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故障树分析

时间:2023-06-06 09:33:12

故障树分析

第1篇

关键词:船舶电气事故;故障树分析研究;船舶系统

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.025

1 船舶电气事故的认识

船舶电气设备是船舶系统中一个不可忽视的部分,为船舶进行各项活动提供电气支持,在科学技术的引领下,船舶电气设备的自动化水平在不断的提高。受到运行环境的影响,船舶电气设备的运行状态会受到影响,故障的发生在所难免。为了不影响到船舶的正常运行,出现电气故障的时候要及时地发现问题并解决问题,并由专业的维修人员进行维修,以恢复电气系统的正常运行状态。传统的解决方式中,维修人员要凭借自身的工作经验与知识储备对故障做出判断,随着科学技术的发展,船舶电气设备的自动化水平有了很大的提高,对维修人员的工作水平也提出了更高的要求,复杂的电气系统内部结构以及各种不同程度故障的出现,都难以保证事故可以及时处理并迅速的恢复船舶的正常运行。因此,我们有必要利用故障树理论对以往发生的电气事故进行研究与分析,更为系统的对故障有深入的把握,找出系统内的薄弱环节,由此可以提高电气系统的安全系数,减少事故发生的可能性。

2 故障树分析的认识

故障树分析是一种起到风险预估与安全性检测的方法,最早于第二次世界大战的时候被运用到军事领域。我国引入故障树分析技术的时间较晚,故障树的理论基础就是对可能会引发船舶电气系统故障的各种原因事件与相互联系的树状逻辑关系图进行描述的理论,在这之中,事件就是用来描述各种故障发生时的状态以及正常工作时状态的总称。故障树中,预先设定好的状态将最不希望发生的时间确定为顶事件,将其放置于故障树的顶部,对导致其他故障发生的事件称之为底事件,位于故障树的底部。中间事件则既是逻辑门的输入事件,又是其他逻辑门的输出事件,这样的故障树中包括了系统中的各类信息传递关系,将故障树作为工具对电气系统在运行过程中出现的故障进行分析的方法,就被称之为故障树分析法。这种方法可以直观的对电气事故故障的程度与原因等进行分析,故障树分析法的分析步骤主要是,先建立一个故障树模型,对系统内部的可靠性进行分析,找出每个环节与系统的逻辑关系,进而确定系统中的薄弱环节,对系统进行升级与改造,提高系统的可使用性。

具体到故障树的使用,在船舶电气事故发生的时候,利用故障树可以对电气系统的运行状态进行判断,对系统在运行时的部位进行检测,对系统出现故障的可能性进行预测,出现异常情况的时候编写维修报告,提高维修人员的系统与设备维修水平。故障树的使用,可以对事故发生时的因果关系进行梳理,并提供解决故障的方法,减少船舶事故发生的可能性,为船舶的正常运行提供保障。

3 船舶电气设备故障分析

电气设备在运行的时候会出现各种故障,某个环节的故障就有可能导致整个系统的正常运行受到影响。发电机原动机出现故障时因为油温过高,冷却速度慢,管道有漏油的现象等,导致发电机的开关跳闸。系统内进入空气,冷却水的压力过低,出现声光报警现象。发电机的电磁不足时,电压不能正常建立,发电机的电压出现异常现象,电线线路出现故障,电刷使用过于频繁,没有做好维系保养工作,导致跳电。主配电板的发电机开关跳闸,输电线路的绝缘材料使用寿命过长,绝缘能力降低。主触头的压力弹簧失效,保养工作不到位,造成接触面产生问题。电力网的电力系统绝缘电阻过低,控制箱出现故障,电源电压过高,热继电器使用频繁,电流值低于被保护设备的电流,受热元件变形,主电路开路故障。电动机运行停止,控制线路反应异常。诸多问题都会对船舶的安全运行带来不利的影响。

4 船舶电气事故故障树分析

在建立故障树的时候,可以采用人工建树,计算机建树两种方法,人工建树中,将最不希望发生的事件确定为顶事件,并找出导致电气系统出现故障的原因,一直追溯到底事件,然后将各级事件的对应内容与可以用来表_这些内容的逻辑关系进行梳理,使得逻辑门与顶事件可以相互连接。

建立故障树的时候,要对系统有进一步的了解,系统所体现的安全性能等各有差异,系统的管理人员有责任对所管理的系统有深入的认识,系统安全性分析的一个重点就是要清楚系统故障发生的原因。顶事件在定义的时候要使其能处于一个满足分析目的的范畴之内,并可以对未来发生的趋势做出预测。在确定故障的边界条件时,要参照系统提供的假设条件,有依据的做出边界确定,边界条件应该主要包括系统分析的对象也就是顶事件,这是最为关键的边界条件。初始状态,就是系统中各个部件在顶事件发生时所呈现的工作状态。必然事件是指在系统运行的时候必定存在的事件。确定边界的时候,可以将发生机率低的事件看作不容许事件,但是并不意味着可以忽略其的存在,这些事件对系统这个整体而言,都可能会产生重要的影响。小部件出现的故障可能造成运行的中止。所以,对小部件与低概率的事件都要给予重视,设计好应对方案。在故障树的结构中,通过对故障的整体性与局部性的关注,提出中间事件,由此增强事件的重要性。

为了更好的解决电气故障,近年来,在科学技术的支持下,故障树分析软件开发工作取得了很大的成果。数据库可以将信息长时间的进行保存,在必要时刻对信息进行共享。数据库的数据独立性很强,在电气事故发生以后可以将信息单独的进行归纳与存储。数据库的数据库存在冗余的情况,通过数据共享解决这一问题。根据以往的故障案例可以建立船舶电气事故数据库。将以往发生的典型案例进行记录,及时的对数据信息进行更新。

5 结语

本文围绕船舶电气事故的故障树进行了简单的分析与研究,船舶在国际贸易中发挥的作用越来越大,在出现电气故障的时候要及时地对故障进行维修,运用故障树理论可以帮助维修人员系统的对故障做出认识,提供有效的帮助,迅速使船舶恢复到正常的运行状态。

参考文献:

第2篇

【关键词】 故障树分析安全性分析

1 引言

某型飞机升降舵系统是采用液压助力系统的双余度系统,主要用于实现飞机俯仰控制机动性能,该系统的主要组成及原理可参见图1,在驾驶舱中,正副驾驶各有驾驶盘及立柱,通过上拉和下推驾驶盘及立柱对传动线系产生力和位移,再通过液压助力器放大操纵力,实现对升降舵的操纵。

故障树分析分为定性分析和定量分析。故障树定性分析的目的在于寻找顶事件发生的原因和原因组合,即识别导致顶事件发生的所有故障模式。故障树定量分析的一个重要用途是利用底事件的发生概率计算出顶事件的发生概率,以确定和调整系统的可靠性水平或安全性水平。

各组成部分可能发生以下故障:

1)驾驶盘及立柱可能发生卡滞、机械脱开等故障;

2)传感器可能发生元件故障、输入输出电路故障、机械损坏、接触不良、导线脱落、线圈老化损坏、感应线圈损坏等故障;

3)拉杆可能产生紧涩卡住、端头螺栓脱落或断裂、连接摇臂故障、拉杆断裂、安装期间造成损坏等故障;

4)摇臂可能产生摇臂紧涩卡住、旋转螺栓脱落或断裂、摇臂断裂、安装期间造成损坏等故障;

5)液压助力器可能产生液压源失效、进回油连通阀密封故障、助力器泄漏严重、滑阀卡住、活塞卡住、回中锁故障、安装期间造成助力器损坏等故障;

6)舵面可能产生卡阻、脱落等故障;

7)离合器可能产生动作失效等故障;

8)开关可能产生开关接触不良、开关内部电路断开等故障。

2 建树

“一侧助力操纵与机械操纵卡滞,同时升降舵离合器故障”是升降舵功能丧失的一个直接事件,会导致灾难性的后果,因此对此事件的失效概率要求为小于10-9,本文对此事件作为故障树的顶事件,故障树分析过程如图2。

此故障树中的各事件用相应符号代替,以便于分析,如表1。

3 确定割集及最小割集

割集是故障树的若干底事件的集合,如果这些底事件都发生则将导致顶事件发生。最小割集是底事件的数目不能再减少的割集,即在最小割集中任意去掉一个底事件之后剩下的底事件集合就不是割集。

在传统故障树中有一种比较常用的求最小割集的方法——下行法,即布尔表法,表2为下行法在升降舵故障树分析的一个应用。

通过下行法分析可以得出升降舵系统故障树的割集为7个:{x1,x2},{x1,x3},{x1,x4},{x1,x5},{x1,x6},{x1,x7},{x1,x8,x9}可以看出,此7个割集之间无需简化、吸收,因此,升降舵系统故障树分析有7个最小割集:{x1,x2},{x1,x3},{x1,x4},{x1,x5},{x1,x6},{x1,x7},{x1,x8,x9}。

4 底事件概率统计

通过统计故障树底事件发生概率并计算,可以对故障树进行定量分析,计算该系统是否满足可靠性或安全性要求。

升降舵系统故障树底事件故障概率统计表见表3。

5 故障树分析

故障树定性分析是最小割集的定性分析,通过故障树定性分析可以看出,两阶割集有6个,三阶割集有1个,在两阶割集中出现的事件相比更重要一些;在6个两阶割集和1个三阶割集中,x1事件都出现了,因此可以得出,“离合器故障”事件在顶事件“一侧助力操纵与机械操纵卡滞,同时升降舵离合器故障”下是最重要的底事件,需要加强离合器的设计。

故障树定量分析是指已知底事件发生概率通过计算得出顶事件的发生概率,通过故障树定量分析可以得知:顶事件概率为最小割集概率的和,即

p(t)=p({x1,x2},{x1,x3},{x1,x4},{x1,x5},{x1,x6},{x1,x7},{x1,x8,x9})

=p(x1x2+x1x3+x1x4+x1x5+x1x6+x1x7+x1x8x9)

=p(x1)×p(x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8x9)

第3篇

Abstract: Aiming at the frequent accidents of construction workers falling from scaffolding, the paper used fault tree to identify the risk factors, then applied analytic hierarchy process to estimate and evaluate the risk, at last took relevant measures to manage, control and prevent the risk.

