一種復(fù)雜產(chǎn)品故障影響傳遞關(guān)系模型及其分析與評價(jià)方法
【專利摘要】本發(fā)明一種復(fù)雜產(chǎn)品故障影響傳遞關(guān)系模型及其分析與評價(jià)方法，它有三大步驟：1)產(chǎn)品構(gòu)型視圖構(gòu)建。包括定義和劃分產(chǎn)品的數(shù)據(jù)層次，構(gòu)建產(chǎn)品的構(gòu)型視圖，形成產(chǎn)品的樹狀結(jié)構(gòu)模型，顯示產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)間的從屬關(guān)系。2)定義故障信息及其影響傳遞關(guān)系，并以圖形化的形式顯示故障影響傳遞關(guān)系。包括定義各產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)的故障模式、故障模式嚴(yán)酷度、故障模式危害度，以及產(chǎn)品不同節(jié)點(diǎn)間的故障影響傳遞關(guān)系，并以圖形化的形式顯示產(chǎn)品的故障信息，形成不同產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)間的故障影響傳遞關(guān)系圖。3)分析評價(jià)故障間的影響傳遞關(guān)系。在故障影響傳遞關(guān)系圖形成后，利用圖形模型和數(shù)學(xué)模型評價(jià)故障影響傳遞關(guān)系，找到關(guān)鍵的產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)和故障模式予以關(guān)注。
【專利說明】一種復(fù)雜產(chǎn)品故障影響傳遞關(guān)系模型及其分析與評價(jià)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種復(fù)雜產(chǎn)品故障影響傳遞關(guān)系模型及其分析與評價(jià)方法，適用于應(yīng) 用計(jì)算機(jī)可視化分析和評價(jià)故障影響傳遞關(guān)系的方法，屬于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著信息技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品設(shè)計(jì)手段也逐步從基于文檔的設(shè)計(jì)模式轉(zhuǎn)向基于模型 的設(shè)計(jì)方法，產(chǎn)品的功能性能要求與設(shè)計(jì)結(jié)果在設(shè)計(jì)過程中的某一特定時(shí)刻，都表現(xiàn)為相 應(yīng)的模型。而產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程本身即可看作隨時(shí)間演變的模型演化過程。
[0003] 可靠性作為產(chǎn)品的重要特性之一，必須與功能性能同步設(shè)計(jì)、綜合優(yōu)化。在復(fù)雜 產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師需要通過不斷分析發(fā)現(xiàn)潛在故障，并采取相應(yīng)措施對故障 進(jìn)行消減，以改進(jìn)和提高產(chǎn)品的可靠性，使其滿足相應(yīng)的指標(biāo)要求，因此故障是可靠性設(shè) 計(jì)的核心。在傳統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)方法中，缺乏模型化的故障描述方法，如故障模式影響分析 (Failure Mode and Effect Analysis，F(xiàn)MEA)方法主要通過表格人工分析故障之間的影響 關(guān)系，方法本身對于故障邏輯關(guān)系的表達(dá)能力較差。而對于龐大復(fù)雜的產(chǎn)品體系，具有故障 數(shù)量多、影響關(guān)系復(fù)雜、分支多等特點(diǎn)，僅靠表格方式人工進(jìn)行故障間的傳遞關(guān)系分析不僅 要耗費(fèi)大量的時(shí)間精力，也容易遺漏，致使產(chǎn)品存在嚴(yán)重的故障隱患。
[0004] 為此，在產(chǎn)品故障分析時(shí)，在統(tǒng)一的產(chǎn)品模型基礎(chǔ)上，本發(fā)明提出一種基于可視化 模型的故障影響傳遞關(guān)系分析方法，并面向可靠性指標(biāo)實(shí)現(xiàn)給出相應(yīng)的關(guān)鍵故障和重要故 障評價(jià)模型。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提出了一種基于可視化的故障影響傳遞關(guān)系分析方法，并給出相 應(yīng)的評價(jià)模型，為可靠性分析過程提供一種形成故障影響傳遞關(guān)系網(wǎng)的分析方法，旨在解 決龐大復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)交聯(lián)關(guān)系復(fù)雜，故障數(shù)量多、影響傳遞關(guān)系復(fù)雜、分支多等問題，給出 準(zhǔn)確有效的傳遞關(guān)系網(wǎng)，以便設(shè)計(jì)師可以根據(jù)分析結(jié)果快速找出設(shè)計(jì)薄弱環(huán)節(jié)，實(shí)施改進(jìn) 以提升產(chǎn)品可靠性水平。
