? ?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。
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。
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。
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級 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)??? 容 | 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)? 容 | 應(yīng)采取的措施 |
I(致命) | 7~10 | 完不成任務(wù),人員傷亡 | 變更設(shè)計 |
Ⅱ(重大) | 1~7 | 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) | 2~4 | 一部分任務(wù)完不成 | 不必變更設(shè)計 |
Ⅳ(可忽略) | <2 | 無影響 | 無 |
??? (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。