关键词: 脚手架;风险;故障树;层次分析法

Key words: scaffolding;risk;fault tree;analytic hierarchy process

中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)34-0076-02

0 引言

安全是建筑工程项目重点控制的目标之一,其中脚手架是影响安全的重要因素。在施工现场时常发生作业人员从脚手架坠落的安全事故,特别是在现在高层建筑施工中,由于脚手架导致的事故更是频繁发生。针对这一现象,本文首先使用故障树以图解的形式对引起作业人员从脚手架坠落的原因进行分析,再利用层次分析法对引起事故的原因进行分析找出主要原因,这样就可以有针对性的采取相关措施对作业人员从脚手架坠落这一风险进行管理、控制及预防。

1 风险识别

风险识别是进行风险管理的第一步,有效的风险管理首先取决于对风险的有效识别,造成作业人员从脚手架坠落的原因有很多,本文采用事故树分析的方法图解出作业人员从脚手架坠落的原因。故障树是一种特殊的倒立树状逻辑因果关系图,它用事件符号、逻辑门符号和转移符号描述系统中各种事件之间的因果关系,逻辑门的输入事件是输出事的“因”,逻辑门的输出事件是输入事件的“果”,故障树分析主要用于分析事故的原因和评价事故风险。按照此方法首先画出作业人员从脚手架坠落的故障树,如图1。

从图1故障树中,可以看出引起作业人员从脚手架坠落的原因有:安全带不起作用(安全带脱扣、走动取下安全带、无应急措施等)、不小心坠落(跳板未满铺、踩空等)、脚手架倒塌(搭脚手架违章、堆放重物、支撑折断、紧固件松脱等)。

2 风险估计与评价

根据故障树分析处理的事故原因,通过层次分析法建立层次结构模型确定引起作业人员从脚手架坠落的主要原因。层次分析法是一种将定量分析与定性分析结合起来,用相关专家的经验判断各衡量目标能否实现的标准之间的相对重要程度,并合理地给出每个决策方案的每个标准的权数,利用权数求出各方案的优劣次序。本文采用的风险因素的主观评价标准如表1所示。

风险因素对工程项目目标影响程度用层析分析法进行评价,根据故障树识别出来的风险因素,向专家发出调查,将专家对风险因素可能对项目目标影响的程度进行综合判断后形成各个层次的判断矩阵如表2-7所示。

由上述各判断矩阵可计算出各风险因素对总目标的影响程度W,如表8所示。

3 风险应对及防范

从表8各风险因素对总目标的影响程度可知,影响作业人员从脚手架坠落的因素排序为:无应急措施>走动取下安全带>搭脚手架违章>踩空>安全带脱扣>跳板未满铺>堆放重物>紧固件松脱>支撑折断。由此可见,无应急措施、走动取下安全带、搭脚手架违章及踩空这几项因素相对于其他几项因素对作业人员从脚手架坠落的影响程度较大,针对这几项风险提出以下应对措施。

①完善应急措施,对可能出现的情况制定相应的应急措施。成立以项目经理为首的应急小组;落实应急预案所需物资、设备的准备工作;完善应急联络机制。

②脚手架必须由专门的架子工进行搭设及拆除,严格按照脚手架搭设与拆除的有关规定进行作业。

③制定有针对性的、切实可行的脚手架搭设与拆除方案,严格进行安全技术交底。安全防护方案是规定施工现场如何进行安全防护的文件,所以必须根据施工现场的实际情况,针对现场的施工环境、施工方法及人员配备等情况进行编制,按照标准、规范的规定,确定切实有效的防护措施,并认真落实到工程项目的实际工作中。

④加强培训教育,提高安全意识,增强自我保护能力,杜绝违章作业。安全生产教育培训是实现安全生产的重要基础工作。企业要完善内部教育培训制度,通过对职工进行三级教育、定期培训,开展班组班前活动,利用黑板报、宣传栏、事故案例剖析等多种形式,加强对一线作业人员,尤其是农民工的培训教育,增强安全意识,掌握安全知识,提高职工搞好安全生产的自觉性、积极性和创造性,使各项安全生产规章制度得以贯彻执行;脚手架等特殊工种作业人员必须做到持证上岗,并每年接受规定学时的安全培训。

⑤落实安全生产责任制,强化安全检查。安全生产责任制度是建筑企业最基本的安全管理制度。建立并严格落实安全生产责任制,是搞好安全生产的最有效的措施之一。安全生产责任制要将企业各级管理人员,各职能机构及其工作人员和各岗位生产工人在安全生产方面应做的工作及应负的责任加以明确规定。工程项目经理部的管理人员和专职安全员,要根据自身工作特点和职责分工,严格执行定期安全检查制度,并经常进行不定期的、随机的检查,对于发现的问题和事故隐患,要按照“定人、定时间、定措施”的原则进行及时整改,并进行复查,消防事故隐患,防止职工伤亡事故的发生。

4 结论

施工现场影响作业人员从脚手架坠落的风险因素众多,本文通过使用故障树以图解的形式对引起作业人员从脚手架坠落的风险进行识别,再利用层次分析法对引起事故的风险进行估计与评价并以权重的形式分析出影响作业人员从脚手架坠落的主要原因,最后在此基础上针对作业人员从脚手架坠落的风险制定确实有效地风险防范措施予以预防,这样可有效的减少施工现场作业人员从脚手架坠落事故的发生。

参考文献:

[1]杨太花,郑庆华.基于故障树方法的项目安全风险分析[J].系统管理学报,2009,5.

[2]机械工业部生产管理局.事故树分析与应用[M].北京:机械工业出版社,1986,3.

[3]余建星.工程项目风险管理[M].天津:天津大学出版社,2006:14-25.

第4篇

【关键词】喷油器 故障树 条件规则 诊断流程

近年来,随着汽车电子技术快速发展,汽车电子控制功能越来越复杂,汽车电子控制技术的故障诊断的难度大大提高,严重地影响了汽车电控技术的诊断与维修,大大地降低了汽车维修企业的经济效益以及社会效益。为了提高诊断效率,降低维修成本,快速查找准确的故障发生部位,国内外汽车故障诊断专家不断地在实践中探索总结,积极寻找较实用的故障诊断方法,因此,各种的汽车故障诊断方法和故障诊断技术在近几年得到迅速发展。

随着实践与理论研究的不断深入,人们总结出的汽车电控技术的故障诊断方法有很多,其中,比较适合汽车电控技术故障特点的故障诊断方法是故障树分析法。但是,故障树分析法诊断结果会出现多个故障原因和故障发生部位,给汽车维修技术员增加维修时间。因此,本文尝试了对故障树分析法进行改进,在设计好的故障树基础上增加条件规则,使得故障诊断效率大大提高,并尝试对电喷轿车喷油器电路故障进行验证。

1 基于条件规则的故障树分析方法

该法是先选定系统中不希望发生的故障事件为顶端事件,其后第一步是找出直接导致顶端事件发生的各种可能因素或因素组合,如硬件故障、软件故障、环境因素、人为因素等。第二步再找出第一步中各因素的直接原因,循此方法逐级向下演绎,一直追溯到引起系统发生故障的全部原因,即分析到不需要继续分析原因的底事件为止。然后,把各级事件用相应的符号和适合于它们之间逻辑关系的逻辑门与顶端事件相连接,这样就建成了一棵以顶事件为根,中间事件为节,底事件为叶的具有若干级的倒置故障树。

基于条件规则的故障树分析法就是在故障树分析法的故障树的中间事件和底端事件上,增加一定的条件规则,进行物理和逻辑判断,确定故障树每个的分支的选择,以便准确地进行故障诊断分析,得出准确的故障发生的原因和故障部位。

2 结合实例进行故障树设计

下面以轿车四缸电喷发动机喷油器电路故障为例,进行基于条件规则的故障树设计。

2.1 轿车电喷发动机喷油控制原理

轿车电喷发动机控制电路主要是由:蓄电池、点火开关、保险丝、喷油器、发动机电控单元(ECU)以及相关插头和导线组成(如图1所示)。

发动机工作时,发动机ECM通过控制内部的三极管的导通,控制喷油器信号端子(喷油器与ECM的联接端子)与搭铁的导通,使得喷油器线圈工作,喷油器开始喷油;ECU内部三极管的导通是通过ECM输出喷油指令进行控制,发动机每个工作循环中每个喷油器的打开时间取决于ECM输出的喷油指令。因此,在喷油器的信号端子测到的波形图如图2所示。

2.2 结合喷油控制原理进行故障树节点设计

根据轿车电喷发动机喷油控制原理,对电路控制分成三个区域(如图3所示),分别为喷油器供电区域B、喷油器工作区域C和喷油器控制区域D,按照实践判断难易程度,喷油器供电区域B判断较简单,喷油器工作区域C其次,喷油器控制区域D判断较麻烦。最终的目的是要所有的喷油器工作,因此,节点设计以某个喷油器不工作作为顶事件A, B、C、D不正常作为中间事件,构建一、二级故障树(如图4所示)。

E-保险丝损坏;F-点火开关损坏;G-电源电路故障;H-某个喷油器供电故障;I-某个喷油器信号电路故障;J-某个喷油器线圈故障;K-某个喷油器损坏;L-点火反馈信号断路;M-曲轴位置传感器故障;N-ECM搭铁断路;O-ECU故障;

