一种基于QFD及二元语义的FMEA方法技术

本发明专利技术属于工程设计方法或可靠性设计方法领域，有且涉及一种基于QFD及二元语义的FMEA方法。本文针对现存的FMEA分析方法中的不足进行了改进，提出了基于质量功能展开的分析、评估方法，为风险评估提供了系统性的集成理论；同时引入依赖型二元语义加权几何平均算子，解决专家对于多属性决策中不公平评价的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种基于QFD及二元语义的FMEA方法
本专利技术属于工程设计方法或可靠性设计方法领域，有且涉及一种基于QFD及二元语义的FMEA方法。
技术介绍
QFD与FMEA是两种质量管理工具。QFD主要从质量保证角度，将需求通过矩阵逐步转换成为各个过程的实施步骤或者产品的性能、属性；FMEA主要从故障模式识别入手，分析故障原因、影响以及应对措施，可以进行预防性的分析，减少故障带来的风险。风险优先数(RPN)是最常用的评估故障模式风险的办法，RPN值由故障的风险优先因子的乘积得到，传统RPN分析方法存在三个方面的不足：第一，RPN不连续，在取值范围上覆盖面不足，个别差值之间的差异无法判断其具体含义；第二，RPN的重复性，由于存在很多重负的RPN值，但现有方法无法对其区别进行优先判断和分析；第三，RPN的灵敏度高，受单一因子影响的程度过大，导致专家系统的评价会对评估结果造成很大影响，客观性不足。
技术实现思路
本专利技术创造的目的在于，提供一种基于QFD及二元语义的FMEA方法，其在现有FMEA方法上进行了改进，结合质量功能展开、风险评估提出了一种系统性FMEA方法，能够有效避免独立因子或风险因素对FMEA结果的影响，降低多属性FMEA方法中不公平评价的可能性。为实现上述目的，本专利技术创造采用如下技术方案。一种基于QFD及二元语义的FMEA方法，包括如下步骤：步骤一、根据工程任务要求列出设计需求，通过QFD分析，构建设计需求的质量屋，得到相应的工程措施T1、T2...Tn；将质量屋进行展开，确定各工程措施的重要度；步骤二、确定工程措施的重要度ωj，然后将权重归一化得到绝对权重ω′j；归纳整理得到设计需求，转化为相应的工程措施；工程措施的各元素对设计需求的相关重要度计算公式为Ki表示第i个设计需求的重要度，rij表示第j个工程措施与第i个设计需求之间的关系，rij取不同的数来表示工程措施与设计需求之间的关系度，rij越大关系越密切，rij越小关系越弱；然后对重要度进行归一化，得到工程措施绝对权重步骤三、设定RPN因子语言评价集；确定风险优先因子评价集S＝{S1、S2...Sk...SK}；建立风险因子评价集元素Sk∈S的评价词集合S(k)是元素Sk对应的评价词总数，是对风险因子的评价词；步骤四、根据QFD展开得到的工程措施T1、T2...Tn确定对应的所有故障模式F1、F2...Fn...FN，获取各故障模式所有的风险因子评价，并将其转换为统一的粒度，绘制施工过程中FMEA风险展开表，将FMEA风险展开表转换为二元语义决策矩阵得到其中是故障模式Tn对应于风险因子Sk的评价；根据依赖权重ωi，i＝1、2...N的计算公式确定各故障模式对应风险因子的权重；定义S＝(S0、S1、S2...St)为一个语言评价集，对于任意Si∈S；使f(Si)＝(Si，0)；则f为Si→S×[-0.5，0.5]是语言术语到二元语义转换的映射；设β∈[0，r]是集结语言信息得到的实数值；Δ：[0，r]→S×[-0.5，0.5)是实数集到二元语义的映射，而Δ-1：S×[-0.5，0.5]→[0，r]是二元语义到实数值之间的映射；有Δ-1(Sk，αk)＝k+αk＝β；其中round表示四舍五入；且满足：①、若i＞j，则Si＞Sj；2)若i+j＝t，则neg(Si)＝Sj；②、对于任意两个语言术语Si、Sj∈S，λ∈[0，1]，满足：λSi＝Sλi；对于任意Si∈S，αi∈[-0.5，0.5)，不平衡语言术语算数平均值为：(Si，αi)与(Sj，αj)；两组二元语义之间的距离d((Si，αi)，(Sj，αj))＝Δ|Δ-1(Si，αi)-Δ-1(Sj，αj)|；其中σ(i)可以置换[1、2...N]中的任意值；(Sσ(i)，ασ(i))与的相似度为：按照远离平均值赋予小的权重，接近平均值赋予大的权重的原则，得到对于Sσ(i)的依赖权重ωi：其中对于任意sσ(i)＝sσ(j)，i，j∈[1，n]；则ω1＝ω2＝......＝ωn；基于上述公式提出依赖型二元语义DT-WGA算子：利用DT-WGA算子对故障模式Fn的风险优先因子进行集结：得到所有故障模式的风险优先数S1RPN、S2RPN...SnRPN...SNRPN；将评价集结为故障模式的属性决策信息；步骤五、利用工程措施绝对权重对对风险优先数值进行修正，得到修正的风险优先数S′nRPN＝ω′jΔ-1(SnRPN)，并根据修正后的风险优先数提出应对措施。其有益效果在于：本专利技术针对现存的FMEA方法中的不足进行了改进，提出了基于质量功能展开的、评估方法，为风险评估提供了系统性的集成理论；同时引入依赖型二元语义加权几何平均算子，降低专家对于多属性决策中不公平评价的影响，弱化主观因素或者异常评价对最终结果的影响，提高最终结果的客观性和有效性。通过该方法，能够在现有基础上，弱化单一属性对FMEA计算结果的影响，降低不确定性，使得基于该方法的更加科学合理，结果更符合实际情形，提高各类可靠性设计以及工程施工的稳定性和有效性，提高设计过程和实际工作的效率；附图说明图1是本专利技术基于QFD及二元语义的FMEA方法的原理示意图；图2是本专利技术基于QFD及二元语义的FMEA方法的流程示意图；图3是本专利技术具体实施过程中建立质量屋的结构原理图。具体实施方式以下结合具体步骤以及实施例对本专利技术创造作详细说明。如图1所示，基于QFD及二元语义的FMEA方法原理是：列出设计需求A1、A2…An，通过QFD将设计需求展开，得到工程措施T1、T2…Tn，专家评价设计需求和工程措施之间的关系和对工程措施之间的自相关矩阵进行确定。然后确定工程措施的绝对权重ωj。预先设定RPN各因子语言评价集。根据QFD展开得到的工程措施对应查找所有的失效模式F1、F2…Fn。专家对每一种失效模式的进行分析，获取各种故障模式的严重度、发生概率、可探测度评价，将其转化为统一的粒度。根据DT-WGA算子定义，将评价集成故障模式的属性决策信息。将工程措施绝对权重ω′j输入FMEA中对RPN值进行修正，得到修正的S′RPN，最终进行危险顺序排序，提出应对方法，进一步提高系统设计的可靠性。按照修正的RPN值进行排序，可以识别关键的故障模式，进而找出关键零部件、子系统和工艺方法。通过对零部件对应的工程措施RPN值求综合属性平均值然后进行排序，风险值较大的，可以在选材、工艺方法、检修规划和日常维修保养等方面采取办法降低风险值。基于QFD及二元语义的FMEA方法流程如图2所示。本专利技术中需要对一些不能明确定量的属性进行评价，这些非定量定性的评价词无法直接或者有效的进行定量处理。定性的评价不能直接进行计算，在集结和运算中受个人理解程度影响，会导致决策信息、计算结果偏差。为此，本专利技术引入二元语义来解决复杂属性评价和对事物认知差异对FMEA方法的影响。其基本原理是以(Si，αi)构成二元语义，其中Si表示语言评价集S中第i个评价，αi∈[-0.5，0.5)表示集结或计算语言信息和最贴近的语言评价Si之差。同时本专利技术涉及如下概念或处理方式，包括，定义有限离散集S＝(S0、S1、S2…St)为一个语言评价集，对于任意Si都属于语术集S，令f(Si)＝(Si，0)，则称f为S→S×[-0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于QFD及二元语义的FMEA方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、根据工程任务要求列出设计需求，通过QFD分析，构建设计需求的质量屋，得到相应的工程措施T1、T2...Tn；将质量屋进行展开，确定各工程措施的重要度；步骤二、确定工程措施的重要度ωj，然后将权重归一化得到绝对权重ω′j；归纳整理得到设计需求，转化为相应的工程措施；工程措施的各元素对设计需求的相关重要度计算公式为

【技术特征摘要】
1.一种基于QFD及二元语义的FMEA方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、根据工程任务要求列出设计需求，通过QFD分析，构建设计需求的质量屋，得到相应的工程措施T1、T2...Tn；将质量屋进行展开，确定各工程措施的重要度；步骤二、确定工程措施的重要度ωj，然后将权重归一化得到绝对权重ω′j；归纳整理得到设计需求，转化为相应的工程措施；工程措施的各元素对设计需求的相关重要度计算公式为Ki表示第i个设计需求的重要度，rij表示第j个工程措施与第i个设计需求之间的关系，rij取不同的数来表示工程措施与设计需求之间的关系度，rij越大关系越密切，rij越小关系越弱；然后对重要度进行归一化，得到工程措施的绝对权重步骤三、设定RPN因子语言评价集；确定风险优先因子评价集S＝{S1、S2...Sk...SK}；建立风险因子评价集元素Sk∈S的评价词集合S(k)是元素Sk对应的评价词总数，是对风险因子的评价词；步骤四、根据QFD展开得到的工程措施T1、T2...Tn确定对应的所有故障模式F1、F2...Fn...FN，获取各故障模式所有的风险因子评价，并将其转换为统一的粒度，绘制施工过程中FMEA风险展开表，将FMEA风险展开表转换为二元语义决策矩阵得到其中是故障模式Tn对应于风险因子Sk的评价；根据依赖权重ωi的计算公式确定各故障模式对应风险因子的权重；其中：定义S＝(S0、S1、S2...St)为一个语言评价集，对于任意Si∈S；使f(Si)＝(Si，0)；则f为Si→S×[-0.5，0....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金林，王泰翔，曾凡明，吴杰长，赖国军，尹红升，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42