[0006]本發(fā)明一種復(fù)雜產(chǎn)品故障影響傳遞關(guān)系模型及其分析與評價(jià)方法，它包含以下步 驟：
[0007] 步驟一：產(chǎn)品構(gòu)型視圖構(gòu)建。
[0008]包括定義和劃分產(chǎn)品的數(shù)據(jù)層次，構(gòu)建產(chǎn)品的構(gòu)型視圖，形成產(chǎn)品的樹狀結(jié)構(gòu)模 型，顯示產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)間的從屬關(guān)系。
[0009] (1)定義和劃分產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)層次，包括裝備、系統(tǒng)、分系統(tǒng)、裝置、機(jī)組、單元 體、組件、部件、元器件，裝備為第1層，系統(tǒng)為第2層，以此類推，元器件為第9層，在后續(xù)故 障影響傳遞關(guān)系圖中將會(huì)從元器件級到裝備級由低到高依次顯示各層次。
[0010] (2)構(gòu)建產(chǎn)品的構(gòu)型視圖，形成產(chǎn)品的樹狀結(jié)構(gòu)模型，顯示產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)間的從屬關(guān) 系。第i層的第jl個(gè)產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)以σ(〇?，/(?-ι);2)表示，其中,|( 0/1表示當(dāng)前產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)，作一衡 ? |Ι~· |~廣\ * · - r ., . (i)表示產(chǎn)品的層次，層次越低i值越大， 1￡[0,9]，_]1、」2已[0，+ 00)，1、^2均為整數(shù)。根節(jié)點(diǎn)為了咖。 =]頻-：定義麟信息及其影響觸關(guān)系，并關(guān)雜_式顯示麟影響傳遞 夫系。 各廣品節(jié)點(diǎn)的故障模式、故障模式嚴(yán)酷度、故障模式危謎，以及產(chǎn)品不 同下點(diǎn)間的獅早於響傳遞關(guān)系，并以圖形化的形式顯示產(chǎn)品的故障信息，形成不同產(chǎn)品節(jié) 點(diǎn)間的故障影響傳遞關(guān)系圖。 _3]⑴定義各產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)的故障信息，包括定義各產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)的故障模式、故障模式嚴(yán) 酷度和故障模式危害度。產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)(/|_知_伽)包含K個(gè)故障模式，其中第以^ [0，κ]) 個(gè)故障模式以％_:表示，下標(biāo)中的[⑴jj表示故障模式所屬的產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)，i e [0,9]， i e [0，+ 00)，1、」1均為整數(shù)。故障模式_^_的嚴(yán)酷度為4，危害度為h，[：1，4]， 為整數(shù)，Y kE [0，+ 00 )。每個(gè)故障模式的具體顯示內(nèi)容為"模式備印# (α" Yk)"。產(chǎn)品節(jié) 點(diǎn)的故障信息以矩形框表示，矩形框共K+1行，第一行顯示產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)信息，顯示內(nèi)容為"產(chǎn) 品節(jié)點(diǎn)?·)(α，Y)"，其中α為產(chǎn)品嚴(yán)酷度，γ為產(chǎn)品危害度，a =max{>k}， Y二Σ (Yk);后K行顯示該產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)下所有的故障模式信息，每行的故障模式具體顯示的 內(nèi)各為"模式％處:1飲(a k，γ k) " ;每個(gè)故障模式所在的矩形框左右兩側(cè)各有-個(gè)輸入端口 和一個(gè)輸出端口。
[0014] (2)定義故障影響傳遞關(guān)系，形成故障影響傳遞關(guān)系圖。如果一個(gè)產(chǎn)品的故障影響 并導(dǎo)致另一產(chǎn)品故障的發(fā)生，稱這個(gè)產(chǎn)品故障與另一產(chǎn)品故障之間有影響傳遞關(guān)系，在故 障影響傳遞關(guān)系圖中以箭頭表示。
