支持故障模式及影响分析制造技术

一种用于支持故障模式及影响分析的方法，所述方法包括：将元模型存储在计算机可读存储介质中，所述元模型包括技术系统的通用零件、通用故障模式及所述通用零件与所述通用故障模式之间的关联，所述关联为每个通用零件指示所述通用零件与之相关联的一个或多个通用故障模式，其中每个通用故障模式描述通用零件可能具有的一种故障；利用处理器实例化所述通用零件和通用故障模式，以创建描述特定技术系统的零件实例和故障模式实例；并将所述零件实例和故障模式实例存储在计算机可读存储介质中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
故障模式及影响分析(也称作FMEA分析或仅FMEA)检查技术系统的功能性上的潜在故障的后果。FMEA的不同变型当前用于大多数领域中以分析安全关键系统。故障模式及影响分析是用于安全关键系统的故障分析的归纳推理(前向逻辑)单点。它以不同的变型出现以用于不同的应用，例如用于软件或过程，并且可以是定性的或定量的。所有变型具有共同之处在于它们分析元件的故障模式及其对被分析系统的影响。在[1]中，描述了用于电气/电子/可编程电子系统的领域无关的应用的通用经量化的FMEA。在没有量化的情况下，所描述的FMEA对于分析的定性变型也是通用的。如[1]中描述的FMEA的变型叫做故障模式影响及诊断分析，或者有时也叫做故障模式影响及诊断覆盖分析(FMEDA)。如[1]中描述的FME(D)A通常是在电子表格处理计算机系统的支持下使用手动维护的表来开发的。图1示出了这样的系统的示例。此处在列C1中，列举被分析的零件。例如，零件能够为部件或电子设备。在列C2中，指示被分析的零件的类型，例如电容器或电阻器。在列C3中，指示所述零件的电子类型，例如电容器为10nF/120V电容器。在列C4中，指示用于标识特定系统中的零件的标识符，例如用于电容器的如同C101的电路图id。在列C5中，文本地描述所述零件的功能。在列C6中，指示故障率λ(lambda)，例如针对电容器的10FIT(随时间的故障(failureintime)，每小时1*10^-9)。列C7包含所述零件的故障模式。例如，所述电容器具有两个到所述电路的金属连接器；它们可能要么短路要么受损且处于开路状态。列C8用于描述故障影响，其为故障模式的对应影响。例如，如果所述电容器处于开路状态，则所述故障无后果。列C9用于将如在列C6中所指示的故障率λ拆分为单独的故障模式。例如，电容器的10FIT的故障率被均等地拆分到所述电容器的两个故障模式上。列C10至C12用于将所述故障影响分类成以下类别：“安全”、“危险”和“无关(dontcare)”。列C13至C15为特定故障影响和类别计算残余故障率(λ安全(s)、λ危险(d)、λ无关(*))。例如，故障模式“短路”的故障率λ危险为5FIT，因为10FIT(列C6)*50％(列C9)*1(列C11)＝5FIT其它列相应地计算。列C16用于描述能够检测或减轻危险故障影响的可能诊断措施。例如，将通过脉冲的测试信号来检测与电容器的故障模式“短路”相对应的故障影响。列C17指示该措施的有效性。例如，将检测电容器的开路故障模式的危险故障影响的脉冲信号仅能检测到或减轻那个故障影响的发生中90％的分数。列C18用于计算将未检测到危险故障影响的残余故障率(λ未检测到危险，λdu)。列C19用于针对通过诊断措施检测到危险故障影响的情况而计算故障率(λ检测到危险，λdd)。图1的手动维护的表，尤其是如果在电子表格应用中实现的话，能够包含某种自动化，例如，计算针对不同故障率或百分比完备性的值。因现代安全关键系统倾向于有增加的复杂性，所以自动化与工具支持在研究及工业方面具有很长的历史。尽管能够在手动维护的表中通过使用FMEA来分析紧致型嵌入式系统，但是更为复杂的系统容易导致不可管理的长表——尤其是当涉及较大的开发团队时。
技术实现思路
