《系统失效分析.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《系统失效分析.pptx(30页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、会计学 1系统失效分析3.3.失效机理 失效机理 失效机理 失效机理 是指引起产品或元器件失效的物理、化学变化等 是指引起产品或元器件失效的物理、化学变化等的内在原因。的内在原因。4.4.失效分析 失效分析 在产品失效后,通过对产品的结构、使用和技术文件的逻 在产品失效后,通过对产品的结构、使用和技术文件的逻辑性、系统性检查,来鉴别失效并确定失效机理及其基本原因。辑性、系统性检查,来鉴别失效并确定失效机理及其基本原因。5.5.故障影响 故障影响 故障影响 故障影响 是指故障模式会造成对系统安全性、战备完好性、是指故障模式会造成对系统安全性、战备完好性、任务成功性以及维修或后勤保障等要求的影响。
2、一般分为 任务成功性以及维修或后勤保障等要求的影响。一般分为:对 对自身、自身、对 对 上级 上级 及 及 最终影响 最终影响 三个等级。三个等级。第6 章 系统失效分析第1 页/共30 页6.6.危害度 危害度 它是指对某种故障模式出现的频率及其所产生的后果的相 它是指对某种故障模式出现的频率及其所产生的后果的相应量度。应量度。7.7.检测方法 检测方法 它是指在每个故障模式发生时的检测手段和方法。它是指在每个故障模式发生时的检测手段和方法。8.8.预防措施 预防措施 它是指产品在设计、工艺、操作时应采取的纠正措施。它是指产品在设计、工艺、操作时应采取的纠正措施。第6 章 系统失效分析第2
3、页/共30 页 FMEA FMEA 实质是一种定性评价法,即使没有定量的可靠性数 实质是一种定性评价法,即使没有定量的可靠性数据,也能分析出问题的所在。据,也能分析出问题的所在。FMEA FMEA 是从组成系统的最基本结 是从组成系统的最基本结构(零件和部件)可能产生的各种故障分析入手,逐级向上分 构(零件和部件)可能产生的各种故障分析入手,逐级向上分析故障产生的影响,最终找出对系统的影响。它是由下而上的 析故障产生的影响,最终找出对系统的影响。它是由下而上的一种分析方法。一种分析方法。为了使 为了使FMEA FMEA 用于定量分析,加入了危害分析,这就是所 用于定量分析,加入了危害分析,这就
4、是所说的故障模式、影响及危害度分析(说的故障模式、影响及危害度分析(FMECA FMECA).第6 章 系统失效分析故障模式、影响和危害性分析FME(C)A第3 页/共30 页 1 1、从产品设计(功能设计、硬件设计、软件设计)、生产、从产品设计(功能设计、硬件设计、软件设计)、生产(生产可行性分析、工艺设计、生产设备设计与使用)和使用(生产可行性分析、工艺设计、生产设备设计与使用)和使用过程中发现各种影响产品可靠性的缺陷和薄弱环节,为提高产 过程中发现各种影响产品可靠性的缺陷和薄弱环节,为提高产品的质量和可靠性水平提供改进依据。品的质量和可靠性水平提供改进依据。2 2、保证有组织地定性找出系
5、统的所有可能的故障模式及其、保证有组织地定性找出系统的所有可能的故障模式及其影响,进而采取相应的措施。影响,进而采取相应的措施。3 3、为制定关键项目和单点故障等清单或可靠性控制计划提、为制定关键项目和单点故障等清单或可靠性控制计划提供定性依据。供定性依据。第6 章 系统失效分析FMECA 的目的第4 页/共30 页 4 4、为可靠性(、为可靠性(R R)、维修性()、维修性(M M)、安全性()、安全性(S S)、测试性)、测试性(T T)和保障性()和保障性(S S)工作提供一种定性依据。)工作提供一种定性依据。5 5、为制定试验大纲提供定性信息。、为制定试验大纲提供定性信息。6 6、为确
6、定更换有寿件、元器件清单提供使用可靠性设计的、为确定更换有寿件、元器件清单提供使用可靠性设计的定性信息。定性信息。7 7、为确定需要重点控制质量及工艺的薄弱环节清单提供定、为确定需要重点控制质量及工艺的薄弱环节清单提供定性信息。性信息。8 8、可及早发现设计、工艺中的各种缺陷。可及早发现设计、工艺中的各种缺陷。第6 章 系统失效分析第5 页/共30 页第6 章 系统失效分析FMECA 步骤第6 页/共30 页第6 章 系统失效分析FMECA 分析报告第7 页/共30 页第6 章 系统失效分析严酷度等级 影响程度类(灾难性故障)能造成操作人员死亡或使武器系统毁坏的故障。类(致命性故障)能导致人员