根据喷油器电路图结合实践经验进行故障树的设计,按照减少拆装部件次数、拆装时间,提高诊断效率的设计原则进行故障树底事件的设计(如图4所示)。喷油器供电区域B的底事件为保险丝损坏E、点火开关损坏F、电源电路故障G;喷油器工作区域C的底事件为某个喷油器供电故障H、某个喷油器信号电路故障I、某个喷油器线圈故障J、某个喷油器损坏K;喷油器控制区域D的底事件为点火反馈信号断路L,曲轴位置传感器故障M、ECM搭铁断路N、ECU故障O。以上所有底事件的发生都会造成顶事件A的出现,因此,任一底事件的发生都会造成顶事件的出现,有可能只有一个故障,也可能多个故障同时存在,需要进一步进行故障分析推理。

2.3 基于条件规则的故障树设计

从图4中可知,由顶事件到达底事件必须经过中间事件,经过哪个中间事件决定了故障可能发生的区域,此时,如果有准确的数据依据进行故障诊断走向判断,就可以大大地降低了故障诊断时间,提高维修效率。

在图4 的基础上加入条件规则(如图5所示),图中1表示打开点火开关测量图3中点火开关2端子电压,电压为0V表示节点B出现故障,从而决定了下一步的故障诊断走向,具体的每个条件规则说明如表1所示。

2.4 喷油器电路故障诊断流程图设计

根据前面的电路图以及设计好的故障树绘制故障诊断流程图(如图6所示),通过发现的喷油器不工作的故障现象,先确定故障可能发生的故障区域。

打开点火开关测量图3中点火开关2端子电压,电压为0V表示故障发生在油泵供电区域。拔下保险丝测量电阻,条件为电阻无穷大,符合条件表示保险丝损坏。打开点火开关测量图3中点火开关1、2端子之间的电阻,条件为有电阻或无穷大,符合条件表示点火开关损坏。依次测量蓄电池到点火开关的导线电阻,条件为有电阻或无穷大,符合条件表示电源电路故障,如此检查就可以排除了油泵电路中的工作区域的故障。其他两个区域的故障诊断以此类推。

3 结论

实践证明,采用基于条件规则的故障树分析法,通过不断试验总结,设计出切实可行的故障树,大大地提高了汽车的故障诊断效率,减少维修时间,提高汽车维修作业的经济效益与社会效益。其次,采用此办法,可以防止误诊和漏诊,提高了诊断的准确率。另外,由于不同车型在结构与控制原理上会有差别,因此,有针对性地进行故障树的设计,并不断通过实践检验出来的故障树,可以大大地降低了故障诊断与维修技术的难度。如果能够把每个设计好的故障树做成一个专家库,结合现代网络技术,就可以实现汽车远程辅助诊断,甚至可以建设一个专家诊断系统。

参考文献

[1]Luo W. L. and Zou Z. J. Neural Network Based Robust Controller for Trajectory Tracking of Underwater Vehicles[J].China Ocean Engineering,2010.

[2]林平.汽车发动机电控系统结构与检修[M].北京:人民邮电出版社,2010.

[3]王万森.人工智能原理及其应用[M].北京:电子工业出版社,2010.

[4]肖云魁.汽车故障诊断学[M].北京:北京理工大学出版社,2006.

[5]长安福特汽车有限公司[Z].蒙迪欧-致胜轿车故障维修手册,2005.

作者简介

陈成春(1973-),男,福建省连江县人,硕士,研究生,讲师职称,主要研究方向为汽车电控发动机故障诊断,汽车传感器技术。

第5篇

[关键词] 信息系统安全风险评估故障树分析法

一、商场信息系统的风险及其评估

信息系统风险评估的方法主要有故障树分析法、故障模式影响及危害性分析、层次分析法、线性加权评估和德尔斐法等。

商场信息系统是一个由服务器和商场各部门的客户机构成的计算机网络系统,它庞大,复杂,风险事件更是纷繁多样。如果采用故障树分析法可以把商场的信息系统的风险事件分门别类的找出来,并根据各个风险的逻辑关系,构造出故障树。这样,庞大的商场信息系统中最严重的风险以及引起这些风险发生的源头都一目了然。管理基层就能够相应的从最底层最小的疏漏开始加以防范,责任到每一个操作的部门或人,防微杜渐,以免小的疏忽造成大错。

信息系统安全风险分析主要针对信息系统中各种不同范畴、不同性质、不同层次的威胁问题,通过归纳、分析、比较、综合最后形成对信息系统分析风险的认识过程。大多数风险分析方法最初都要进行对资产的识别和评估,在此以后,采用不同的方法进行损失计算。

首先对于影响信息安全的要素进行分析,引起信息安全风险的要素有,然后运用故障树分析法计算出风险因子。

二、故障树分析法

故障树分析法(Fault Tree Analysis- FTA)是由Bell电话实验室的WASTON H A 于1961年提出的一种分析系统可靠性的数学模型,现在已经是比较完善的系统可靠性分析方法。

1.故障树分析法基本原理

故障树就是通过求出故障树的最小割集,得到引起发生顶事件的所有故障事件,以发现信息系统中的最薄弱环节或最关键部位,由此对最小割集所发现的关键部位进行强化风险管理。

2.故障树分析法的步骤

(1)建造故障树。故障树分析法就是把信息系统中最不严重的故障状态作为故障分析的目标,然后一级一级寻找导致这一故障发生的全部事件,一直追查到那些最原始的、都是已知的、勿需深究的因素为止。并且按照它们发生的因果关系,把最严重的事件称为顶事件,勿需深究的事件称为底事件,介于顶事件和底事件的事件称为中间事件用相应的符号代表这些事件,用适当的逻辑门把顶事件、底事件、中间事件连接成一个倒立的树状的逻辑因果关系图,这样的图就称为故障树。

(2)求最小割集。

定义1:在由故障树的某几个底事件组成的集合中,如果该集合的底事件同时发生时将引起顶事件的发生,这个集合就称为割集 (cut sets. CS)。

定义2:假设故障树中存在这样一个割集,如果任意去掉一个底事件后,就不再是割集,则这个割集被称为最小割集(minimal cut sets. MCS)。

(3)定量定性分析。首先我们来计算顶事件的失效概率,在掌握了“底事件”的发生概率的情况下,“顶事件”即所分析的重大风险事件的发生概率(用Pf表示)就可以通过逻辑关系得到。

设底事件xi对应的失效概率为qi(i =1,2,..,n),n为底事件个数最小割集的失效概率为各个底事件失效概率的积P(mcs)=P(x1∩x2∩…∩xn)=,其中m为最小割集阶数,而顶事件发生概率为各个底事件失效概率的和:Pf(top)=P(y1∪y2∪…∪yk)其中,yi为最小割集,k为最小割集个数。而由于最小割集时事件的关系,Pf(top)的计算要分为以下三种情况:

①当y1,y2m,yk为独立事件时则有:

其中,Pi为最小割集yi的失效概率。

②当y1,y2m,yk为互斥事件时,则有;。

③当Pf(top)为相容事件时,则有:

我们根据以上公式可知,如果阶数越少的最小割级就是越重要的,而在这些阶数少的最小割级里出现的底事件也是比较重要的底事件,而在阶数相同的最小割级中,重复次数越多的底事件越重要。

(4)各顶事件危害等级。则可用:风险因子:r=Pf+Cf-PfCf来定量的表示风险的大小。

三、商场信息系统实例分析

1.建造故障树

(1)管理不善带来的风险。

X11.由于系统管理员的无意错误,直接危害到了系统安全。

X12.管理员没有按照安全操作规程启动系统安全的保护体系。

X13.管理员没有按照安全操作规程启动关键性的系统组件。

X14.由于管理员的疏忽或是管理员自己利用系统物理环境的脆弱点,物理破坏网络硬件资源。

X15.攻击者利用社会关系学原理,非法获取进入和控制系统资源的方法和手段。

X16.某些未授权用户非法使用资源和授权用户越权使用资源造成对系统资源的误用,滥用或使系统运行出现混乱,而危及或破坏系统。

(2)被动威胁。

X21.非法截取(获)用户数据,攻击者通过对通信线路窃听等非法手段获取用户信息或交易数据等。

X22.密码分析,攻击者通过非法手段获取了信息后,通过破译加密的数据获得敏感性和控制信息。

X23.信息流和信息流向分析,攻击者通过对信息或其流向的分析,获到信息。

(3)主动威胁。

X31. 使网络资源拒绝服务,攻击者通过对系统和系统中的一些资源的频繁存取甚至非法占有,使系统资源对系统丧失或减低正常的服务能力。使之不能正常工作。

X32.假冒合法用户或系统进程欺骗系统,攻击者假冒成已经授权的用户行使一些受权限控制的操作,使系统混乱。

X33.篡改信息内容,攻击者篡改一些确定的信息或者数据,使用户因为获得篡改过的信息而受骗。

X34.恶意代码攻击,假冒授权用户的身份执行恶意代码,是系统产生异常进程,破坏系统资源。

X35.抵赖,在接受到信息数据后,为了因避免接受信息所要承担的责任而否认接受过信息,或者在发送一条信息后,为了因避免发送信息所要承担的责任而否认发送过信息。

X36.信息重放,非法获取用户的识别和鉴别等数据后,攻击者使用这些安全控制数据欺骗系统或访问系统资源。

X37.伪造合法系统服务,攻击者伪造系统服务与授权用户交互。

2.故障树的定量分析

电子商务模块出现故障为顶事件,管理不善,被动威胁,主动威胁为中间事件,余下的为底事件,设顶事件和底事件发生的概率分别为Pf,q,q2,Λq16,则最小割集的失效概率为:P(mcs)=P(x1∩x2∩Λ∩x16),而顶事件发生的概率:Pf(top)=P(y1∪y2∪y3)。

然后可由前面的系统分析知道,y1,y2,y3是相互独立的事件,则有

其中,Pi为最小割集yi的失效概率。

我们假设yi在每一年或不到一年发生的概率Pi分别是0.2,0.3,0.4。计算出Pf(top)=0.024。我们假设Cf=0.1,再根据r=Pf+Cf-PfCf进行计算,可以得到r=0.1216。r<0.3,说明我们所假设的仓储式商场的信息系统电子商务模块中的风险评估为低风险。

第6篇

关键词:风险分析;FTA;风险重要度;定性;定量

中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)09-2062-02

Software Project Risk Analysis: Improved Fault Tree Analysis

ZHENG Xiu-lei

(Zhongshan Torch Polytechnic, Zhongshan 528437, China)

Abstract: The main contents of this paper are as follows: Firstly, the history and state-of-the-art of this subject are reviewed both domestically and abroad, and points out the theoretical and practical problems to be solved, describes the concepts and process of Risk Management, and analyzes the process of Risk Identification, Risk Estimation and Risk Evaluation. And then, the author improves the present Risk Analysis Model-FTA Model, the risk which has the significant impact to project lost to be considered, and points out the important risk is whose lost in the project is the largest, it is weighed by Risk Significance in this paper, but the risk pointed out in the customary model is whose Risk Probability is the smallest. And combined with the consideration of minimizing the lost when downgrade the risk probability in this FTA Model, it finds the risk which has the significant impact to the project lost, also downgrades the risk whose cost is the lowest, let the customary model more suitable to the Software Project Risk Analysis. This model uses the benefits of quality-oriented analysis and estimation of FTA, also exposes benefits of quantity-oriented analysis of Mathematics strict logic.

Key words: project risk analysis; FTA; risk significance; quality-oriented; quantity-oriented

1 研究意义

现实意义[1-2]:所有投资活动都会有风险,但比起传统的项目如建筑项目来说,IT项目有更高的风险。

理论意义:软件工程学科是建立在实践基础上的,不可避免地带有一定的主观性。

软件项目的不可视性。

2 国内外研究现状

我国研究现状:在这个领域的研究我国还刚刚起步。代表研究前沿的定期刊物此方面的报道也不多。

国外研究现状:软件项目风险管理的研究始于 1989 年,美国在从事研究的人数上和取得成果数量在世界上都是遥遥领先的。

理论方面:普遍认为Boehm的《软件风险管理》[3]奠定了该领域的理论基础。

实践方面:各软件企业都有自己的一套风险管理的体制。

3 当前要解决的主要问题

在我国目前情况看来,主要问题就是实践不足,理论不够深入。

4 风险管理方法

1)定性风险管理[4]:一种风险管理方法,在该方法中参与者向资产、风险、控制措施和影响配分一个相对价值。

2)定量风险管理:一种风险管理方法,在该方法中参与者尝试向资产、风险、控制措施和影响分配一个主观性的数字价值(例如货币值)。

5 风险分析模型

FTA的概念与方法[4]

故障树是指在项目风险定性分析过程中通过对可能造成项目失败的各种因素进行分析,画出逻辑框图,从而确定可能导致项目失败的原因的各种可能组合方式的一种树状结构图。

故障树引入软件项目风险分析的步骤可如下进行:

风险识别――选择顶事件和建立故障树;

底事件的风险估计――构建底事件风险的概率模型;

项目的风险评价――顶事件的风险度计算。

6 本文所做的工作

1)本文的工作就是在前人理论的基础上,改进FTA模型,把风险发生时项目的损失考虑进来,指出对项目影响最大的风险即为对风险发生时引起项目损失最大的那个风险因素,在本文中用风险重要度衡量,而原模型得出的风险只是风险率最大的那个风险。

具体做法为:引用《安全管理实践》的一段话。

2)要保护企业的信息系统安全,首先要知道企业中有哪些可识别的资产,哪些是最关键的、需要重点防护的,哪些是次要一些的但是也需要保护的,哪些是不需要专门关注的。从防御的角度来说,对于外来的威胁有时很难准确把握,但对“自己”,应该做到心中有数。当企业意识到资产的价值及可能面临的威胁时,才可以在保护这些资产的预算上做出明智的决定。如果信息没有任何价值,那么就没有意义保护这些无庸的信息。所以一个很重要的问题是企业应当评估如果不保护此信息的话损失有多大。

3)我们在软件项目中也应该评估如果不关注某一基本事件的话项目损失有多严重。

原模型需要改进的地方

在风险量化分析时引进一个公式

RS=P×L

其中RS是风险重要度,P是基本事件的风险率,L是对项目造成的损失。

例证1

4)后面介绍的例子,主要演示原模型中对基本事件发生概率的处理的可取之处:采用集值统计原理对数据进行加工。

项目数据[5]。如表1所示。

计算公式。计算基本事件风险率的公式[6-9]:

计算结果如下:

1)基本事件风险率为:

3.96E-03, 3.82E-03, 4.11E-03, 4.07E-03, 4.37E-03, 3.38E-03

2)顶事件风险率为:0.0235

3)基本事件的相对概率重要度分别为:

0.169,0.163,0.175,0.174,0.186,0.144

改进FTA对结果的操作

1)如果基本事件对项目造成的损失一样,则结果与原模型一致。

2)原项目中没有提供事件对项目损失的影响,在此做一假设,它们造成项目的损失分别为2,2,2,2,1,2,则第五个事件就不是对项目造成损失最大的事件。

3)下面一个例子将说明改进FTA的合理之处。

例证2

《安全管理实践》中一个定量分析的例子[10]如表2所示。

计算公式

单一预期损失公式[10]:

SLE = 资产价值 × 暴露系数

年预期损失公式[10]:

ALE = SLE × 年发生概率

结果分析

1)顶事件风险率为:0.98125

2)基本事件相对概率重要度分别为:

3)0.25,0.75,0.5,0.8

4)由原模型得出第四个基本事件为影响最大的事件,但在本例中年预期损失最大的是第一个基本事件。

5)由公式RS=P×L得到结果与例子中一致。

6)其中P为年发生概率,L为SLE。

7)这个例子展示改进FTA的合理之处。即考虑对项目的损失。

7 总结

1)改进FTA模型继承了原模型的优点。

2)对原模型进行改进,并用实例证明可行。

3)在原模型定性与定量相结合基础上使定量分析更进一步。

参考文献:

[1] Wilcocks, L. Editor. Information Management: The evaluation of Information Systems Investments[M].Chapman & Hall,1994:120-140.

[2] 左美云, 邝孔武.信息系统的开发与管理教程[M].北京:清华大学出版社,2001:10-15.

[3] Boehm B W. Software Risk Management[M]. Washington D.C:IEEE Computer Society Press,1989.

[4] 邱菀华.现代项目风险管理方法与实践[M].北京:科学出版社,2003.

[5] 张健,韩茂祥.项目风险分析过程、方法及模型研究[D].南京:南京理工大学,2004.

[6] 高新波.模糊聚类分析及其应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.

[7] 杨伦标,高英仪.模糊数学[M].广州:华南理工大学出版社,1992.

[8] Kerre E E,黄崇福,阮达.模糊集理论与近似推理[M].武汉:武汉大学出版社,2004.

第7篇

[关键词]故障树分析法 排故 标注元素 故障树分析法扩展运用

中图分类号:V267 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)18-0163-02

[Key words]Fault Tree Analysis Trouble Shouting Tagging elements Fault tree analysis method is extended

一、前言:

作为一名机务维修人员既要有出色作风也要具备扎实系统理论知识,缺乏理论知识的支撑,遇到系统故障多半会手忙脚乱!对系统原理知识的学习掌握在机务维修中显得至关重要;然而,当维修人员面对复杂的系统原理图及繁琐的英文描述时,往往也会袖手无策,找不到正确的切入点,更谈不上结合描述内容去理解系统原理图。因此,拥有一套好的学习方法技巧更是如虎添翼、锦上添花! 故障树分析方法有助于维修人员在学习各理论知识点的时候逐个击破,分析其内部的交联,从而达到对整个系统知识的理解掌握。

当前,机务主要是依据故障信息或者目视检查故障现象查找排故手册,根据手册排查故障。面对复杂的系统故障, 手册的排故步骤繁琐, 而机务专家能够根据故障信息, 凭借自身排故的经验, 直接找到故障部位。要成为机务行业的专家,需要维修人员自身有一定的积累沉淀,熟练掌握系统理论知识外,结合实际情况果断做推敲也是必不可少的。在这之前,巧用故障树分析法有助于排故中逐级排查,具有较强的逻辑性,使排故人员的思路更清晰。故障树分析(Fault Tree Analysis,简称FTA)又称事故树分析,是安全系统工程中最重要的分析方法。事故树分析从一个可能的事故开始,自上而下、一层层的寻找顶事件的直接原因和间接原因事件,直到基本原因事件,并用逻辑图把这些事件之间的逻辑关系表达出来。同时故障树分析法是将最不可能的故障原因,作为顶事件,再逐级的往下分析直到不能延伸,称之为底部事件,介于顶部和底部之间的为中间事件。

二、介于故障树分析法在737-NG引气排故中的运用

引气系统的故障症状和其故障原因往往不是一一对应的,致使引气系统的故障会具有复杂性和隐蔽性。检查引气系统的运行状态是否正常,寻找故障部件和原因,进而提出相应的排除故障的措施,对维修人员提出了更高要求。传统的排故只能参考手册(图一)隔离,缺乏主观判断,运用故障树分析法对引气进行逻辑性分析诊断,指导排故人员深入判断。下面介绍如何运用于一起典型的引气低压故障,维修人员参照波音维护手册FIM36-10TASK810,作为整个排故的切入点。

在地面慢车的前提条件下,使用故障树分析法归纳故障大致有以下三类情况(如图一、图二所示):

第一类:预冷器系统故障()风扇空气流量不够,450F传感器作动,PRSOV关小,引气压力低。概括以下几种原因:

