[发明专利]一种基于改进FMEA的生产线可靠性改进分析方法、系统

说明书

本发明公开了一种基于改进FMEA的生产线可靠性改进分析方法、系统,包括以下步骤：步骤A，对发生度O、探测度D、维修成本M和生产损失L进行等级划分，步骤B，根据生产线的结构和功能特性对其进行部件的划分，步骤C，利用通用生成函数UGF分别获得生产线的u函数、各个部件的u函数和每个部件的各个故障模式的u函数，进而生成基于UGF的生产线综合风险指数ORI，步骤D，生成基于通用生成函数UGF的RPN数学模型URPN，步骤E，以生产线综合风险指数ORI的变化最大化为目标，生成生产线可靠性纠正措施CA选择决策数学模型，对各个故障模式对应的纠正措施CA进行优先度排序。

技术领域

本发明涉及生产线可靠性分析技术领域，尤其涉及一种基于改进FMEA的生产线可靠性改进分析方法、系统。

背景技术

失效模式与影响分析(FMEA)是在产品设计阶段和过程设计阶段，对构成产品的子系统、零件，对构成过程的各个工序逐一进行分析，找出所有潜在的失效模式，并分析其可能的后果，从而预先采取必要的措施，以提高产品的质量和可靠性的一种系统化的活动。现有的FMEA分析采用计算风险顺序数(Risk Priority Number,RPN)的方式确定故障模式的优先度，并且认为RPN值较高的故障模式优先实施纠正措施(Corrective Action,CA)。但是在实际生产中各项纠正措施CA在系统可靠性增加过程中的优先程度不同，RPN值高的故障模式并不是优先维护的对象，在这其中还涉及到纠正措施CA的难易程度以及对系统风险的降低程度。生产线往往容易发生一些小故障，这些小故障导致了生产线的频繁停机，造成了较大的生产损失，从而严重影响系统性能。而在现有的FMEA分析中，这些故障模式的RPN值通常较低。

现有的FMEA法通过找出系统中各子系统或部件的故障模式，查明各故障模式对子系统或部件潜在的影响，从而提出缓解或消除这些影响的可靠性改进措施。RPN是FMEA方法中对故障模式重要程度进行排序的量化方式，其基本量化指标包括发生度(Occurrence)、严酷度(Severity)与探测度(Detection)。RPN值计算如下：

RPN＝S×O×D；其中，S表示故障模式对系统的影响程度等级，O包含故障模式的发生概率或频次等级，D指故障模式的难检度等级。通常由专业的产品设计人员对三者打分，形成三类十分制等级数，最后采用连乘的方式获得故障模式的风险顺序数RPN。

这种RPN仅对故障模式的重要程度进行了排序，并默认为具有较高RPN值的故障模式需优先执行可靠性改进措施。但故障模式对应的CA实施的难易程度不一，这导致FMEA结果难以辅助CA的决策过程。例如，虽然一些故障模式具有较高的RPN值，但其对系统的可靠性可提升的潜力较小。这种RPN会产生较多重复数，如图1所示，S、O、D的不同组合可能对应相同的RPN值。例如，可由24种不同的(S,O,D)组合产生值为60的RPN，比如(6,10,1)、(4,5,3)、(10,1,6)、(2,6,5)等。一般而言，S、O、D具有10种取值，从而存在1000种不同组合形式，但最终RPN可取值仅有120种，这大大降低了故障模式重要度的区分能力。O、S、D三者在优先度上拥有相同的权重，而这并不符合实际情况。例如，核工业设施的发生度O往往具有更高的重要性，生产线维修时间内的生产损失较为重要，从而故障模式发生的影响S具有较高重要性。传统RPN还容易忽略故障模式对应的成本信息，难以衡量故障模式发生时所带来的具体成本变化情况。在某种物理含义上，传统RPN值的直观性较差。因具有较多重复RPN值，各RPN值出现的概率并不一致，这使得RPN的平均值与中位数分别为166、105，而不是直观上的500。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于改进FMEA的生产线可靠性改进分析方法、系统,提高故障模式重要度的区分能力，实现对纠正措施CA的量化和优先度排序。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于改进FMEA的生产线可靠性改进分析方法，包括以下步骤：