[发明专利]一种基于数据传递的航空发电系统定量危害性分析方法

摘要

本发明提供了一种基于数据传递的航空发电系统定量危害性分析方法，属于可靠性工程技术领域。本方法包括：划分航空发电系统的约定层次；对最低约定层次上的电子元器件或机械零部件进行FMECA分析；对功能单元级约定层次上的各功能单元进行FMECA分析；自下向上对功能单元级以上约定层次上的部件进行FMECA分析；自上向下分析获得全部约定层次上各部件的最终影响、严酷度等级以及故障影响概率；计算模式危害度和产品危害度；绘制危害性矩阵图。本发明通过获取定量数据，来进行准确的定量CA分析，给出了倒V型的FMECA分析流程，分析结果更具有准确性。

主权项

一种基于数据传递的航空发电系统定量危害性分析方法，其特征在于，实现步骤如下：步骤1：划分航空发电系统的约定层次；根据航空发电系统的结构，将航空发电系统自上而下进行约定层次划分；其中独立的功能单元为一个约定层次；最低约定层次为电子元器件或不可拆分的机械零部件；步骤2：对最低约定层次上的每个电子元器件或机械零部件进行故障模式影响及危害性分析FMECA，获取故障模式、故障影响和定量数据；定量数据包括故障模式的频数比和故障率；对于电子元器件，从电子设备可靠性预计手册GJB299C‑2006中查找获得故障模式和故障模式频数比，采用应力分析法获得故障率；对于机械零部件，根据外场统计数据或相似产品数据获取故障模式和故障模式频数比，利用主因素分析法和概率可靠性设计方法获得故障率；主因素分析法是指确定导致机械零部件主要故障模式发生的核心部位，用核心部位的故障率代替机械零部件的故障率；概率可靠性设计方法是指：依据分析对象的工作状态确定分析对象的可靠寿命，再确定分析对象的寿命分布，根据寿命分布确定分析对象的失效率；针对每一个故障模式分析其对同层及上层功能单元的故障影响；步骤3：对功能单元级约定层次上的每个功能单元进行FMECA，获取故障模式、故障原因、故障影响和定量数据；根据最低约定层次上的各电子元器件的FMECA结果，归纳获得功能单元的故障模式；将导致功能单元某一故障模式的全部最低约定层次的故障模式作为功能单元该故障模式的故障原因，获得每个故障模式的全部故障原因；针对每一个故障模式，分析其对同层及上层产品的故障影响；设某个功能单元由n个电子元器件或机械零部件组成，λ_pi为第i个电子元器件或机械零部件的故障率，则该功能单元的故障率λ_p为：该功能单元的某一故障模式k的频数比获取方法是：首先，确定最低约定层次上第i个电子元器件或机械零部件的第j个故障模式的故障率λ_mij为：λ_mij＝λ_pi·α_ij，α_ij为第i个电子元器件或机械零部件的第j个故障模式的频数比；其次，确定故障模式k的全部故障原因的故障率之和，作为故障模式k的递推故障率λ′_mk；然后，获得故障模式k的递推频数比最后，进行故障模式频数比的归一化处理，得到实际故障模式k的频数比其中l表示该功能单元的故障模式个数；步骤4：自下向上对功能单元级以上约定层次上的部件进行FMECA，获得各部件的故障模式、故障原因、故障影响和定量数据；步骤5：自上向下分析获得全部约定层次的最终影响、严酷度等级以及故障影响概率数据；针对初始约定层次的下一层上的各部件，确定最终影响和严酷度等级，并给出造成该故障影响的故障影响概率；初始约定层次上为航空发电系统；根据传递关系，从初始约定层次向最低约定层次递推，获得各约定层次上的最终影响、严酷度等级和故障影响概率；获取初始约定层次以下每一约定层次的故障影响概率，具体方法为：设某一约定层次上第i个部件的第j个故障模式FM_ij发生的故障原因之一为该部件下一约定层次上第h个部件的第g个故障模式FM_hg，则获得故障影响概率的过程为：a.分析FM_hg对FM_ij的故障影响概率β’；b.获得FM_hg的故障影响概率β_hg：β_hg＝β_ij·β’；β_ij是故障模式FM_ij的故障影响概率；步骤6：计算危害度，包括模式危害度和产品危害度，具体如下：步骤6.1：确定航空发电系统及各组成部件的工作时间；步骤6.2：确定每一故障模式的危害度；设某部件工作时间为t，该部件的某个故障模式的频数比为α、故障率为λ_p、故障影响概率为β，则该故障模式的危害度C_m(h)＝α·β·λ_p·t,其中，h表示严酷度等级，C_m(h)表示该部件在工作时间t内以某一故障模式发生严酷度等级为h的故障次数；步骤6.3：确定航空发电系统的危害度；设C_r(h)表示航空发电系统在工作时间t内产生的严酷度等级为h的故障次数，设N表示航空发电系统在严酷度等级为h下的故障模式总数，则步骤7：绘制危害性矩阵图，综合分析航空发电系统或各组成部件严酷度等级和危害度或模式危害度造成的影响，比较故障模式及组成部件的危害性大小，给出危害性排序。