一种基于FTF的复杂产品质量损失网络分析方法技术

本发明专利技术公布了一种基于FTF的复杂产品质量损失网络分析方法，包括如下步骤：借助正向FMECA-FTA方法，利用产品FMECA结果中的严酷度级别，从中选择一个或几个严酷度等级所对应的故障模式作为故障树的顶事件，建立起系统的故障树图，然后可利用FEMCA中的危害性分析结果所得到的底事件故障率数据以及故障损失数据进行定性定量分析：利用以上建立的故障分布图，对不同的网络结构进行分析；利用最小割集原理，画出含有虚拟顶事件的相当故障树，基于故障模式视角进行损失测算；构造FTA与GERT的转换规则，将该多FTA网络转换成GERT网络，以进行网络损失的稳态分析、重要性与敏感性分析，得到损失网络的关键节点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公布了一种基于FTF的复杂产品质量损失网络分析方法，包括如下步骤：借助正向FMECA-FTA方法，利用产品FMECA结果中的严酷度级别，从中选择一个或几个严酷度等级所对应的故障模式作为故障树的顶事件，建立起系统的故障树图，然后可利用FEMCA中的危害性分析结果所得到的底事件故障率数据以及故障损失数据进行定性定量分析：利用以上建立的故障分布图，对不同的网络结构进行分析；利用最小割集原理，画出含有虚拟顶事件的相当故障树，基于故障模式视角进行损失测算；构造FTA与GERT的转换规则，将该多FTA网络转换成GERT网络，以进行网络损失的稳态分析、重要性与敏感性分析，得到损失网络的关键节点。【专利说明】—种基于FTF的复杂产品质量损失网络分析方法
本专利技术涉及一种基于FTF的复杂产品质量损失网络分析方法。
技术介绍
FMECA 是英文 Failure Modes, Effect and Criticality Analysis 的缩写，由故障模式及影响分析(FMEA)和危害性分析(CA)两部分组成。FMECA是分析目标系统中每一个可能的故障模式以及其对该系统及上层系统所产生的影响，并根据每个故障模式所产生的影响的严重程度、发生的概率及故障危害程度进行分类的一种分析方法，是工程应用中最常用的可靠性分析方法之一。其基本原理是:根据技术质量文件、历史资料和顾客的要求，分析系统的结构、维护和使用环境，鉴别失效模式，分析引起失效的原因，并利用一定的统计方法，估算失效发生时后果的严重度(S，Severity)、发生度(0，Occurrence)和探测度(D, Detect1n)等因素，继而计算风险优先数(RPN, Risk Pr1rity Number),根据RPN值的大小对故障模式进行排序，并采取相应的措施，降低RPN值，提高系统可靠性。FMECA的目的是通过系统分析，确定元器件、零部件、设备、软件在设计和制造过程中所有可能发生的故障模式，以及每一故障模式的原因及影响，以便找出潜在的薄弱环节，并提出可能采取的预防改进措施，以提高产品质量和可靠性。具体而言包括:FMEA属于定性分析，CA是在FMEA的基础上进行扩展和深化，必须依据一定的数据，使分析量化，属于定量分析。在条件允许的情况下，应尽可能进行FMECA，从而使分析工作深入、准确。 FTA是Fault Tree Analysis的缩写，其定义是“通过对可能造成产品故障的硬件、软件、环境、人为因素等进行分析，画出故障树，从而确定产品故障原因的各种可能组合方式和(或)其发生概率的一种分析技术。其目的是运用演绎法逐级分析，寻找导致某种故障事件(顶事件)的各种可能原因，直到最基本的原因，并通过逻辑关系的分析确定潜在的硬件、软件的设计缺陷，一边采取改进措施。 FTA辅助FMECA综合分析由两种基本方法:一种是先进行FMECA再进行FTA的分析方法，称为正向FTF方法；另一种是先进行FTA，再进行FMECA的逆向FTF方法。 然而，上世纪60年代，田口玄一博士提出质量损失的概念，用产品最终给社会带来的损失来定义产品的质量。田口博士设计了质量损失函数，使用此函数来描述产品偏离额定标准值所带来的损失大小，受损失的主要是顾客及相关人员。从故障的角度出发，本文中的质量损失特指由于故障所导致的质量损失。复杂产品(Complex product)是指一类产品结构复杂、价格昂贵、工程技术含量高、零部件集成度高的大型产品或系统，例如飞机、大型船舶、卫星、运载火箭等，其科技含量高而且产品附加值大，是一个国家或地区核心竞争力的具体体现。因此，复杂产品的质量问题都会使国家形象或自身价值大打折扣。