7、严重受伤,器材或系统严重损坏,从而使任务失败的故障。类(严重故障)使人员轻度受伤、器材及系统轻度损坏,从而导致任务推迟执行或任务降级或系统不能起作用。类(轻度故障)不足以造成人员受伤,器材或系统的损坏,但这个损坏会导致非计划维修。严酷度分类第8 页/共30 页第6 章 系统失效分析故障概率等级A 级(经常发生)产品在工作期间发生故障概率很高,一种故障模式出现的概率大于总故障概率的0.2.B 类(很可能发生)产品在工作期间发生故障概率中等,一种故障模式出现的概率为总故障概率的0.10.2。C 类(偶然发生)产品在工作期间发生故障概率为偶然,一种故障模式出现的概率为总故障概率的0.010.1。D
8、类(很少发生)产品在工作期间发生故障概率很小,一种故障模式出现的概率为总故障概率的0.0010.01。E 类(极不可能发生)产品在工作期间发生故障概率为零,一种故障模式出现的概率小于总故障概率的0.001。第9 页/共30 页 FMECA FMECA 作为故障分析的一种有力手段,在可靠性工 作为故障分析的一种有力手段,在可靠性工作中发挥了巨大的作用,为了完成高水平的 作中发挥了巨大的作用,为了完成高水平的FMECA FMECA,注意,注意以下几项 以下几项:1 1、时间性、时间性 2 2、层次性、层次性 3 3、灵活性、灵活性 4 4、有效性、有效性 5 5、故障模式的完整性、故障模式的完整性
9、第6 章 系统失效分析弹药系统进行FMECA 的原则第10 页/共30 页 根据 根据GJB1391-92 GJB1391-92 故障模式、影响及危害性分析程度 故障模式、影响及危害性分析程度 的 的要求,对弹药产品进行故障模式、影响及危害性分析,需要 要求,对弹药产品进行故障模式、影响及危害性分析,需要按如下步骤进行:按如下步骤进行:1 1、熟悉和掌握有关资料;、熟悉和掌握有关资料;2 2、系统的定义、系统的定义 3 3、填写、填写FMECA FMECA 工作单 工作单 4 4、画危害度矩阵图、画危害度矩阵图 5 5、提交、提交FMECA FMECA 报告 报告第6 章 系统失效分析弹药系统
10、进行FMECA 的步骤第11 页/共30 页 FTA FTA 是一种是 是一种是60 60 年代发展起来的用于大型复杂系统可靠性、安全 年代发展起来的用于大型复杂系统可靠性、安全性分析和风险评价的逻辑推理方法,它是研究系统的故障(或人们不 性分析和风险评价的逻辑推理方法,它是研究系统的故障(或人们不希望发生的事件)与产生该故障的原因之间的因果关系。由上而下的 希望发生的事件)与产生该故障的原因之间的因果关系。由上而下的找出的导致故障(顶事件)发生的所有可能的各种中间因素(中间事 找出的导致故障(顶事件)发生的所有可能的各种中间因素(中间事件),一直找到最基本原因(基本事件)。分析过程包括人为差
11、错和 件),一直找到最基本原因(基本事件)。分析过程包括人为差错和环境因素的影响,并研究这些因素(事件)间的逻辑关系。环境因素的影响,并研究这些因素(事件)间的逻辑关系。FTA FTA 表达 表达直观,可用于系统可靠性的 直观,可用于系统可靠性的 定性 定性 分析,也可以用于 分析,也可以用于 定量 定量 分析。它的分 分析。它的分析图表类似一树状,故称故障树。析图表类似一树状,故称故障树。第6 章 系统失效分析故障树分析(FTA)故障树分析应用范围:系统的可靠性分析、系统安全性分析与事故分析、改进系统设计、对系统的可靠性进行评价。第12 页/共30 页故障树分析的目的故障树分析(FTA)1)
12、帮助判明可能发生的故障模式和原因。2)发现可靠性和安全性薄弱环节,采取改进措施,以提高产品可靠性和安全性。3)计算故障发生概率;4)发生重大故障或事故后,FTA 是故障调查的一种有效手段,可以系统而全面地分析事故原因,为故障“归零提供支持”。5)指导故障诊断,改进使用和维修方案。6)利用故障树可以在产品的设计阶段,帮助判明系统潜在故障;7)在系统使用阶段可以用来作故障诊断,预测系统故障的发生及其原因,并可用来制定检修计划等。第13 页/共30 页故障树分析(FTA)故障分析术语 1、顶事件:是指被分析的系统不希望发生的事件,它位于故障树的顶端。-系统故障 2、中间事件:称故障事件。位于顶事件和
13、底事件之间的事件。-需要进一步探明原因的事件 3、底事件:位于故障树底部的事件,在已建成的故障树中不必分解。(包含基本事件和未探明事件)-导致事件发生的基本原因 4、结果事件:由其他事件或事件组合所导致的事件。第14 页/共30 页 所谓 所谓 事件 事件,就是指描述系统、单元、部件零件的状态。系统按照规定要求完成,就是指描述系统、单元、部件零件的状态。系统按照规定要求完成功能称成功事件。系统完不成功能成为故障事件。功能称成功事件。系统完不成功能成为故障事件。在分析故障时间的原因时,应包括人的因素及环境因素。在分析故障时间的原因时,应包括人的因素及环境因素。一般分析单元(或部件)失效形式时,其