1、大翼防冰电磁阀或者预冷器控制活门传感器失效引起预冷器控制活门内部B腔压力降低,预冷器控制活门开度减小;

2、KISS封严堵塞,导致风扇进气量不足;

3、预冷器控制活门失效卡阻在关位;

4、预冷器内部脏,无法降低PRSOV下游引气温度;

第二类:压力调节故障;()纵观引气气路上的部件,高压级调节器控制高压级活门在发动机低转速的时候为气源系统用户提供引气需求,该故障发生在地面慢车情况下排除五级单项活门的可能;原因有以下几种:

1、高压级调节器失效;

2、高压级活门卡阻失效在关闭位;

3、PRSOV卡阻失效在关闭位;

4、BRV失效,无法调节控制PRSOV;

5、450F热电偶漏气,使PRSOV活门关小;

第三类:管路接头渗漏;()所涉及的相关传感器管路,接头等部件损坏或者安装不正确导致漏气。有以下几种可能渗漏:

1、PRSOV控制压力管;

2、引气调节器供压管;

3、高压级活门和高压级调节器之间的压力控制管;

4、高压级调节器压力管;

5、传感器传感管;

如此分析,相比传统排故方式就维修人员而言有以下几个方面的优势:

1. 不再是单纯的排故,通过这次的排故巩固了系统知识。

2. 逻辑条理性强,结合自身的维修经验,可以大大缩短排故周期。

3. 将整个排故分析过程收集记录,便于今后的追溯。

三、故障树分析法扩展

正如引气原理图所示,作者在运用故障树分析法挖掘出故障所涉及的各个底部事件后尝试结合系统原理图对整个发动机引气系统所涉及的部件深入认识了解。期间只是运用了简单的画图软件实现,使用不同的字体、颜色、符号标注,作为原始的故障树分析法的辅助支撑,加深对理论知识的渗透掌握,这正是维修人员在最初的飞机系统知识学习过程中所需要的,对着系统图的部件去标注相应的注释,最后再串连起来去理解整个系统。

四、基于故障树分析法扩展的应用

空调组件系统也是故障率相对较高的系统之一。737-NG飞机的空调控制分基础调节和优化调节,基础调节涉及的部件众多,管路也较为复杂。使用故障树分析法扩展使维修人员尽快的了解掌握该系统的工作原理,为后续的故障排查、提高排故效率奠定了坚实的基础。主要标注的对象依然是各个“底部事件”,气路方面也是分为冲压冷路空气()和来自气源系统的引气(),另外调节温度热空气(),最后就是未标注的传感细管(图三)。分析走向:冲压冷空气通过进气门到两级热交换器,由ACM的排气风扇吹出机外(飞机在地面的情况下,ACM排气风扇转动其后产生负压致使冲压空气流动)。热路气流则是来自气源系统流经FCV,经过初级和次级热交换器到达ACM中的压气机压缩处理,再先后经过冷凝器降温、高压除水、再加热器加温、涡轮膨胀做功,最后到混合活门掺入来自温度控制活门的热空气实现基础温度调节。期间有多个传感器和过热电门,监控组件内部引气温度用于控制和促发相应的过热警告关闭组件。通过使用此方法分析,维修人员很快就可以理清楚系统气路走向,对理论知识的理解掌握奠定了坚实基础。

五、总结

“故障树分析法”具有很强的条理分析性,自上而下从小概率的顶部事件着手分析,往下扩展延伸,直到所有底部事件显现。在理清楚思路的同时,得到底部事件和中间事件、顶部事件之间相应的关联。故障树分析法的扩展是从认识掌握系统工作原理的角度出发,借助分析结果标注底部各事件的定义、功能、控制逻辑等,理清中间事件,明确各事件之间的内部交联。为维修人员认识整个系统原理具有一定的帮助,再结合自身的经验,运用“故障树分析法”从最有可能的底部事件作为排故的关键点,将大大提高排故的效率!

参考文献

1、耿宏樊建梅.基于故障树模型的波音77 故障诊断专家系统〔J]自动化与仪表.205( 4 ).第1 一3 页.

2、沈萍.民用飞机空调系统的排故模拟技术研究[J].南京航空航天大学学报.2009,(01).

3、Boeing Company.波音737-NG系列飞机FIM手册.

4、Boeing Company.波音737-NG系列飞机SDS手册.

5、余爱华.故障树分析法在液压系统维护中的应用.安徽铜陵铜陵学院机械工程系.2006

第8篇

关键词:飞控系统;传感器子系统;可靠性;故障树

中国分类号:TP399文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)07-1656-02

The Application of Fault Tree Method for Sensors Subsystem's Reliability Analyze

LIU Xiao-dan

(Shaanxi Radio & TV University, Xi'an 710065, China)

Abstract: The Fly Control System is an important part of an aeroplane. It is admitted that the fly control system design is the kernel station in the aeroplane design, and its' design level is the key factor for the performance of an aeroplane. So it is important to study the fly control system's reliability for the performance and safety of the aeroplane. Fly control system's reliability deceided by sensors subsystem, flight control computer subsystem, servo actuation subsystem. According to the characteristic of the sensors subsystem, introduces Fault Tree Analysis method. Then set up fault tree model for sensors subsystem and make reliability anlysis for it. The result shows that Fault Tree Analysis is a good method to appraise sensor system's reliability.

Key words: flight control system; sensors subsystem; reliability; fault tree

1 概述

飞行控制系统是飞机的重要组成部分,其先进程度已成为飞机性能和作战效能的关键因素,因此有必要对其可靠性进行深入研究。飞行控制系统的可靠性主要由感知对象状态的传感器子系统、实施数据处理和执行控制功能的飞控计算机子系统、操纵舵面运动的伺服作动子系统决定,以上这3个子系统是飞控系统完成其功能和任务的基本平台,每个子系统性能的优劣直接决定着整个飞行控制系统的性能[1]。

本文重点研究传感器子系统的可靠性,在飞行控制系统中装有各种各样的传感器,它们用来精确测量飞机的各种运动参数,如姿态角、迎角、角速率、飞行高度和速度等,这些参数可以完善的描述飞机的运动状态及其在空间的位置,当获得这些参数后,便可以按一定的控制规律人工或自动地控制飞机,使其按给定姿态、航向和轨迹飞行。[2]把这些在飞行控制系统中用到的不同类型的传感器统统归入传感器子系统,再进一步对其可靠性进行研究。考虑到工程系统中的可靠性评估不应该仅仅是简单的得到可靠性计算结果,还要能够对故障原因做出分析和准确的判断,这样才能提高飞行的可靠性,减少飞机维护的盲目性,保证飞行任务的顺利完成。基于此想法,本文采用了故障树分析方法对传感器子系统进行可靠性评估。

2 传感器子系统的故障树分析

2.1 传感器子系统故障树建模

对传感器子系统进行故障树分析,第一步是要建立合理的故障树模型:首先在结构上对传感器子系统进行分解,把系统的总体结构分解为下一层次的子结构,并一直分解到底层的传感器部件。在本系统中将传感器子系统失效作为顶事件T,丢失角速率信息作为中间事件M1,丢失姿态信息作为中间事件M2,丢失速度信息作为中间事件M3,丢失航向信息作为中间事件M4,丢失高度信息作为中间事件M5,丢失位置信息作为中间事件M6。对于中间事件M1,三轴速率陀螺失效和惯性导航系统失效作为第3层子节点;对于中间事件M2,垂直陀螺失效和惯性导航系统失效作为第3层子节点;对于中间事件M2,气压传感器失效、大气数据计算机失效、GPS失效、惯性导航系统失效作为第3层子节点;对于中间事件M4,磁航向传感器失效、GPS失效、惯性导航系统失效作为第3层子节点;对于中间事件M5,气压传感器失效、无线电高度表失效、大气数据计算机失效、GPS失效、惯性导航系统失效作为第3层子节点;对于中间事件M6,GPS失效和惯性导航系统失效作为第3层子节点。图1是传感器子系统的故障树模型,表1是对图1中各个符号代表的事件的说明。

2.2 传感器子系统故障树定性分析

根据求解最小割集的下行法[6],得到传感器子系统故障树的最小割集是x1x9、x2x9、x8x9。这3条最小割集代表了传感器子系统的3种故障模式:

1)三轴速率陀螺和惯性导航系统同时失效的情况下,传感器子系统失效;

2)垂直陀螺和惯性导航系统同时失效的情况下,传感器子系统失效;

3)GPS和惯性导航系统同时失效的情况下,传感器子系统失效。

从最小割集的分析可以看出,传感器子系统的设计符合可靠性系统设计的原则,即不存在只包含一个底事件的一阶最小割集,因此也就不存在单点故障。与此同时,求出传感器子系统的最小割集还有以下几个方面的意义:

1)提高了发现系统故障原因的效率:当发现传感器子系统失效时候,不用挨个检查每个部件,而是首先检查最小割集中包含的底事件1,2,8,9是否发生,也就是检查三轴速率陀螺、垂直陀螺、GPS、惯性导航系统是否出现故障;

2)确定系统的薄弱环节:最小割集中包含的底事件反映了系统的薄弱环节,具体到传感器子系统中就是三轴速率陀螺、垂直陀螺、GPS、惯性导航系统这4个部件。换句话说,要提高传感器子系统的高可靠性,最有效的方式就是提高这4个部件的可靠性。

3)有效的指导对系统的维修:根据最小割集的定义,如果系统的某一故障模式发生了,则一定是该系统中与其对应的某一个最小割集中的全部底事件发生了,因此当进行维修时必须要修复同一最小割集中的全部故障部件才能恢复系统的可靠性。例如,当检测到垂直陀螺发生故障时并进行维修后,还必须要修复包含垂直陀螺的最小割集中的其它部件,也就是惯性导航系统,这样才能恢复系统可靠性水平。

2.3 传感器子系统故障树定量分析

2.3.1 传感器子系统可靠度计算

将传感器子系统故障树中每个底事件xi的发生概率表示为Fi(1≤i≤9), 具体见表2。

根据2.2中的定性分析结果,传感器子系统故障树的最小割集是x1x9、x2x9、x8x9,则故障树的顶事件T可以表示为:

系统的不可靠Fs的表达式可以表示为,

将表2中Fi的值代入,得到顶事件发生概率Fs=0.000001,即传感器子系统的可靠度Rs=1-Fs=0.999999。

2.3.2 传感器子系统底事件的概率重要度计算

对传感器子系统底事件 的概率重要度[6]计算如下,

代入表2中Fi的值就能够得到底事件x1的概率重要度,根据该方法得到故障树子系统所有底事件的概率重要度见表3。

根据以上的定性和定量分析结果可以看出,底事件9的发生概率的变化对顶事件发生概率的变化影响最大,其次是底事件8,然后是底事件1、2。因此为了有效的提高传感器子系统的可靠度,首先应该考虑提高惯性导航系统的可靠度,然后是提高GPS的可靠度,最后是三轴速率陀螺和垂直陀螺的可靠度。根据以上的定性和定量分析结果可以看出,底事件9的发生概率的变化对顶事件发生概率的变化影响最大,其次是底事件8,然后是底事件1、2。因此为了有效的提高传感器子系统的可靠度,首先应该考虑提高惯性导航系统的可靠度,然后是提高GPS的可靠度,最后是三轴速率陀螺和垂直陀螺的可靠度。

3 结论

对飞控系统的传感器子系统建立故障树模型并进行相关的定性和定量分析,可以有效的预知系统的故障模式,为改进设计提供依据,对保障飞机的可靠性有着实用工程意义。

参考文献:

[1] 刘林,郭恩友.飞行控制系统的分系统[M].北京:高等教育出版社,2003.

[2] 姚一平.可靠性及余度技术[M].北京:航空工业出版社,1985.

[3] 曾声奎,赵延弟,张建国,等.系统可靠性设计与分析教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2001.

[4] 张平,陈宗基.自修复飞控系统的可靠性估计[J].北京航空航天大学学报,1999,25(3):260-263.

第9篇

关键词:故障树 定性分析 定量分析 化学氧碘激光器

中图分类号:TN305 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)05(c)-0132-01

1961年,美国人提出了故障树分析(Fault Tree Analysis简称FTA)法,并成功应用于“民兵”导弹系统。我国20世纪80年代引进故障树分析法,在研究和应用方面取得了许多进展。本文就故障树分析法在化学激光器中的应用进行了详细探讨。

1 故障树分析法

故障树分析法是用故障树做为工具,分析系统故障的发生地点,分析各个可靠性特征量,评价系统可靠性的方式。它的根本原则指将系统中最糟糕境遇的故障事件作为故障分析的锚点,从而顺藤摸瓜追寻造成故障的所有诱因,将其作为先头第一层事件,于是再利用这一层中的各个原因事件作为出发点,分别寻找造成所有事件发生的下一级的全部因素,循序渐进,一直寻找至所有原始的、故障机理或概率分布都是已知的因素截止。

故障树分析法流程图如图1所示。???

首先,创造故障树的目原因旨在利用创造故障树全面挖掘系统,追寻系统中的弱项未知项;对故障树定性分析旨在追寻顶事件发生的全部因素的故障模式集合,可运用在发现故障,完善使用和维护方案等;对故障树的定量分析的核心在定量计算顶事件发生可能,从而综合评价该系统的能力。

2 建立故障树

2.1 建树的基本原则

(1)严格定义故障事件,划清边界,合理简化。

(2)由叶到根,循序深入。

(3)共因事件在故障树中必须使用统一标示。

2.2 建树示例

以某化学氧碘激光器系统为例,该激光器由氯气供给分系统、碘供给分系统、氦气供给分系统、氧发生器分系统、光学谐振腔、压力恢复分系统及控制分系统七部分组成。以激光器“激光器功率失常”作为顶事件,经过层层分析,得到代表各种故障形式的底事件。图2为化学氧碘激光器功率失常故障树,由图2可知共有15个底事件,用X1,X2,……,Xn表示。

3 应用故障树进行定性及定量分析

3.1 定性分析

故障树定性分析首先求出故障树割集,所谓割集是能够使顶事件发生的底事件的集合,当这些底事件都出现时,则顶事件肯定出现。若割集中的任何一个底事件不被激活,顶事件就不出现时,则该割集称为最小割集。

采用下行法找出图2的最小割集为X1,X2,X3,

X4,X5,X6,X7,X8,X9,X10,X11, X12,X13,X14,X15。

由图2可知,15个底事件中任一个发生都将引起激光器出光功率失常。

3.2 定量分析

定量分析是根据各个底事件发生的概率,计算系统故障树顶事件的发生概率。

通过对该化学氧碘激光器的跟踪实验,收集一定数据,得到各底事件X1,X2,……,X15的发生概率P1,P2,……,P15分别为:

未给出具体概率的底事件发生概率很小,可忽略。按式(1)计算顶事件发生的概率:

P=1- (1)

计算得出该化学氧碘激光器激光器出光功率失常发生的概率为4.17%。

4 结语

综上所述,故障树分析法直观性强,能把系统的故障与其成因形象地表现为故障因果链,反映出系统的相应关系,从而查找系统的弱项部分,并分析出系统的故障概率,可为评价和改善化学激光器设备的可靠性、提高工程化应用水平服务。

参考文献

[1] 朱继洲.故障树原理和应用[M].西安:西安交通大学出版社,1981.

第10篇

关键词:柴油机;故障;诊断

分类号:TK428

0.引言

柴油机结构复杂、系统众多,对其故障进行准确诊断的难度较大。本研究从柴油机排放入手,考虑排放检测的实时性,利用排放是柴油机燃烧情况和工作状况最直接的征兆这一特点,提出了基于排放的柴油机故障诊断方法。排放物是发动机工作的产物,与发动机运行状态有着密切的联系。实际运行中,发动机状态的变化或故障的发生必然会引起排放的变化,而排放变化则反映着发动机状态的变化或故障的发生。

1.故障树分析法基本原理

按GJB451-90的规定,故障树是用以表明产品那些组成部分的故障模式或外界事件或它们的组合将导致产品发生一种给定的故障模式的逻辑图;故障树分析是指对可能造成产品故障的硬件、软件、环境、人为因素进行分析,画出故障树,从而确定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方式。故障树分析法把所研究系统最不希望发生的故障状态作为故障分析的目标,并把最不希望发生的事件称为顶事件,不再深究的事件为基本事件,而介于顶事件与基本事件之间的一切事件称为中间事件,在进行分析时用适当的逻辑门把顶事件、中间事件和基本事件连接成树形图,即建立所谓的故障树。在实际分析中常用演绎法建立故障树,该法首先选定系统顶端事件,其后第1步是找出直接导致顶端事件发生的各种可能因素或因素组合,第2步再找出第1步中各因素的直接原因,并循此方法逐级向下演绎,一直追溯到引起系统发生故障的全部原因,即分析到系统的底事件为止;然后,把各级事件用相应的符号和适合他们之间逻辑关系的逻辑门相连接,构成一棵以顶事件为根、中间事件为节、底事件为叶的具有若干级的倒置故障树。设给定的故障树T由所有集合 式中 = 是基本故障事件的集合,仅当这些事件同时发生时,顶端事件才会发生,则 为故障树的一个割集。求得全部最小割集后,可按以下原则进行定性分析比较,以便将定性比较结果应用于指导故障诊断,指示系统改进方向。

2.常见排放异常现象与柴油机对应故障的关系分析

正常状态工作的柴油机排气颜色是无色或浅灰色的,在柴油机状态异常或发生故障时,排气烟色会发生相应的变化,常见的异常烟色主要有黑烟、蓝颜和白烟等几种。排气冒黑烟是最常见的烟色变化,造成黑烟的原因是多样的,总的来说是燃油不完全燃烧所致。具体原因:进气不足;定时错误;燃油过多或雾化不良;负荷过重、转速过高;汽缸压缩压力不足;柴油质量低劣以及其他的各种机械故障等。柴油机冒蓝烟常常发生在低负荷时,此时燃烧室温度较低,燃料着火性能不好,燃料或窜入燃烧室的油未完全燃烧,即呈微粒状态(直径在0.4μm以下)排出,从而形成蓝烟。在排出蓝烟的同时,由于燃烧的中间生成物质(甲醛)也排出,所以常伴有刺激性臭味。当柴油机冒蓝烟时,应首先检查空气滤清器和曲轴箱内的机油平面,若油面过高,应放出多余机油;若正常,应检查汽缸压缩力,汽缸压力低于规定值较多时,说明活塞环与汽缸壁间隙过大;若柴油机刚刚经过维修,则可能是活塞环安装不合适。柴油机冒白烟一般是燃油的液滴或水的液滴随废气排出所致。冒白烟分为2种情况:白烟是油烟和白烟是水汽。柴油机排白烟一般多是由于柴油机过冷或在寒冷天气、冷机启动时发生。此时,汽缸中温度较低着火不好,燃料未完全燃烧,这些未完全燃烧或部分氧化的燃料液滴与水蒸气构成的微粒(直径在1μm以上的微粒)随废气排出,就形成了白烟。经过暖机,温度正常后,白烟就会消失。改善柴油机启动性能可以减少冒白烟。排气冒白烟是油烟的主要是由喷油器故障引起,发生故障时雾化不良的燃油进入燃烧室未经燃烧就经排气口排出,形成油雾状白烟。排气冒白烟是水汽的主要原因是冷却系统某些部件漏水,漏水进入汽缸未能燃烧随废气排出,形成水汽状白烟,严重时还会出现排气管喷水。