[0015]在產(chǎn)品的故障影響傳遞關(guān)系圖中，左側(cè)顯示產(chǎn)品的樹狀構(gòu)型，選中其中任何一個(gè) 產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)，可以將節(jié)點(diǎn)拖動(dòng)到畫布中，節(jié)點(diǎn)將以上一步中定義的矩形框的形式出現(xiàn)在故障 影響傳遞關(guān)系圖中。如果一個(gè)產(chǎn)品的故障模式影響并導(dǎo)致另一產(chǎn)品故障的發(fā)生，可以從產(chǎn) 品樹中將兩個(gè)產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)都拖動(dòng)到畫布中，兩個(gè)產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)及其故障模式的矩形框都被添加到 故障影響傳遞關(guān)系圖中，從第一個(gè)故障模式的輸出端口繪制一個(gè)箭頭指向被影響的故障模 式的輸入端口，即形成產(chǎn)品不同節(jié)點(diǎn)間的故障影響傳遞關(guān)系。
[0016] 在產(chǎn)品的故障影響傳遞關(guān)系圖中，可以添加多個(gè)產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)及其故障模式，繪制多 條代表故障影響傳遞關(guān)系的箭頭，故障模式可以在同層節(jié)點(diǎn)間傳遞，也可以往高一層次傳 遞、跨層次向高層次傳遞，直至產(chǎn)品的根節(jié)點(diǎn)為止，形成故障影響傳遞關(guān)系網(wǎng)。圖中各層次 之間以直線隔開，跨層次傳遞時(shí)無故障模式的層次顯示空白。
[0017] 步驟三：分析評價(jià)故障間的傳遞關(guān)系。
[0018] 對于復(fù)雜產(chǎn)品，耦合故障可能會(huì)非常多，實(shí)際工程中不可能逐個(gè)消減耦合故障，而 應(yīng)該在眾多耦合故障集合中確定共同的故障予以關(guān)注，將其消除或?qū)⑵浒l(fā)生概率和影響嚴(yán) 重程度降低到可接受范圍內(nèi)，從而保證產(chǎn)品的可靠性要求。故障發(fā)生后，將通過故障間的影 響傳遞關(guān)系作用傳遞到其他故障。如果受到影響而導(dǎo)致故障發(fā)生的故障模式越多，說明引 發(fā)故障的故障模式越關(guān)鍵?；谶@些認(rèn)識，可以分析評價(jià)故障間的影響傳遞關(guān)系，找出關(guān)鍵 的產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)和故障模式予以關(guān)注。
[0019]⑴評價(jià)圖形設(shè)計(jì)。對故障模式間的傳遞關(guān)系做無向化處理，將故障影響傳遞關(guān)系 網(wǎng)簡化為故障模式間的無向網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)故障模式至少有一條代表傳遞關(guān)系的邊（無傳遞關(guān) 系p故I5早検式及廣品τι點(diǎn)不顯不在故障影響傳遞關(guān)系網(wǎng)中）。記無向網(wǎng)絡(luò)中故障模式的邊 的數(shù)目為節(jié)點(diǎn)的"度"，度越小的故障模式對其他故障模式的影響越小，度越大的故障模式 耦合故障越集中。逐步剝離度小的故障模式，留下度大的故障模式。最終找到需要的關(guān)鍵 故障模式，即為產(chǎn)品設(shè)計(jì)改進(jìn)的關(guān)鍵重要環(huán)節(jié)。
[0020] ⑵數(shù)學(xué)評價(jià)模型。如果一個(gè)故障模式通過影響傳遞關(guān)系不斷向上傳遞，則會(huì)在 可視化圖形中形成一條故障影響傳遞鏈，記為N。每條故障鏈中的故障模式數(shù)記為| N丨， | N | G [0, + 00)"
[0021]對每個(gè)形成故障影響傳遞鏈的故障模式，定義其影響度 [0022] I = aX β X | N | XL
[0023]其中，a為該故障模式的嚴(yán)酷度等級等價(jià)值，嚴(yán)酷度等級越高值越大。嚴(yán)酷度等級 為?級的等價(jià)值為4, II級的等價(jià)值為3，ΙΠ 級的等價(jià)值為2, IV級的等價(jià)值為1。β為該故 障模式的發(fā)生概率，β e (〇，1)。L為該故障所在的故障鏈影響的最高層次，層次越高l值 越大。裝備級L值為10,系統(tǒng)為9,分系統(tǒng)為8,以此類推。
[0024]分析故障模式的影響度，找出關(guān)鍵故障模式。當(dāng)I值越大，表明故障模式的影響度 越大，應(yīng)該在設(shè)計(jì)中盡早解決。
[0025]本發(fā)明通過以上步驟給出一種圖形化的故障影響傳遞關(guān)系的分析方法，并給出相 應(yīng)的評價(jià)模型，可以有效解決龐大復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)交聯(lián)關(guān)系復(fù)雜，故障數(shù)量多、傳遞關(guān)系復(fù) 雜、分支多等問題，給出準(zhǔn)確有效的影響傳遞關(guān)系網(wǎng)。其優(yōu)點(diǎn)在于：①可以通過產(chǎn)品構(gòu)型構(gòu) 建和產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)故障模式的可視化模型構(gòu)建產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)間的故障影響傳遞關(guān)系網(wǎng)②以圖形化 的形式清晰直觀地顯示產(chǎn)品構(gòu)型和節(jié)點(diǎn)間故障的影響傳遞關(guān)系③可以根據(jù)故障影響傳遞 關(guān)系分析評價(jià)出關(guān)鍵產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)和關(guān)鍵故障模式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明中所述方法的整體架構(gòu)框圖
