已消除或已达到了产品需求,结束该项分析活动,针对潜在故障模式预测改善工作,fmeca、fta和fha综合应用可以减轻应用fracas时的“负担”和“实际损失”,同时,fracas形成的故障信息库也为该工作作为参考,简化分析过程,fha、fmeca分析得到的第i、ii类故障,以及fta的底事件也是ftacas应该重点监控的故障,判定若仍有故障待改善4f集成应用在该工作环节可形成有效集成优化。
45.尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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