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故障類型及影響分析程序

  
評論: 更新日期:2020年09月05日

? ?故障類型及影響分析的思路是,從設(shè)計功能上,按照“系統(tǒng)-子系統(tǒng)-元件”順序分解研究故障模式,再按逆過程,即“元件-子系統(tǒng)-系統(tǒng)”順序研究故障的影響,選擇對策,改進(jìn)設(shè)計。因此,其分析步驟如圖1所示。

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圖1故障模式及影響分析程序框圖

??? (1)明確系統(tǒng)的情況和目的

??? ?在分析步驟中首先應(yīng)對系統(tǒng)的任務(wù)、功能、結(jié)構(gòu)和運行條件等諸方面有一個全面的了解。如系統(tǒng)由哪些子系統(tǒng)、組件和元件組成,它們各自的特性、功能,以及它們之間的聯(lián)接、輸手輸出的關(guān)系;系統(tǒng)運行方式和運行的額定參數(shù)、最低性能要求、操作和維修方式與步驟;系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的相互關(guān)系、人機關(guān)系。以及其他環(huán)境條件的要求等。要掌握這些情況,就應(yīng)了解系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)書、技術(shù)設(shè)計說明書、圖紙、使用說明書、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、事故情報等資料。

??? (2)確定分析的層次

??? 分析開始時就要根據(jù)系統(tǒng)的情況,決定分析到什么層次。這是一個重要的問題。圖2是分析層次與故障模式及影響分析的關(guān)系。

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圖 2 分析的層次和故障摸式及影響分析

??? ?由圖2可見,不同的分析層次故障模式及影響分析應(yīng)有不同的格式,在各分析層次中,由于故障所在層次不同,故障模式對上一層影響和對下一層的故障原因追究深度也不相同。

??? ?如果分析的層次太淺,就會漏掉重要的故障模式,得不到有用的資料;反之,若分析得過深,一切都分析到元件,則會造成結(jié)果繁雜,費時太多,同時對制定措施也帶來了困難。一般說來,對關(guān)鍵的子系統(tǒng)可以分析得深一些,次要的可以分析淺些,有的可以不分析。

??? (3)繪制功能框圖和可靠性框圖

??? 根據(jù)對系統(tǒng)的分解和分析畫出功能框圖。

??? ?可靠性框圖是從可靠性的角度建立的模型,它把實際系統(tǒng)的物理、空間要素與現(xiàn)象表示為功能與功能之間的聯(lián)系,尤其明確了它們之間的邏輯關(guān)系。圖3是高壓空氣壓縮機的可靠性框圖。

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圖3 高壓空氣壓縮機可靠性框圖

??? (4)建立故障模式清單、分析故障模式及影響

??? ?這一步是實施故障模式及影響分析的核心,通過對可靠性框圖所列全部項目的輸出分析,根據(jù)理論知識、實踐經(jīng)驗和有關(guān)故障資料,判明系統(tǒng)中所有實際可能出現(xiàn)的故障模式(即導(dǎo)致規(guī)定輸出功能的異常和偏差)。分析過程的基本出發(fā)點,不是從故障已發(fā)生開始考慮,而是分析現(xiàn)有設(shè)計方案,會有哪種故障發(fā)生,即對每一種輸出功能的偏差,預(yù)測可能發(fā)生什么故障,對部件、子系統(tǒng)、系統(tǒng)有什么影響及其程度,列出認(rèn)為可能發(fā)生的全部故障模式。

??? 選定、判明故障模式是一項技術(shù)性很強的工作,必須細(xì)致、準(zhǔn)確。下面介紹5W1H啟發(fā)性分析方法要領(lǐng)。

??? ?5W1H方法,就是指Who(誰),When(何時)、Where(何處),What(什么)、Why(為什么),How(怎樣、如何)的總稱,以提問方式來完成對故障事故的思考。

??? ① ?為什么(Why):為什么要有這個元件?為什么這個元件會發(fā)生故障?為什么不加防護裝置?為什么不用機械代替人力?為什么不用特殊標(biāo)志?為什么輸出會出現(xiàn)偏差?

??? ② ?什么(What):功能是什么?工作條件是什么?與什么有關(guān)系?規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)是什么?在什么條件下發(fā)生故障?將會發(fā)生什么樣的故障?采用什么樣的檢查方法?制定什么樣的預(yù)防措施?

??? ③ 誰(Who):誰操作?故障一旦發(fā)生誰是受害者?誰是加害者?影響到哪些功能?誰來實施安全措施?

??? ④ 何時(When):何時發(fā)生故障?何時檢測安全裝置?何時完成預(yù)防措施計劃?

??? ⑤ 何地(Where):在什么部位發(fā)生故障?防護裝置裝在什么地方最好?何處有同樣的裝置?監(jiān)測、報警裝置裝在什么地方最好了何地需要安全標(biāo)志?