本专利技术的范围仅由所附的权利要求限定，且不在任何程度上受本概述内陈述的影响。本实施例可以规避相关技术中的一个或多个缺陷或限制。例如，本实施例可以为可重用的FMEA分析提供元模型作为框架，从而避免了故障影响的不一致性和/或故障模式的不一致性。故障模式的不一致性可能起因于这一事实：在系统中、例如在其中使用小量电子设备构建非常大的电路的电子电路中，一个零件被使用多次。在电子电路中，这些零件一再被使用。零件的每个实现应该导致FMEA中相同的故障模式。通过提供具有通用零件及故障模式的元模型，所述通用零件及故障模式被实例化以创建零件实例及故障模式实例，能够大大避免表中易于出错的手动数据录入及结果产生的不一致性。结果，甚至在分析较大的技术系统时，可以确保故障模式的一致性。用于支持故障模式及影响分析的方法的一个实施例包括将元模型存储在计算机可读存储介质中，所述元模型包括技术系统的通用零件、通用故障模式及所述通用零件与所述通用故障模式之间的关联，所述关联为每个通用零件指示所述通用零件与之相关联的一个或多个通用故障模式，其中每个通用故障模式描述通用零件可能具有的一种故障。所述方法包括用处理器实例化所述通用零件及通用故障模式，以创建描述特定技术系统的零件实例及故障模式实例。所述方法还包括将所述零件实例及故障模式实例存储在计算机可读存储介质中。在一个实施例中，用于支持故障模式及影响分析的系统包括存储元模型的数字数据存储介质，所述元模型包括技术系统的通用零件、通用故障模式以及所述通用零件与通用故障模式之间的关联，所述关联为每个通用零件指示所述通用零件与之相关联的一个或多个通用故障模式，其中每个通用故障模式描述通用零件可能具有的一种故障。所述系统还包括微处理器，所述微处理器被编程(例如被配置)为实例化所述通用零件和通用故障模式，以创建描述特定技术系统的零件实例和故障模式实例。所述微处理器被编程为将所述零件实例及故障模式实例存储在计算机可读存储介质中。在一个实施例中，元模型被存储在非暂时性计算机可读存储介质中，所述元模型包括技术系统的通用零件、通用故障模式及所述通用零件与所述通用故障模式之间的关联，所述关联为每个通用零件指示所述通用零件与之相关联的一个或多个通用故障模式，其中每个通用故障模式描述通用零件可能具有的一种故障。此外，计算机程序被存储在所述非暂时性计算机可读存储介质中，并具有用于在由一个或多个处理器(例如微处理器)执行时支持故障模式及影响分析的指令。所述指令包括实例化所述通用零件及通用故障模式，以创建描述特定技术系统的零件实例及故障模式实例。所述指令包括将所述零件实例及故障模式实例存储在计算机可读存储介质中。根据所述方法的实施例，实例化被实现为将所述零件实例及故障模式实例构造为来自表示所述通用零件及通用故障模式的类的对象，或将所述零件实例及故障模式实例创建为来自描述所述通用零件及通用故障模式的数据库内容的数据库条目。这允许使用很好地建立的面向对象的编程和/或数据库编程。在所述系统的对应的实施例中，所述处理器此外被配置成执行这些步骤。根据所述方法的另一实施例，所述方法包括：基于所述元模型中存储的通用故障模式与通用零件之间的关联而将每个故障模式实例与零件实例相关联，其中大多数零件实例与多于一个故障模式实例相关联；为每个零件实例量化故障行为；并在每个故障模式实例中存储百分比，所述百分比指示与所述故障模式实例相关联的零件实例的经量化的故障行为中有多少对应于所述故障模式实例。此实施例为FMEA提供有价值的基础。在所述系统的对应实施例中，所述处理器此外被配置为执行这些步骤。根据所述方法的另外的实施例，所述方法包括向所述元模型添加新的通用故障模式和所述新的通用故障模式与对应的通用零件的关联，并用所述处理器自动实例化所述新的通用故障模式，以创建新的故障模式实例以及与先前已经根据对应的通用零件而实例化的所有零件实例的关联。在所述系统的对应实施例中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于支持故障模式及影响分析的方法，所述方法包括：在计算机可读存储介质中存储元模型，所述元模型包括技术系统的通用零件、通用故障模式及所述通用零件与所述通用故障模式之间的关联，所述关联为每个通用零件指示所述通用零件与之相关联的一个或多个通用故障模式，其中每个通用故障模式描述通用零件可能具有的一种故障，利用处理器实例化所述通用零件及通用故障模式，以创建描述特定技术系统的零件实例和故障模式实例，以及将所述零件实例和故障模式实例存储在计算机可读存储介质中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.20 EP 14160897.61.