[0027] 圖2為本發(fā)明中產(chǎn)品構(gòu)型視圖構(gòu)建的示例圖
[0028]圖3為本發(fā)明中顯示選定產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)的故障信息的圖形化表征示例圖
[0029] 圖4為本發(fā)明中構(gòu)建故障影響傳遞關(guān)系網(wǎng)的示例圖
[0030]圖5為本發(fā)明中分析關(guān)鍵產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)的解析示意圖
[0031]圖中符號說明如下：
[0032]圖2、3、4中的1)_/2)表示第i層的第個(gè)產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)，其中知A表示當(dāng)前產(chǎn) 品節(jié)點(diǎn)，為-伽表示當(dāng)前產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)所屬的父節(jié)點(diǎn)，下標(biāo)中的⑴表示產(chǎn)品的層次，層次越低 1值越大，:1￡[0,9]，山、戈6[0，+ ^)，^、」_2均為整數(shù)。11(。)。為根節(jié)點(diǎn)。
[0033]圖3、4中的嫌表示產(chǎn)品節(jié)點(diǎn){/(如的第k個(gè)故障模式，下標(biāo)中的[⑴ 表示故障模式所屬的產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)。ak、￥)1分別表示故障模式的嚴(yán)酷度類別和危害度， a k G {1，2, 3, 4}，Y k G [0, + 00 )。（ α，γ )表示產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)品嚴(yán)酷度類別和產(chǎn)品危害 度，a =max{ak}, γ =Σ (Yk)。
[0034] 圖4中的矩形框表示產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)及其故障模式。箭頭表示故障模式間的影響傳遞關(guān) 系，箭頭方向?yàn)橛绊憘鬟f的方向。橫線表示不同的產(chǎn)品層次，產(chǎn)品層次由低到高自下而上顯 /J、' 〇
[0035] 圖5中的黑色小圓點(diǎn)表示故障模式，小圓點(diǎn)間的連線表示故障模式間存在影響關(guān) 系（無向化處理）。虛線圈及數(shù)字表示圈內(nèi)的故障模式的度。

【具體實(shí)施方式】
[0036] 為使本發(fā)明的技術(shù)方案、特征及優(yōu)點(diǎn)得到更清楚的了解，以下結(jié)合附圖，作詳細(xì)說 明。
[0037]本發(fā)明給出了一種圖形化的故障影響傳遞關(guān)系的分析方法,并給出相應(yīng)的評價(jià)模 型，可以有效解決龐大復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)交聯(lián)關(guān)系復(fù)雜，故障數(shù)量多、傳遞關(guān)系復(fù)雜、分支多等 問題，給出準(zhǔn)確有效的傳遞關(guān)系網(wǎng)。本發(fā)明可以由計(jì)算機(jī)程序模塊進(jìn)行描述，通用的計(jì)算機(jī) 程序模塊應(yīng)包括執(zhí)行特定任務(wù)的對象、組件、算法、變量等。本發(fā)明的整體架構(gòu)，見圖 示。其具體實(shí)施步驟是 ：
[0038] 步驟一：產(chǎn)品構(gòu)型視圖構(gòu)建。
[0039] 包括定義和劃分產(chǎn)品的數(shù)據(jù)層次，構(gòu)建產(chǎn)品的構(gòu)型視圖，形成產(chǎn)品的樹狀結(jié)構(gòu)模 型，顯示產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)間的從屬關(guān)系。
[0040] (1)定義和劃分產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)層次，包括裝備、系統(tǒng)、分系統(tǒng)、裝置、機(jī)組、單元 體、組件、部件、元器件，裝備為第1層，元器件為第9層，在后續(xù)故障影響傳遞關(guān)系圖中將會(huì) 從元器件級到裝備級由低到高依次顯示各層次。