??? ⑥ 如何(How):發(fā)生故障的后果如何?影響程度如何?如何避免故障發(fā)生?安全措施控制能力如何?如何改進(jìn)設(shè)計?

??? ?在故障分析時,應(yīng)根據(jù)對象的不同采取不同的分析方法。但必須注意,切勿只見現(xiàn)象,不見真正的原因。要從全局出發(fā),綜合各種信息采取失效物理的微觀分析,一般可按下面的程序進(jìn)行。

??? a. 掌握全局性分析的綜合調(diào)查。如果陷入過于細(xì)微的故障現(xiàn)象之中,往往會把原因和結(jié)果搞錯,所以,首先要做全局性的調(diào)查。

??? b. 從非破壞性的外部分析到解剖、破壞性的內(nèi)部分析。

??? c. 建立故障原因的假設(shè),并進(jìn)而求證。

??? (5)研究故障檢測方法

??? ?設(shè)定故障發(fā)生后,說明故障所表現(xiàn)的異常狀態(tài)及如何檢側(cè),例如通過聲音的變化,儀表指示量的變化進(jìn)行檢測。對保護裝置和警報裝置,要研究能被檢測出的程度如何并做出評價。

??? (6)確定故障等級

??? ?由于各種故降模式所引起的子系統(tǒng)、系統(tǒng)事故有很大的差別,因而在處理措施上就要分清輕重緩急區(qū)別對待。故障等級是衡量對系統(tǒng)任務(wù)、人員安全造成影響的尺度。確定故障等級的方法有以下幾種。

??? ① 簡單劃分法。將故障模式對子系統(tǒng)或系統(tǒng)影響的嚴(yán)重程度分四個等級,見表1所示,可根據(jù)實際情況進(jìn)行分級。

表1 故障類型分級表

故障等級

影響程度

可能造成的危害或損失

I

Ⅱ級

Ⅲ級

Ⅳ級

致命性

嚴(yán)重性

臨界性

可忽略性

可能造成死亡或系統(tǒng)損失

可能造成嚴(yán)重傷害,嚴(yán)重職業(yè)病或主系統(tǒng)損壞

可造成輕傷、輕職業(yè)病或次要系統(tǒng)損壞

不會造成傷害和職業(yè)病,系統(tǒng)也不會受損

??? ② ?評點法。在難于取得可靠性數(shù)據(jù)的情況下,可采用此法,它比簡單劃分法較精確。該方法從幾個方面來考慮故障對系統(tǒng)的影響程度,用一定點數(shù)表示程度的大小、通過計算,求出故障等級。

??? 評點數(shù)由下式求得:

??? ?

??? 式中,Cs- 總點數(shù),0<Cs<10;

????????? Ci- 因素系數(shù),0<Ci<10。

??? 評點因素和系數(shù)如表2所示。

表2評點因素和系數(shù)

評點因素

系數(shù) 

1.故障影響大小

2.對系統(tǒng)造成影響的范圍

3.系故障發(fā)生的頻率

4.工防止故障的難易程度

5.是否新沒計

0<Ci<10

1<i<5


??? 其評點因素的內(nèi)容比較模糊,而且系數(shù)取值范圍較大,不易評得準(zhǔn)確。

??? 另一種求點數(shù)的方法列于表3,可根據(jù)評點因素求出點數(shù),然后求和,得出總點數(shù)Cs。

表3? 評點參考表

評點因素

內(nèi)???

點數(shù)

故障影響大小

造成生命損失

造成相當(dāng)程度的損失

元件功能有損失

無功能損失

5.0

3.0

1.0

0.5

對系統(tǒng)影響程度

對系統(tǒng)造成兩處以上的重大影響

對系統(tǒng)造成一處以上的重大影響

對系統(tǒng)無過大影響

2.0

1.2

0.5

發(fā)生頻率

容易發(fā)生

能夠發(fā)生

不太發(fā)生

1.5

1.0

0.7

防止故障的難易程度

不能防止

能夠防止

易于防止

1.3

1.0

0.7

是否新設(shè)計

內(nèi)容相當(dāng)新的設(shè)計

內(nèi)容和過去相類似的設(shè)計

內(nèi)容和過去同樣的設(shè)計

1.2

1.0

0.8

??? 以上兩種評點方法求出的總點數(shù) ,均可按表4評出故障等級。

表4評點數(shù)與故障等級

故障等級

評點數(shù)

內(nèi)?

應(yīng)采取的措施

I(致命)

710

完不成任務(wù),人員傷亡

變更設(shè)計

Ⅱ(重大)

17

大部分任務(wù)完不成

重新討論設(shè)計,也可變更設(shè)計

Ⅲ(輕微)

24

一部分任務(wù)完不成

不必變更設(shè)計

Ⅳ(可忽略)

<2

無影響

??? (7)故障類型及影響分析表格?

??? 可以根據(jù)分析的目的、要求設(shè)立必要的欄目,簡捷明了地顯示全部分析內(nèi)容。


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