一种用于支持故障模式及影响分析的方法，所述方法包括：在计算机可读存储介质中存储元模型，所述元模型包括技术系统的通用零件、通用故障模式及所述通用零件与所述通用故障模式之间的关联，所述关联为每个通用零件指示所述通用零件与之相关联的一个或多个通用故障模式，其中每个通用故障模式描述通用零件可能具有的一种故障，利用处理器实例化所述通用零件及通用故障模式，以创建描述特定技术系统的零件实例和故障模式实例，以及将所述零件实例和故障模式实例存储在计算机可读存储介质中。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述实例化被实现为将所述零件实例和故障模式实例构造为来自表示所述通用零件及通用故障模式的类的对象，或将所述零件实例和故障模式实例创建为来自描述所述通用零件及通用故障模式的数据库内容的数据库条目。3.根据权利要求1所述的方法，此外包括基于所述元模型中存储的所述通用故障模式和通用零件之间的关联，将每个故障模式实例与零件实例相关联，其中大多数零件实例与多于一个故障模式实例相关联，为每个零件实例量化故障行为，以及在每个故障模式实例中存储百分比，所述百分比指示与所述故障模式实例相关联的零件实例的经量化的故障行为中有多少对应于所述故障模式实例。4.根据权利要求1所述的方法，此外包括向所述元模型添加新的通用故障模式和所述新的通用故障模式与对应通用零件的关联，以及利用所述处理器自动实例化所述新的通用故障模式，以创建新的故障模式实例以及与先前已经根据对应的通用零件所实例化的所有零件实例的关联。5.根据权利要求1所述的方法，此外包括创建影响元素，并将每个影响元素与一个或多个故障模式实例相关联，以及将与所述相关联的故障模式实例对所述特定技术系统的影响相关的信息存储在每个影响元素中。6.根据权利要求5所述的方法，此外包括在每个影响元素中存储所述影响元素的安全分类。7.根据权利要求5所述的方法，此外包括存记所述特定技术系统的操作期间的事件，基于所述存记的事件而存储所记录的影响，将每个所记录的影响与影响元素相关联，以及基于所记录的影响的频率，监控与所述影响元素相关联的零件实例和/或故障模式实例的实际故障率。8.根据权利要求7所述的方法，此外包括追踪对于对应的影响元素、故障模式实例及零件实例的所记录的影响，以及标识超过假定的故障率且可能被修复或替换以便使所述特定技术系统保持在期望的故障率限制中的零件实例。9.根据权利要求1所述的方法，此外包括将对应于诊断措施的措施元素包括在所述元模型中，其中每个诊断措施能够检测故障模式实例的发生并防止由相应故障模式实例引起的故障影响，将每个措施元素与对应的诊断措施能够检测到其发生的那些故障模式实例相关联，以及在每个措施元素中存储有效性，所述有效性描述了对应的诊断措施将能够检测到相关联的故障模式实例的概率。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述通用零件是电动车辆和/或工业设备的通用零件，以及所述特定技术系统是特定的电动车辆、特定的工业设备、电动车辆的特定子系统或工业设备的特定子系统。11.一种用于支持故障模式及影响分析的系统，所述系统包括：被配置为存储元模型的数字数据存储介质，所述元模型包括技术系统的通用零件、通用故障模式和所述通用零件与所述通用故障模式之间的关联，所述关联为每个通用零件指示所述通用零件与之相关联的一个或多个通用故障模式，其中每个通用故障模式...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·赫菲希，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE