一种基于扩展式FMECA的RMS一体化分析方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710119898.8
(22)申请日 2017.03.01
(71)申请人 北京电子工程总体研究所
地址 100854 北京市海淀区142信箱30分箱
(72)发明人 陶小创　何俊　曲丽丽　
(74)专利代理机构 北京正理专利代理有限公司
11257
代理人 付生辉　张雪梅
(51)Int.Cl.
G06F 17/50(2006.01)
(54)发明名称
一种基于扩展式FMECA的RMS一体化分析方
法
(57)摘要
本发明公开一种基于扩展式FMECA的RMS一
体化分析方法，其特征在于，包括：S1、确定故障
影响和故障模式的表现特征；S2、分析故障症状
或征兆，确定测试参数与测试点；S3、确定故障诊
断方案与故障诊断测试方法；S4、确定预防性维
修工作类型；S5、确定修复性维修工作项目及相
关维修保障资源。

本发明提供了明确的设计接
口、分析表格和分析流程，可操作性强，具有较高
的工程应用价值。

权利要求书1页 说明书8页 附图1页CN 108536878 A 2018.09.14
C N 108536878
A
1.一种基于扩展式FMECA的RMS一体化分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、根据产品功能特性与相似产品数据，分析每个故障模式的故障发生和发展过程的表现形式，确定故障影响和故障模式的表现特征，将故障模式分类为明显功能故障、隐蔽功能故障和潜在故障；
S2、在故障模式的表现特征与故障影响分析的基础上分析故障模式与故障症状或征兆的对应关系，确定故障症状或征兆，并在故障症状或征兆分析的基础上，确定测试参数与测试点；
S3、根据产品的故障症状或征兆与产品自身结构设计特性，分析确定故障检测与诊断方法，确定故障诊断方案，并根据测试参数的类型与测试点的设置以及故障诊断方案的配置需求，确定故障诊断测试方法；
S4、根据故障影响、故障模式的表现特征及故障症状或征兆，确定预防性维修工作类型；
S5、确定排除故障模式所需的修复性维修工作项目及相关维修保障资源。

2.根据权利要求1所述的基于扩展式FMECA的RMS一体化分析方法，其特征在于，步骤S2中，对于电子产品，故障症状或征兆由电信号表示，测试点分为：外部测试点、内部测试点、有源测试点和无源测试点。

3.根据权利要求1所述的基于扩展式FMECA的RMS一体化分析方法，其特征在于，步骤S4中，预防性维修工作类型包括：保养、操作人员监控、使用检查、功能检测、定时拆修、定时报废以及综合工作。

权　利　要　求　书1/1页CN 108536878 A
一种基于扩展式FMECA的RMS一体化分析方法
技术领域
[0001]本发明涉及RMS分析方法。

更具体地，涉及一种基于扩展式FMECA的RMS一体化分析方法。

背景技术
[0002]RMS(Reliability、Maintainability、Supportability,可靠性、维修性、保障性)设计与分析致力于提升武器装备效能与降低全寿期费用，是武器装备型号工程的重要内容。

RMS一体化设计与分析将突破可靠性、维修性、保障性设计与分析工作的自成体系，协同提升RMS工作效率与装备整体RMS水平。

因此，RMS一体化设计与分析技术、方法和手段已成为型号可靠性工程的迫切需求与研究热点。

[0003]FMECA(Failure Mode、Effects and Criticism Analysis，故障模式、影响和危害性分析)是一种以故障模式为基础而进行延伸归纳的可靠性分析方法，也是开展维修性、测试性、保障性设计与分析的基础。

鉴于RMS一体化设计正是围绕消除和减少缺陷、预防和排除故障及维修保障进行的，可以充分应用FMECA技术，以产品的故障模式为纽带，进行RMS一体化设计和分析。

然而GJB/Z 1391-2006推荐的FMECA方法只是静态地分析产品所有可能出现的故障模式及其故障原因、影响，提出设计改进措施，缺少故障检测与诊断、维修工作及维修保障等设计接口，也未规定FMECA在RMS一体化分析应用中的流程方法与设计信息交互程序。

并且，目前武器装备FMECA工程应用中通常只考虑可靠性设计的需要，或者FMECA在可靠性、维修性、保障性应用各自独立、自成体系，导致分析工作重复开展、信息交互不规范，严重制约着FMECA技术在RMS一体化分析中的应用。

[0004]因此，需要对现有FMECA方法涉及的分析方法、分析流程、分析表格及设计接口进行扩展与改进，提出一种基于扩展式FMECA的RMS一体化分析方法，使其能够同时为产品设计改进和故障诊断与维修设计分析提供依据。

发明内容
[0005]本发明的目的在于提供一种基于扩展式FMECA的RMS一体化分析方法解决现有技术中缺乏RMS一体化设计与分析技术、方法、手段以及现有的FMECA分析方法不适用于实现RMS一体化分析的问题。

[0006]为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0007]一种基于扩展式FMECA的RMS一体化分析方法，包括如下步骤：
[0008]S1、根据产品功能特性与相似产品数据，分析每个故障模式的故障发生和发展过程的表现形式，确定故障影响和故障模式的表现特征，将故障模式分类为明显功能故障、隐蔽功能故障和潜在故障；
[0009]S2、在故障模式的表现特征与故障影响分析的基础上分析故障模式与故障症状或征兆的对应关系，确定故障症状或征兆，并在故障症状或征兆分析的基础上，确定测试参数与测试点；
[0010]S3、根据产品的故障症状或征兆与产品自身结构设计特性，分析确定故障检测与诊断方法，确定故障诊断方案，并根据测试参数的类型与测试点的设置以及故障诊断方案的配置需求，确定故障诊断测试方法；
[0011]S4、根据故障影响、故障模式的表现特征及故障症状或征兆，确定预防性维修工作类型；
[0012]S5、确定排除故障模式所需的修复性维修工作项目及相关维修保障资源。

[0013]优选地，步骤S2中，对于电子产品，故障症状或征兆由电信号表示，测试点分为：外部测试点、内部测试点、有源测试点和无源测试点。

[0014]优选地，步骤S4中，预防性维修工作类型包括：保养、操作人员监控、使用检查、功能检测、定时拆修、定时报废以及综合工作。

[0015]本发明提供了明确的设计接口、分析表格和分析流程，可操作性强，具有较高的工程应用价值。

[0016]本发明的有益效果如下：
[0017](1)本发明所述技术方案填补了现有技术中RMS一体化设计与分析方法的空白；[0018](2)本发明所述技术方案扩展了现有的FMECA分析方法的内涵，具有明确的设计接口、分析表格和分析流程，突破了现有的FMECA分析方法在可靠性、维修性、保障性应用中各自独立、自成体系的现状，实现了FMECA分析方法在RMS一体化分析中的规范化、统一化应用，并能够避免FMECA分析工作的重复开展，有效提升设计信息交互能力和工作效率；[0019](3)本发明所述技术方案在故障表现特征及故障症状分析基础上，明确建立了故障表现特征与预防性维修工作类型的对应关系，能够有效指导预防性维修工作决策；[0020](4)本发明所述技术方案在充分利用现有的FMECA分析方法得出的结果的基础上进行延伸归纳分析，具有很强的可操作性和较高的工程应用价值。

附图说明
[0021]下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

[0022]图1示出扩展式FMECA分析方法的实施流程图。

[0023]图2示出基于扩展式FMECA的RMS一体化分析方法的流程图。

具体实施方式
[0024]为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。

附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。

本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

[0025]本发明公开的一种基于扩展式FMECA的RMS一体化分析方法，根据RMS一体化分析需求，扩展现有的FMECA分析方法的内涵，构建扩展式FMECA分析方法，扩展式FMECA分析方法的分析表格如表1所示。

[0026]表1
[0027]
[0028]在现有的FMECA分析方法的基础上，扩展式FMECA分析方法包括以下主要步骤，确定故障影响、故障模式的表现特征、故障症状或征兆，确定测试参数与测试点以及故障诊断方案，并确定预防性维修工作类型，修复性维修工作项目及相关维修保障资源，扩展式FMECA分析方法的实施流程如图1所示。

[0029]如图2所示，本发明公开的一种基于扩展式FMECA的RMS一体化分析方法包括如下步骤：
[0030]S1、确定故障影响和故障模式的表现特征：根据产品功能特性与相似产品数据，分析每个故障模式的故障发生和发展过程的表现形式，确定故障影响和故障模式的表现特征，将故障模式分类为明显功能故障、隐蔽功能故障和潜在故障，为确定故障测试方法与预防性维修工作类型提供基础；
[0031]S2、分析故障症状或征兆，确定测试参数与测试点：在故障模式的表现特征与故障影响分析的基础上梳理分析故障模式与故障症状或征兆的对应关系，确定故障症状或征兆，故障症状或征兆主要表现为故障模式在系统范围内的定量、定性表现。

在故障症状或征兆分析的基础上，确定进行症状监测的测试参数与测试点及测试点的位置布局；[0032]S3、确定故障诊断方案与故障诊断测试方法：根据产品的故障症状或征兆与产品自身结构设计特性，分析确定故障检测与诊断方法，确定故障诊断方案，并根据测试参数的类型与测试点的设置以及故障诊断方案的配置需求，确定故障诊断测试方法。

机内故障诊断方案通常采用BIT实现，机外故障诊断方案可采用自动诊断设备、人工诊断方法实现；[0033]S4、确定预防性维修工作类型：根据故障影响、故障模式的表现特征及故障症状或征兆，确定适用的预防性维修工作类型；
[0034]S5、确定修复性维修工作项目及相关维修保障资源：确定排除故障模式所需的修复性维修工作项目及相关维修保障资源，或者说确定消除故障模式的设计改进措施。

[0035]其中，步骤S1中：
[0036]故障影响和故障模式的表现特征体现在故障发生和发展历程的表现形式中，故障模式可分类为功能故障和潜在故障，功能故障进一步可分类为明显功能故障和隐蔽功能故障，其中：
[0037](1)功能故障是指产品不能完成规定功能的事件或状态：明显功能故障是指其发生后，正在履行正常职责的操作人员能够发现的功能故障；隐蔽功能故障是指正常使用产品的人员不能发现的功能故障，而必须在产品停机时作检查或测试后才能发现；[0038](2)潜在故障是指产品或其组成部分将不能完成规定功能的可鉴别的状态。

许多产品的故障模式有一个发展过程，在临近功能故障之前可以确定其将不能完成规定功能的状态就是潜在故障。

[0039]根据产品功能特性与相似产品数据，分析每个故障模式的故障发生和发展过程的表现形式，确定故障影响和故障模式的表现特征，将故障模式分类为明显功能故障、隐蔽功能故障和潜在故障，为确定故障诊断测试方法与预防性维修工作类型提供基础，各类故障模式的表现特征与典型预防性维修工作对应关系如表2所示。

[0040]表2
[0041]
[0042]步骤S2中：
[0043]在故障模式的表现特征与故障影响分析基础上梳理分析故障模式与故障症状的对应关系，确定故障症状或征兆，为确定相应的故障诊断方案和确定预防性维修工作类型提供依据，其中，故障症状是指通过人们观察和测量得到的对故障的感性认识，主要体现在故障模式在系统范围内的定量、定性表现；故障征兆是指在故障模式演化的初期观测到的故障外在表现。

[0044]在分析得到故障症状或征兆基础上，确定进行症状监测的测试参数与测试点及测试点位置布局。

常见的测试参数的举例如表3所示，对于电子产品，症状或征兆通常可以由电阻、电压、电流等电信号表示，为此需要确定测试点以测取相关电信号，测试点可分为：外部测试点、内部测试点、有源测试点和无源测试点。

对于非电子产品，症状或征兆通常由非电类物理量表示，需要采用传感器进行变换，为此需要确定传感器安装位置。

[0045]表3
[0047]在确定故障症状或征兆，进而确定测试参数与测试点时，应注意以下原则：[0048](1)故障症状或征兆具有传递特性时，应根据故障隔离需求，确定合理的测试参数与测试点；
[0049](2)尽可能列取多个不同类型的故障症状或征兆，以便于进行故障诊断方案的优化和预防性维修工作类型的优选；
[0050](3)如果一个故障模式具有多种故障症状，应优选便于进行故障检测与诊断的故障症状进行分析。

[0051]步骤S3中：
[0052]根据产品的故障症状或征兆与产品自身结构设计特性，分析确定故障检测与诊断方法，确定故障诊断方案。

机内故障诊断方案通常采用BIT实现，机外故障诊断方案可采用自动诊断设备(ATE)、人工诊断方法实现。

之后，根据测试参数的类型与测试点的设置以及故障诊断方案的配置需求，确定故障诊断测试方法，故障诊断测试方法如表4所示。

[0053]表4
[0055]针对确定的故障诊断测试方法，应进一步明确测试性设计要求，如测试点、机内测试、外部测试接口要求、兼容性要求等，反馈产品设计，改进提升产品测试性水平。

[0056]步骤S4中：
[0057]预防性维修工作是指通过系统检查、检测和消除产品的故障征兆，使其保持在规定状态所进行的全部活动。

通常采用的预防性维修工作类型有7种：保养、操作人员监控、使用检查、功能检测、定时拆修、定时报废以及综合工作。

[0058]预防性维修工作对于明显功能故障，主要是预防故障发生；对于隐蔽功能故障，并不只是预防故障发生，而更重要的是预防该故障与其他故障结合形成多重故障，以防止产生严重的后果；对于潜在故障，主要是发现故障并延缓故障发展过程。

根据对故障影响、故障模式的表现特征及故障症状或征兆分析后确定的结果，确定适用的预防性维修工作类型，预防性维修工作类型举例如表5所示。

[0059]表5
[0060]
[0061]步骤S5中：
[0062]根据故障发生部位、故障影响、故障发生概率、故障诊断测试方法以及是否可以采取有效的预防性维修工作加以消除或减缓等进行分析研究，确定排除故障模式而必须采取的修复性维修工作项目，并进一步分析相关维修保障资源。

如果经FMECA分析方法在设计中采取了消除此故障模式的设计改进措施，则可省略此项分析工作。

[0063]本发明针对确定的设计改进措施，明确可靠性设计要求，或针对确定的修复性维修工作项目，进一步分析相关维修保障资源，明确维修性和保障性设计要求，如可达性、防差错、通用化等，反馈产品设计，改进提升产品可靠性、维修性、保障性水平。

例如“修复性维修工作项目”中指明对某设备更换备品备件，则应根据其结构安装特性提出具体的可达性、互换性、防差错等要求。

[0064]显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

图1图2
说　明　书　附　图1/1页CN 108536878 A 11。