3.运用故障树分析法进行柴油机故障诊断

如前所述,柴油机排放的异常与其各部件的状态密切相关,根据上面分析,本章以冒蓝烟为顶事件建立故障树,如图1。故障树定性分析的目的是找出最小割集,其含义在于其能描绘出处于故障状态的系统所必须修理的基本故障,通过最小割集的分析可以找出系统的薄弱环节以提高系统的可靠性和指导故障诊断和处理。求故障树最小割集的常用方法是富塞尔法,是根据故障树中的逻辑“或”门增加割集的数量,逻辑“与”增大割集容量这一性质从故障树顶事件出发,由上而下顺次把上一级事件转化为下一级事件,遇到或“门”将输入事件竖向写出,直至把全部逻辑门都置换为底事件为止,由此得到故障树的最小割集。柴油机冒蓝烟的故障树割集求法。

4.结束语

本研究以能直接反映柴油机状态和故障排放为对象,通过排放异常现象和柴油机故障的对应关系分析,应用故障树分析法相关理论,以不同排放异常为顶事件分别建立故障树,对引起顶事件发生的底事件进行了分析,并根据相关算法得出对应的最小割集,实现了柴油机故障的诊断。本文中研究表明运用故障树分析法可以将引起柴油机排放烟色异常的全部故障原因列出,使得传统中凭借人工经验对排放异常进行故障推理变得更为科学化、系统化,为柴油机故障的迅速诊断提供了一种行之有效的方法。

参考文献:

[1]冯二浩,陆辉山,潘宏侠.柴油机故障诊断研究综述[J].机械管理开发.2010(02)

[2]杨文位.柴油机故障诊断的现代方法与展望[J].农机使用与维修.2013(01)

第11篇

关键词:内燃动车组;单车制动;故障树

中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)08-0111-02

孟加拉内燃动车组设计用于孟加拉共和国铁路线路,适应湿热的热带气候。该动车组为内燃电传动动车组,交流电传动,由3辆车组成,采用两动一拖形式,头车为动车,中间车为拖车。能够以最高80公里/小时的速度运行。最高试验速度允许达到88km/h。制动系统满足初速度80km/h,紧急制动距离不大于700m的要求。制动系统遵循UIC标准体系的要求。

制动系统遵循故障导向安全的原则,尤其当出现意外情况时,保证列车能够及时停车。本文采用故障树分析方法,对单车制动失效进行了分析。

1 制动系统的构成

制动系统采用间接作用式空气制动。当列车管压力降低时,产生制动作用;列车管压力上升时,缓解制动。拖车制动系统由供风系统、基础制动系统、制动控制系统及制动管路组成。动车制动系统由司机室制动控制系统、制动控制系统、基础制动系统及制动管路组成。

供风系统由风源系统和辅助供风系统组成。为了满足整车的用风需求,动车组运行需要两套风源系统正常工作,利用储风缸给用风设备供风。

基础制动系统主要是安装在转向架的制动装置,用于执行制动及缓解指令。动车组基础制动采用踏面制动单元。

制动控制系统是通过贯穿整列动车组的列车管压力的变化而由各个车上的分配阀产生不同等级的制动力,从而实现对制动缸的制动及缓解操作。

制动管路采用不锈钢材质的FBO接头管路系统,为了确保制动性能安全性,须保证管路系统装配后的密封性能。

2 故障树分析方法

故障树分析以一个不希望发生的产品故障事件即顶事件作为分析的目标,通过自上而下严格的按层次的故障因果逻辑分析,采用演绎推理的方法,逐层找出故障事件的必要而充分的直接原因,最终找出导致顶事件发生的所有原因和原因组合,并计算它们的发生概率,然后通过设计改进和实施有效的故障检测、维修等措施,设法减少其发生概率,给出产品的改进建议。

故障树分析包括定性分析和定量分析。

定性分析是故障树分析的最基本任务,目的在于寻找导致顶事件发生的原因事件及原因事件的组合;帮助分析人员发现潜在的故障,发现设计的薄弱环节,以便改进设计;还用于指导故障诊断,改进使用和维修方案。通过定性分析可以找出故障树的全部最小割集,对最小割集进行分析找出薄弱环节,据此制定改进措施。

定量分析是在定性分析的基础上利用底事件的可靠性数据对故障树进行定量计算,得到顶事件的发生概率,每个最小割集的发生概率和最小割集与底事件重要程度,发现薄弱环节,根据重要度分析结果,安排改进措施的优先顺序。

3 单车制动失效故障树分析

3.1 分析步骤

单车制动失效故障树分析的步骤如下:

(1)熟悉系统:详细了解系统状态及各种参数。

(2)确定顶事件:要分析的对象即为顶事件。对所调查的事故进行全面分析,从中找出后果严重且较易发生的事故作为顶上事件。通过对制动系统的研究,选取“单车制动失效”作为顶事件研究。

(3)调查原因事件:调查与事故有关的所有原因事件和各种因素。

(4)画出故障树:基于系统架构,逐级找出直接原因的事件,直至所要分析的深度,按其逻辑关系,画出故障树,如图1所示。

(5)事故发生概率:根据类似项目经验,确定所有基础事件的故障率以及平均维修时间。

(6)计算顶事件概率:基于基础事件参数,计算顶事件的故障可能性以及不可用性。

3.2 构造故障树

当危险性较低时,一般采用经验的、不太详细的分析方法,如安全检查表法等。

通过对引起单车制动失效的原因进行逐层分析,建立了单车制动失效的故障树,如图1所示:

图1 单车制动失效故障树

(1)本车有两台压缩机为总风管及制动管路供风;在一套压缩机故障的情况,另一套压缩机仍可以为总风管供风。所以,只有在两套压缩机单元同时故障的情况下,才可导致制动失效;

(2)制动管路的任意部件发生泄漏或者堵塞,都会导致该辆车制动失效;

(3)总风管内的任意部件发生泄漏,会导致整列车制动失效,当然也将导致本辆车制动失效;

(4)制动控制子系统内的任意部件发生泄漏,都将导致该辆车制动失效。

(5)事故发生概率:基础事件的数据类型都采用一般模型,即通过故障率以及平均维修时间来计算。

4 故障树分析结果

4.1 定性分析

通过对单车制动失效故障树进行分析,得出引起单车制动失效的最小割集为60个,分别为:X1X2-没有收到压缩机启动信号,X3-B24泄漏,X4-B22泄漏,X5-P01泄漏,等等。每一个最小割集都表示顶事件发生的一种可能,故障树中有几个最小割集,顶事件发生就有几种可能,因此,最小割集越多系统危险性越大。每个最小割集都代表了一种故障模式。若不考虑基本事件发生的概率,或假定基本事件发生的概率相同,则少事件的最小割集比多事件的最小割集容易发生。因此,为了降低系统的危险性,对含基本事件少的最小割集应优先考虑采取安全措施。

4.2 定量分析

根据计算,单车制动失效的故障可能性为8.66x10-6/小时/列车。基于列车每年运行365天,每天运行15小时计算,单车制动失效的故障可能性为0.04/年/列车。

5 结语

分析出来可能导致顶事件发生的底事件总数为38个,其中最小割集为60个,阶数为1阶的有24个,阶数为2阶的有36个。

在制动设计上无法继续降低单车制动失效的频率,根据制动计算结果,需要在单车制动失效的情况下对车辆进行限速运行,速度不得超过60km/h,此时仍可保证制动距离。此时速度控制完全由司机控制,应对司机进行安全培训,确保其遵守运营规程。

参考文献

[1] 臧晓艳.孟加拉内燃动车组空压机控制策略[J].

中国科技信息,2013,(5):72.

[2] 张瑞玲.出口孟加拉内燃动车组制动系统FBO

接头管路应用研究[J].铁道机车与动车,2013,

第12篇

关键词:数控机床;电气控制;驱动系统;可靠性:3F

伴随着机械制造业的高速发展,数控机床应用受到了广泛关注,要在研究电气驱动系统原理基础上,展开综合评估和分析,从而开展更加科学有效的管理方案,实现经济效益和社会效益的和谐统一。

1数控机床电气驱动系统组成

一般而言,数控机床主要包括主电机、风机、主轴箱、开式中心架、分体闭式中心架、刀架、横溜板、整体闭式中心架、尾座、排屑器等部分,依据CNC机床核心系统完成连接,并且对机床各部分予以加工任务的协调控制,维持良好的应用效能。其中,电气驱动控制系统是关键组成部分。依据系统组成结构主要分为6个子模块,具体情况如下:1)电源控制系统,主要是对机床的各个部分提供电源支持,确保工作顺利进行[1]。2)PLC输入系统,能对数控机床的逐个控制器件以及辅助器件予以状态信息的实时性收录和处理,确保任务分析中相关数据传递和控制的合理性。3)PLC输出系统,对电磁阀的关闭予以控制,从而确保相应电路的接通以及关闭都能按照应用要求和标准予以落实。4)控制系统,对油泵电机结构、油温控制结构、电磁阀以及交流接触器等基础元件进行保护,确保其处于良好的应用运行状态。5)主传动控制系统,主要是对X轴、Z轴、U1轴以及U2轴予以实时性运动控制,并且保证进给控制效果的最优化。6)尾座运动控制系统,实现尾座上体控制组件、下体控制组件等结构的实时性运动控制。与此同时,要配合FMECA分析,也就是故障模式影响和危害性分析,从而及时评估各个子模块应用运行的情况,并且维持系统统一分析,有效了解系统失效的因素,以便于能开展更加合理的控制机制。

2数控机床电气驱动系统故障树分析

将分体闭式中心架作为主要研究对象。基于模块化思想实现动态故障树可靠性分析,完成定量和定型处理,并综合模块分析结果,以有效了解数控机床电气驱动系统的可靠性情况。

2.1动态故障树建模

(1)中心架运动控制系统主要包含车床的分体闭式中心架、整体闭式中心架和开式中心架,其中,开式中心架为整个系统电机提供运行动力,分布式中心架发出信号后借助限位开关、检测开光等进行信号检测,与此同时,继电器实现信号传递,就能有效对数控机床中心架横移和升降予以控制[2]。在建模开始前要选取具体的顶事件,本文以分体闭式中心架功能故障为顶事件完成故障书建模。与此同时,将中心架运动控制系统仅与电气驱动控制相关联、不考量人为因素作为边界条件,架设系统仅具有“故障”和“正常”两种基本形态,且各个零部件故障相互独立。(2)故障树事件代码结合分体闭式中心架电气工作原理可知,电机为其提供动力,按钮站完成信号发出,依次完成信号检测和信号传递,最后实现中心架运动控制,因此,任何环节可靠性的失衡都会造成功能故障,所以,可靠性建模要形成串联模型。为便于完成故障树建模,先要完成故障树事件代码的标注。整体设定为F1,表示分体式中心架功能故障,具体内容如下(见图1):1)A组,A1为按钮盒组件故障、A2为限位开关组件故障、A3为电磁阀组件故障、A4为插头插座组件故障、A5为接触器组件故障、A6为继电器组件故障。2)X组,X1为推拉式带灯紧停故障,X2表示自复灯故障,X3表示二位置带灯选择开关故障,X4表示横移限位开关故障,X5表示上下行程限位开关故障,X6表示接近限位开关套筒放松故障,X7为矩形插头插座故障,X8为圆形插头插座故障继电器故障。X9表示接触器1故障、X10为接触器2故障。X11表示继电器1故障、X12表示继电器2故障[3]。综上所述,X组是对A组进行细化的组别划分,以保证相应底事件重要度分析工作能更加精准有效,从而维持整体故障评估分析工作的实效性,有序控制建模流程,从而发挥故障树的应用优势[4]。(3)故障树模型依据各级事件代码代表的事件完成建模,并且按照相应的关系和属性情况进行故障树相应单元的匹配处理,具体故障树模型见图1。在确定数控机床电气驱动控制系统结构中的顶事件后,就要进行底事件重要度的分析,主要是对累积故障分布情况予以评估,由于其本身属于指数分布,因此,假设工作任务时间为600h,就能对各个元器件的故障概率予以初步推算。其中,电磁阀故障重要度居于首位,其次分别为继电器、横移限位开关、按钮盒组件类。由此可知,分体闭式中心架子系统中影响其运行可靠性的关键零件就是电磁阀[5]。

2.2模块化分析

在完成建模工作后,就要结合模块化思想对象应内容予以全面阐释,结合搜索算法完成静态模块和独立动态模块的划分,应用决策图完成静态分析,配合逻辑约束和时间约束求解的方式分析动态模块,综合分析结果,实现分体闭式中心架动态故障树模块化评估。首先,要进行动态故障树的预处理,使用预处理技术就是为了优化分析速度,保证故障树模块化。其次,匹配模块搜索算法后,搜索模块的时间和规模会呈现出线性关系。最后,按照基本流程落实具体工作。1)深度优化,并从左到右完成动态故障树的处理。2)依次记录对应的被访问事件[6]。3)依次记录被访问事件的首次步数和末尾访问步数。4)检查顶事件和底事件首次末尾次数的情况。5)完成底事件组成模块动态独立树和底事件组成模块静态独立树的评估。6)完成所有事件的分析结束搜索模块算法。

2.3故障树分析结果

在对分体闭式中心架进行动态故障树故障模式分析后,依据顺序重要度分析,就能明确了解导致顶事件发生的故障模型,并且评估故障动态特性,以维持模块化思想动态故障树分析方法的准确性,实现特殊复杂系统故障特性和可靠性联系的评估目的。另外,在顶事件发生概率计算后可知,分体闭式中心架功能故障的发生概率不足1%,对其进行细化后了解到,底事件原动态故障树概率重要度的关键零件就是电磁阀等,要对其应用效能予以关注,从而保证整体系统运行的可靠性[7]。

3数控机床电气驱动系统可靠性故障处理建议

3.13F技术内容

在3F技术体系内,主要涉及故障模式、故障产生影响以及故障危害性评估等工作,并完成故障时分析、故障报告生成以及相应纠正机制,所以,3F技术是提升产品质量可靠性的重要技术方案,也正是基于此,可靠性工程中广泛应用3F技术作为分析工具,包括航空航天、电子产品等领域[8]。由图2可知,在产品整个应用过程中融合3F技术,能在完善可靠性管理工作的基础上,优化整体时间和经济成本,为产品可靠性的优越性增长提供保障。

3.23F技术应用过程

1.设计阶段第一,要结合实际设计要求和可靠性评估指标,确定研究对象,保证研究内容后可靠性优化处理方案都能落实到位,最大程度上提高数控机床电气驱动系统的可靠性。第二,明确电磁阀可能存在的故障类型,并依据具体情况分析故障可能对产品产生的影响,也就是说,要完成预期分析,从而明确可靠性失衡会造成的情况,从而针对性地开展可靠性优化处理工作,保证系统综合应用质量最优化。第三,结合故障模式进行RPN数值的排序分析,按照影响情况将RPN数值分为三个基本等级,主要包括:S,表示严酷度;O,表示故障发生概率的等级情况;D,表示故障探测度的具体级别。为了保证整体分析效果的最优化,要在RPN数值对比过程中对故障情况进行综合分析,若是故障RPNi在100以上,或者是故障的严酷度在9以上,则认定为故障模式是最高风险,需要相关人员立即采取对应的改进机制。并且,高风险故障模式改进过程中,要重新评定RPNi数值,将其和故障模式进行对比反馈,确保其数值达到可接受的范围内停止操作,从而确保故障模式分析、危害性分析、故障树分析以及故障报告纠正处理等工作都能落实到位[10]。综上所述,在对电磁阀进行可靠性RPNi数值处理后,将电磁阀无动作、电磁阀漏气视为高风险故障问题,此时需要立即采取相应的处理措施,避免可靠性失衡。第四,选择电磁阀无动作以及电磁阀漏气作为整个可靠性评估分析工作中的顶事件,依据实际情况建立匹配的故障树,从而更好地了解相关情况,以维持综合分析模式的规范性。第五,要对发生概率较高的底事件予以集中评估和分析(见表1),以保证能采取对应的纠正措施,有效降低RPNi数值,避免故障发生对其应用效果产生的影响。1)对电磁阀无动作的高概率底事件予以改造,为“接线头松动或者是线头脱落”,主要采取的方式就是装配时紧固处理,并且定期采取相应的检查机制,及时完成松动位置的加固。2)对电磁阀漏气高概率底事件予以改进,为“密封垫片损坏”,主要采取的方式就是更换处理。3)经过一系列操作后,电磁阀无动作、电磁阀漏气等情况的RPNi数值得以有效降低,严重程度从9减少到5,证明相应的改善处理机制切实有效,从而最大程度上避免此类型安全故障问题。第七,在完成相应工作后,就能及时查询电磁阀产品的潜在故障模型,配合完整的分析机制,落实科学合理的改进管控方案,维持电磁阀应用效果的基础上,确保数控机床电气驱动系统可靠性得以全面优化。2.后续跟进阶段在完成初步设计环节后,就要对阶段予以分析,主要是开展追踪、控制等工作,从而确保试产使用中不会产生对应的故障问题。由图3可知,基本流程内容情况为:1)要在电磁阀产品试制工序中,检测人员就要对检测过程中出现的异常故障问题予以汇总,并且将其呈交到上级部门,确保故障基本信息汇总完成。2)上级部门完成分析后隔离产生故障的电磁阀,并且指派研发部门联合控制。3)若是分析后得知系统结构中造成故障的原因是线圈的断路问题,则制定对应有效的处理措施,或者是直接更换线圈、更换线圈供应商。4)要落实改进措施的评估报告,并且集中分析和处理,确保产品合格。5)要在产品试产环节和批量投产环节中落实精细化分析管理机制,保证循环重复故障模式闭环控制模块,从而及时发现问题以便于落实相应工作。6)系统满足设计目标要求,完成分析。

3.33F技术应用效果

一方面,建构电气驱动系统故障报告闭环管理模式,及时掌控故障情况,维持整体设备原件和系统管理的平衡,最大程度上提高运行的稳定性,打造可靠合理的运行环境,减少安全隐患造成的后续影响,真正意义上实现故障的归零。另一方面,3FA技术体系中,可靠性分析工作更加精细化,并且能从分析入手,进行处理和消除潜在故障的并行控制,保证闭环管理的及时性和稳定性,为设备可靠性的持续性管理予以支持,也为数控机床整体运行效率的优化提供保障。

4结束语

总而言之,在数控机床电气驱动系统管理工作中,要明确具体技术应用的合理性,基于故障树的模型分析,全面评估可能造成系统运行不稳定的因素,处于可靠性管理的考量,综合应用3F技术完成闭环控制工作,确保能最大程度上提高其运行稳定性效果,减少可靠性不足造成的隐患问题,实现经济效益和管理效益的双赢,也为数控机床行业的可持续发展奠定坚实基础。

参考文献:

[1]王丽君.数控机床电气驱动系统可靠性研究[J].机械设计与制造工程,2018,47(1):66-69.

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[3]吴丙昊.试述数控机床电气控制与驱动系统的可靠性[J].大科技,2019(20):239.

[4]李丽.考虑认知不确定性的重型数控机床电气控制与驱动系统可靠性分析[D].四川:电子科技大学,2017.

[5]姜梅.数控机床电气控制与驱动系统故障树分析[D].四川:电子科技大学,2018.

[6]晏晶.数控机床电气控制与驱动系统的可靠性研究[D].四川:电子科技大学,2019.