[0041] (2)構(gòu)建產(chǎn)品的構(gòu)型視圖，形成產(chǎn)品的樹狀結(jié)構(gòu)模型，顯示產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)間的從屬關(guān) 系。第i層的第jl個(gè)產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)以C/(〇nJ(i， 2)表示，其中/--表示當(dāng)前產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)，知一_ 表示當(dāng)前產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)所屬的父節(jié)點(diǎn)，下標(biāo)中的（i)表示產(chǎn)品的層次，層次越低1值越大， i G [0, 9]，j!、j2 e [0, + 00 )，i、j2 均為整數(shù)。根節(jié)點(diǎn)為 J_。
[0042] 舉例如下：
[0043] 例1構(gòu)建某產(chǎn)品的樹狀結(jié)構(gòu)模型。
[0044]構(gòu)建產(chǎn)品的樹狀結(jié)構(gòu)模型采取自上而下的方法進(jìn)行，根節(jié)點(diǎn)為J(Q)Q，第一層產(chǎn)品 節(jié)點(diǎn)為(/(Dk/woh第二層產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)為CI(_2J(1>/1):，第三層產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)為(緣 2)?以此 類推，1、j2、j3 = 1，2,…，η。構(gòu)建其樹狀結(jié)構(gòu)模型如圖2所示。
[0045]步驟二：定義故障信息及其影響傳遞關(guān)系，并以圖形化的形式顯示故障影響傳遞 關(guān)系。
[0046]包括定義各產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)的故障模式、故障模式嚴(yán)酷度、故障模式危害度，以及產(chǎn)品不 同節(jié)點(diǎn)間的故障影響傳遞關(guān)系，并以圖形化的形式顯示產(chǎn)品的故障信息，形成不同產(chǎn)品節(jié) 點(diǎn)間的故障影響傳遞關(guān)系圖。
[0047] α)定義各產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)的故障信息，包括定義各產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)的故障模式、故障模式嚴(yán) 酷度和故障模式危害度。產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)(/&)扒,而-玢 2)包含κ個(gè)故障模式，其中第k(ke [0，κ]) 個(gè)故障模式以％表示，下標(biāo)中的[(i)jj表示故障模式所屬的產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)，i G [0,9]，
[0' + 00)，1、1均為整數(shù)。故障模式巧__的嚴(yán)酷度為^，危害度為"，％￡[1，4]， 為整數(shù)，Yke [0，+ c0)。每個(gè)故障模式的具體顯示內(nèi)容為"模式(％，以"。產(chǎn)品節(jié) 3故障舖以矩雜麵，矩雜共K+1行，第-賴示產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)舖，顯示內(nèi)容為"產(chǎn) 品節(jié)點(diǎn)(/ (0),，知-堪）（t γ)"，其中α為產(chǎn)品嚴(yán)酷度，γ為產(chǎn)品危害度，α =_{α上 Y ;后K行顯示該產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)下所有的故障模式信息，每行的故障模式具體顯示"的 內(nèi)各為模式％5Ail( a k，Yk)";每個(gè)故障模式所在的矩形框左右兩側(cè)各有-個(gè)輸入端口 和一個(gè)輸出端口。
[0048] 舉例如下：
[0049]例2以酵化的形式顯示某產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)貨如,知-他）的故障信息。 _〇] _3所示，產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)(/咖，知_1Vz)下有故障模式 ％_，％_...，各故障模 式的嚴(yán)酷度分勸αι，a2, ...，輔式危害度分勸Υι，Y2,."。每個(gè)麟模式 酷度和故'式危害度麻細(xì)應(yīng)麟模式后的（）內(nèi)。產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)后的（）細(xì) Τ點(diǎn)的嚴(yán)酷度a和產(chǎn)品危害度γ，〇 =·χ{αι，％，…}，γ =乙（yi，，…）。 _]目3中左側(cè)輸入端口表示導(dǎo)致產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)認(rèn)收泰議】的各故障模式▲生的其它故 障，右側(cè)輸出端口表示產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)，細(xì)如》的各故障模式發(fā)生對其它產(chǎn)品麟的影響。