14、功能失效可分为四种形式:一般分析单元(或部件)失效形式时,其功能失效可分为四种形式:1 1)过早投入运行;)过早投入运行;2 2)规定时间不能投入运行;)规定时间不能投入运行;3 3)规定时间内中断运行;)规定时间内中断运行;4 4)运行期间单元(部件)失效。)运行期间单元(部件)失效。故障树分析(FTA)第15 页/共30 页故障树分析法的步骤:(1 1)建立故障树;)建立故障树;(2 2)建立故障树的数学模型;)建立故障树的数学模型;(3 3)进行系统可靠性的定性分析;)进行系统可靠性的定性分析;(4 4)进行系统可靠性的定量分析。)进行系统可靠性的定量分析。故障树分析(FTA)第16 页
15、/共30 页故障树分析(FTA)故障树常用事件符号第17 页/共30 页故障树分析(FTA)第18 页/共30 页故障树分析(FTA)第19 页/共30 页故障树分析(FTA)1)广泛收集并分析系统及其故障的有关资料;2)选择顶事件;3)建造故障树;4)简化故障树。建树步骤 1)建立故障树;2)故障树定性分析 3)故障树定量分析 4)重要度分析 5)分析结论:薄弱环节 6)确定改进措施分析步骤第20 页/共30 页故障树分析(FTA)1)寻找顶事件的原因事件及原因事件的组合(最小割集)。2)发现潜在的故障。3)发现设计的薄弱环节,以便改进设计。4)指导故障诊断,改进使用和维修方案。故障树分析分
16、定性分析与定量分析。定性分析的目的第21 页/共30 页n n 割集、最小割集概念 故障树分析(FTA)割集:故障树中一些底事件的集合,当这些底事件同时发生时,顶事件必然发生;最小割集:最小割集是导致正规故障树事件发生的不能再缩减的底事件的集合。若将割集中所含的底事件任意去掉一个就不再成为割集了,这样的割集就是最小割集。第22 页/共30 页n n 最小割集对降低复杂系统潜在事故风险具有重大意义。如果能使每个最小割集中至少有一个底事件恒不发生(发生概率极低),则顶事件就恒不发生(发生概率极低),系统潜在事故的发生概率降至最低。故障树分析(FTA)第23 页/共30 页故障树分析(FTA)如果系
17、统某一故障模式发生了,则一定是该系统中与其对应的某一个最小割集中的全部底事件全部发生了。进行维修时,如果只修复某个故障部件,虽然能够使系统恢复功能,但其可靠性水平还远未恢复。根据最小割集的概念,只有修复同一最小割集中的所有部件故障,才能恢复系统可靠性、安全性设计水平。n n 最小割集可以指导系统的故障诊断和维修第24 页/共30 页n n 示例 示例 根据与、或门的性质和割集的 根据与、或门的性质和割集的定义,可方便找出该故障树的割集 定义,可方便找出该故障树的割集是:是:X1,X2,X3,X1,X2,X3,X2,X1 X1,X2,X3,X1,X2,X3,X2,X1,X1,X3 X1,X3 根
18、据与、或门的性质和割集的 根据与、或门的性质和割集的定义,可方便找出该故障树的最小 定义,可方便找出该故障树的最小割集是:割集是:X1,X2,X3 X1,X2,X3故障树分析(FTA)第25 页/共30 页故障树分析(FTA)E1T+E2E3 E4X1E5 E6+X2X3 X5 X4 X4 X6 X5 X6故障树第26 页/共30 页故障树分析(FTA)0 1 2 3 4 5T E1E2E3E4E5E6X1X2X3X3X4X4E6X6E6X1X2X3X3X4X4X5X4X6X6X5X6X6X1X2X3X3X4X4X5X6用下行法求故障树的最小割集最小割集为:X6,X4,X3,X4,X5,X1,
19、X2,X3下行法:对每一个输出事件,若是或门的输出,则将该或门的输入事件各排成一列,若是与门输出,则将该门的输入事件排在同一行。下行法第27 页/共30 页n n 上行法故障树分析(FTA)上行法:对每个结果事件,若下面是或门,则将此结果事件表示为该或门下的各输入事件的和;若下面是与门,则将此结果事件表示为该与门下的输入事件的积。从底事件开始,由下向上逐级进行。按照布尔运算的规则,将顶事件表示成积或和的最简式,其中每一项对应于故障的一个最小割集,从而得到故障树的所有最小割集。E3=X1X2X3,E4=X3X4,E5=X4+X6,E6=X5+X6,E1=E3+E4=X1X2X3+X3X4E2=E5E6=(X4+X6)(X5+X6)=X4X5+X4X6+X5X6+X6X6=X4X5+X6 T=E1+E2=X1X2X3+X3X4+X6+X4X5第28 页/共30 页故障树分析(FTA)定量分析 定量分析:确定底事件失效模式,失效分布及其参数,:确定底事件失效模式,失效分布及其参数,确定顶事件发生的概率。确定顶事件发生的概率。若故障树最小割集C1,C2,Ck,已知底事件X1,X2,X3.Xn 发生的概率时,求出顶事件发生的概率。1)对故障树进行定性分析,求最小割集;2)求出顶事件发生的概率(失效概率)。步骤:第29 页/共30 页
限制150内