然而，目前的研究大多集中在故障诊断以及可靠性的分析与评估上，对其质量损失的分析还没有科学合理的解决方案。FMECA和FTA作为故障分析的有效方法，主要用于复杂产品的设计和研制阶段。FMECA是通过对复杂产品各组成单元潜在故障模式及其功能的影响进行分析，并把每个潜在故障模式按其严酷程度进行分类，以提高复杂产品的可靠性，同时对故障模式的危害性进行分析。FTA旨在复杂产品设计过程中，通过对故障的各种因素(包括硬件、软件、环境、人为因素等)进行分析，画出逻辑图，从而确定复杂产品故障原因的各种可能组合方式及其发生概率，以计算复杂产品故障概率，采取相应措施，提高复杂产品可靠性。 复杂产品系统结构复杂、零部件众多、制造工艺复杂、成套性强，其技术性能、可靠性和自动化水平等都是多种高新技术集合和优化的结果，某些部分故障都会产生严重的后果，造成巨大的损失。目前，大家对故障损失的概念都仅停留在整体宏观上的损失，即某一故障通过统计数据获得的对系统所造成的损失，但是对于故障损失是如何分配的这一问题目前并没有科学合理的解决方案，然而，从故障损失的角度研究元器件对系统的影响对于复杂产品研制管理是具有重大指导意义的。目前的研究主要存在以下几个方面的问题: I)、FMECA在故障分析时，主要针对单故障进行分析，且在反映环境条件对复杂产品可靠性的影响方面具有局限。 2)、传统的FMECA危害分析是对每一故障模式的严重程度及该故障模式发生的概率所产生的综合影响进行分析，划分等级，并没有定量分析故障损失如何分配. 3)、迄今为止，尚未有学者对故障质量损失网络进行研究。
技术实现思路
本专利技术目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种基于FTF的复杂产品质量损失网络分析方法。 本专利技术为实现上述目的，采用如下技术方案:一种基于FTF的复杂产品质量损失网络分析方法，包括如下步骤: I)、借助正向FMECA-FTA方法，利用产品FMECA结果中的严酷度级别，从中选择一个或几个严酷度等级所对应的故障模式作为故障树的顶事件，建立起系统的故障树分布图，然后利用FEMCA中的危害性分析结果所得到的底事件故障率数据以及故障损失数据进行定性定量分析； 2)、利用以上建立的故障树分布图，对不同的网络结构进行分析； 3)、利用最小割集原理，画出含有虚拟顶事件的相当故障树，基于故障模式视角进行损失测算； 4)、构造FTA与GERT的转换规则，将该多FTA网络转换成GERT网络，以进行网络损失的稳态分析、重要性与敏感性分析，得到损失网络的关键节点。 本专利技术的有益效果:从质量损失的角度，直观明了的反应出元器件对系统的影响以及系统各部分之间的质量损失关系，对于复杂产品研制管理具有重大指导意义。 【专利附图】【附图说明】 图1本专利技术的分析原理图。 【具体实施方式】 图1所示，涉及本专利技术的一种基于FTF的复杂产品质量损失网络分析方法，包括如下步骤: I)、借助正向FMECA-FTA方法，利用产品FMECA结果中的严酷度级别，从中选择一个或几个严酷度等级所对应的故障模式作为故障树的顶事件，建立起系统的故障树分布图，然后利用FEMCA中的危害性分析结果所得到的底事件故障率数据以及故障损失数据进行定性定量分析； 2)、利用以上建立的故障树分布图，对不同的网络结构进行分析； 3)、利用最小割集原理，画出含有虚拟顶事件的相当故障树，基于故障模式视角进行损失测算； 4)、构造FTA与GERT的转换规则，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FTF的复杂产品质量损失网络分析方法，其特征在于，包括如下步骤：1)、借助正向FMECA‑FTA方法，利用产品FMECA结果中的严酷度级别，从中选择一个或几个严酷度等级所对应的故障模式作为故障树的顶事件，建立起系统的故障树分布图，然后利用FEMCA中的危害性分析结果所得到的底事件故障率数据以及故障损失数据进行定性定量分析；2)、利用以上建立的故障树分布图，对不同的网络结构进行分析；3)、利用最小割集原理，画出含有虚拟顶事件的相当故障树，基于故障模式视角进行损失测算；4)、构造FTA与GERT的转换规则，将该多FTA网络转换成GERT网络，以进行网络损失的稳态分析、重要性与敏感性分析，得到损失网络的关键节点。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方志耕，朱杏子，刘思峰，陶良彦，
申请(专利权)人：方志耕，
类型：发明
国别省市：江苏;32