[0052] (2)定義故卩早影響傳遞關(guān)系，形成故障影響傳遞關(guān)系圖。如果一個(gè)產(chǎn)品的故障影響 并導(dǎo)致另一產(chǎn)品故障的發(fā)生，稱這個(gè)產(chǎn)品故障與另一產(chǎn)品故障之間有影響傳遞關(guān)系 障影響傳遞關(guān)系圖中以箭頭表示。
[00531在產(chǎn)品的故障影響傳遞關(guān)系圖中，左側(cè)顯示產(chǎn)品的樹狀構(gòu)型，對應(yīng)產(chǎn)品樹中的 一個(gè)產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)，右側(cè)按照產(chǎn)品層次顯示與選中產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)存在故障影響傳遞關(guān)系的產(chǎn)品節(jié) 點(diǎn)及其故障模式信息。如果產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)，而_你 2)的故障模式巧捵影響到產(chǎn)品節(jié)點(diǎn) %如爲(wèi)'韻2)酌故障模式％)瞞（其中1，￡[0,9]，？ 1、？24￡[0，+ 00)，1，、卩1、心^ 均為整數(shù)），那么從故障模式每後/·的輸出端口到故障模式的輸入端口存在一條帶 箭頭=指向故障模式鱗的雜掉輸入端口的連線。不同產(chǎn)品層次用一條橫線隔開，產(chǎn)品層次由 低到高自下而上顯示。故障影響傳遞關(guān)系圖示例如圖4所示。
[0054]步驟三：分析評價(jià)故障間的影響傳遞關(guān)系。
[0055]對于復(fù)雜廣品，耦合故障可能會(huì)非常多，實(shí)際工程中不可能逐個(gè)消減耦合故障，而 應(yīng)該在眾多耦合故障集合中確定共同的故障予以關(guān)注，將其消除或?qū)⑵浒l(fā)生概率和影響嚴(yán) 重程度降低到可接受范圍內(nèi)，從而保證產(chǎn)品的可靠性要求。故障發(fā)生后，將通過故障g的影 響傳遞關(guān)系作用傳遞到其他故障。如果受到影響而導(dǎo)致故障發(fā)生的故障模式越多，說明弓^ 發(fā)故障的故障模式越關(guān)鍵?；谶@些認(rèn)識，可以分析評價(jià)故障間的影響傳遞關(guān)系，找出關(guān)鍵 的產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)和故障模式予以關(guān)注。
[0056]⑴評價(jià)圖形設(shè)計(jì)。對故障模式間的傳遞關(guān)系做無向化處理，將故障影響傳遞關(guān)系 網(wǎng)簡化為故障模式間的無向網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)故障模式至少有一條代表傳遞關(guān)系的邊（無傳遞^ 系的故障模式及產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)不顯示在故障影響傳遞關(guān)系網(wǎng)中）。記無向網(wǎng)絡(luò)中故障模式的邊 的數(shù)目為節(jié)點(diǎn)的"度"，度越小的故障模式對其他故障模式的影響越小，度越大的故障模式 耦合故障越集中。逐步剝離度小的故障模式，留下度大的故障模式。最終找到需要的關(guān)鍵 故障模式，即為產(chǎn)品設(shè)計(jì)改進(jìn)的關(guān)鍵重要環(huán)節(jié)。 、
[0057] 舉例如下：
[0058] 例3解析故障影響傳遞關(guān)系網(wǎng)，找出其中的關(guān)鍵故障模式。
[0059]如圖5所示，首先將傳遞關(guān)系簡化為產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)間的無向網(wǎng)絡(luò)。無傳遞關(guān)系的故障 模式不顯示在故障影響傳遞關(guān)系網(wǎng)中，故無向網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的度最小為1。剝離度為的故障 模式，留下的故障模式度至少為2。以此類推，進(jìn)一步可以得到度為k的故障模式。k越大， 說明留下的故障模式越關(guān)鍵，即為產(chǎn)品設(shè)計(jì)改進(jìn)的關(guān)鍵重要環(huán)節(jié)。
[0060] (2)數(shù)學(xué)評價(jià)模型。如果一個(gè)故障模式通過影響傳遞關(guān)系不斷向上傳遞，則會(huì)在 可視化圖形中形成一條故障影響傳遞鏈，記為N。每條故障鏈中的故障模式數(shù)記為丨N | , I N | e [0, + 00 ) 0
[0061] 對每個(gè)形成故障影響傳遞鏈的故障模式，定義其影響度
[0062] I = aX β X I Ν I XL t〇〇63] 其中，a為該故障模式的嚴(yán)酷度等級等價(jià)值，嚴(yán)酷度等級越高值越大。嚴(yán)酷度等級 為I級的等價(jià)值為4, II級的等價(jià)值為3,III級的等價(jià)值為2, IV級的等價(jià)值為1。β 2該故 障模式的發(fā)生概率，β ￡ (0，1)。L為該故障所在的故障鏈影響的最高層次，層次越高L值 越大。裝備級L值為10,系統(tǒng)為9,分系統(tǒng)為8,以此類推。
[0064]分析故障模式的影響度，找出關(guān)鍵故障模式。當(dāng)I值越大，表明故障模式的影響度 越大，應(yīng)該在設(shè)計(jì)中盡早解決。
【權(quán)利要求】
1. 一種復(fù)雜產(chǎn)品故障影響傳遞關(guān)系模型及其分析與評價(jià)方法，其特征在于：它包含以 下步驟： 步驟一：廣品構(gòu)型視圖構(gòu)建； 包括定義和劃分產(chǎn)品的數(shù)據(jù)層次，構(gòu)建產(chǎn)品的構(gòu)型視圖，形成產(chǎn)品的樹狀結(jié)構(gòu)模型，顯 示產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)間的從屬關(guān)系； (1) 定義和劃分產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)層次，包括裝備、系統(tǒng)、分系統(tǒng)、裝置、機(jī)組、單元體、組 件、部件、元器件，裝備為第1層，系統(tǒng)為第2層，以此類推，元器件為第9層，在后續(xù)故障影 響傳遞關(guān)系圖中將會(huì)從元器件級到裝備級由低到高依次顯示各層次； (2) 構(gòu)建產(chǎn)品的構(gòu)型視圖，形成產(chǎn)品的樹狀結(jié)構(gòu)模型，顯示產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)間的從屬關(guān)系；第 i層的第jl個(gè)產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)以:表示，其中表示當(dāng)前產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)，i)j:表示當(dāng) 前產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)所屬的父節(jié)點(diǎn)，下標(biāo)中的（i)表示產(chǎn)品的層次，層次越低i值越大，ie[〇,9]， 1、j2G[〇, + 〇〇 )，i、1、j2 均為整數(shù)，根節(jié)點(diǎn)為j(〇)〇; 步驟二：定義故障信息及其影響傳遞關(guān)系，并以圖形化的形式顯示故障影響傳遞關(guān) 系； 包括定義各產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)的故障模式、故障模式嚴(yán)酷度、故障模式危害度，以及產(chǎn)品不同節(jié) 點(diǎn)間的故障影響傳遞關(guān)系，并以圖形化的形式顯示產(chǎn)品的故障信息，形成不同產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)間 的故障影響傳遞關(guān)系圖； (1) 定義各產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)的故障信息，包括定義各產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)的故障模式、故障模式嚴(yán)酷度 和故障模式危害度；產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)包含K個(gè)故障模式，其中第k(kG[〇，K])個(gè) 故障模式以表示，下標(biāo)中的[(i)jj表示故障模式所屬的產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)，ie[0,9]，J1G[0，+ 〇〇)，Ijl均為整數(shù)；故障模式Sk^^的嚴(yán)酷度為ak，危害度為Yk，a,G[1，4]， 為整數(shù)，YkE[〇，+ ->);每個(gè)故障模式的具體顯示內(nèi)容為"模式Stwijfc (ak，Yk)"，產(chǎn)品節(jié) 點(diǎn)的故障信息以矩形框表示，矩形框共K+1行，第一行顯示產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)信息，顯示內(nèi)容為"產(chǎn) 品節(jié)點(diǎn)C/t￡+hv/(i-i)4) (a，Y)"，其中a為產(chǎn)品嚴(yán)酷度，Y為產(chǎn)品危害度，a=max{ak}， Y=E(Yk);后K行顯示該產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)下所有的故障模式信息，每行的故障模式具體顯示的 內(nèi)容為"模式Uk，Yk) ";每個(gè)故障模式所在的矩形框左右兩側(cè)各有一個(gè)輸入端口和 一個(gè)輸出端口； (2) 定義故障影響傳遞關(guān)系，形成故障影響傳遞關(guān)系圖；如果一個(gè)產(chǎn)品的故障影響并 導(dǎo)致另一產(chǎn)品故障的發(fā)生，稱這個(gè)產(chǎn)品故障與另一產(chǎn)品故障之間有影響傳遞關(guān)系，在故障 影響傳遞關(guān)系圖中以箭頭表不； 在產(chǎn)品的故障影響傳遞關(guān)系圖中，左側(cè)顯示產(chǎn)品的樹狀構(gòu)型，選中其中任何一個(gè)產(chǎn)品 節(jié)點(diǎn)，能將節(jié)點(diǎn)拖動(dòng)到畫布中，節(jié)點(diǎn)將以上一步中定義的矩形框的形式出現(xiàn)在故障影響傳 遞關(guān)系圖中；如果一個(gè)產(chǎn)品的故障模式影響并導(dǎo)致另一產(chǎn)品故障的發(fā)生，從產(chǎn)品樹中將兩 個(gè)產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)都拖動(dòng)到畫布中，兩個(gè)產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)及其故障模式的矩形框都被添加到故障影響傳 遞關(guān)系圖中，從第一個(gè)故障模式的輸出端口繪制一個(gè)箭頭指向被影響的故障模式的輸入端 口，即形成產(chǎn)品不同節(jié)點(diǎn)間的故障影響傳遞關(guān)系； 在產(chǎn)品的故障影響傳遞關(guān)系圖中，添加多個(gè)產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)及其故障模式，繪制多條代表故 障影響傳遞關(guān)系的箭頭，故障模式能在同層節(jié)點(diǎn)間傳遞，也能往高一層次傳遞、跨層次向高 層次傳遞，直至產(chǎn)品的根節(jié)點(diǎn)為止，形成故障影響傳遞關(guān)系網(wǎng)；圖中各層次之間以直線隔 開，跨層次傳遞時(shí)無故障模式的層次顯示空白； 步驟三：分析評價(jià)故障間的傳遞關(guān)系； 對于復(fù)雜產(chǎn)品，耦合故障可能會(huì)非常多，實(shí)際工程中不可能逐個(gè)消減耦合故障，而應(yīng)該 在眾多耦合故障集合中確定共同的故障予以關(guān)注，將其消除或?qū)⑵浒l(fā)生概率和影響嚴(yán)重程 度降低到可接受范圍內(nèi)，從而保證產(chǎn)品的可靠性要求；故障發(fā)生后，將通過故障間的影響傳 遞關(guān)系作用傳遞到其他故障，如果受到影響而導(dǎo)致故障發(fā)生的故障模式越多，說明引發(fā)故 障的故障模式越關(guān)鍵，基于這些認(rèn)識，分析評價(jià)故障間的影響傳遞關(guān)系，找出關(guān)鍵的產(chǎn)品節(jié) 點(diǎn)和故障模式予以關(guān)注； (1) 評價(jià)圖形設(shè)計(jì)；對故障模式間的傳遞關(guān)系做無向化處理，將故障影響傳遞關(guān)系網(wǎng) 簡化為故障模式間的無向網(wǎng)絡(luò)；每個(gè)故障模式至少有一條代表傳遞關(guān)系的邊，無傳遞關(guān)系 的故障模式及產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)不顯示在故障影響傳遞關(guān)系網(wǎng)中；記無向網(wǎng)絡(luò)中故障模式的邊的數(shù) 目為節(jié)點(diǎn)的"度"，度越小的故障模式對其他故障模式的影響越小，度越大的故障模式耦合 故障越集中；逐步剝離度小的故障模式，留下度大的故障模式，最終找到需要的關(guān)鍵故障模 式，即為產(chǎn)品設(shè)計(jì)改進(jìn)的關(guān)鍵重要環(huán)節(jié)； (2) 數(shù)學(xué)評價(jià)模型；如果一個(gè)故障模式通過影響傳遞關(guān)系不斷向上傳遞，則會(huì)在可 視化圖形中形成一條故障影響傳遞鏈，記為N;每條故障鏈中的故障模式數(shù)記為IN丨， INIG[〇, + 〇〇 ); 對每個(gè)形成故障影響傳遞鏈的故障模式，定義其影響度 I = aX 3 X I N I XL 其中，a為該故障模式的嚴(yán)酷度等級等價(jià)值，嚴(yán)酷度等級越高值越大；嚴(yán)酷度等級為I級的等價(jià)值為4,II級的等價(jià)值為3,III級的等價(jià)值為2,IV級的等價(jià)值為I;P為該故障模 式的發(fā)生概率e(〇，1) ;L為該故障所在的故障鏈影響的最高層次，層次越高L值越大； 裝備級L值為10,系統(tǒng)為9,分系統(tǒng)為8,以此類推； 分析故障模式的影響度，找出關(guān)鍵故障模式，當(dāng)I值越大，表明故障模式的影響度越 大，應(yīng)該在設(shè)計(jì)中盡早解決。
【文檔編號】G06F17/50GK104268338SQ201410503796
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】崔京京, 任羿, 楊德真 申請人:北京航空航天大學(xué)