可靠性分析工具與CAD/CAE
發(fā)布時間:2011/8/27 9:24:18 訪問次數(shù):2923
可靠性工程是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要將涉及范圍廣泛、應(yīng)用條件多樣的各類可靠性技術(shù)針對具體的工作對象，根據(jù)系統(tǒng)或產(chǎn)品的不同特點、不同的研制生產(chǎn)階段，以及與其他系統(tǒng)工程要素相協(xié)調(diào)，制定出合理可行的可靠性計劃和實施方案，并有效實施。
可靠性技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)屬于相當(dāng)成熟的技術(shù)，有一整套科學(xué)完整的技術(shù)手段和管理方法，可以有效解決傳統(tǒng)故障和不確定性故障。其中最常用的是業(yè)界推崇的“3F”，即FTA、FMECA和FRACAS。
1．FTA
1) FTA的含義 G218A
故障樹分析法( fault tree analysis，F(xiàn)TA)是一種系統(tǒng)化的演繹方法，它以系統(tǒng)不希望發(fā)生的一個事件（頂事件）作為分析的目標(biāo)，第一步去尋找所有引起頂事件的直接原因，第二步再分別找上述每個直接原因的所有直接原因，儂次進行，直至最基礎(chǔ)的直接原因（底事件）。
FTA用各種邏輯符號，表達上面的關(guān)系，用以找出系統(tǒng)內(nèi)可能存在的元件失效、環(huán)境影響、軟件缺陷及人為失誤等各種因素（底事件）與系統(tǒng)失效（頂事件）之間的邏輯關(guān)系，形成故障樹圖(fault tree diagram，F(xiàn)TD)。圖7.2.4所示是以頂端事件為“根”向下倒長的一棵“樹”——故障樹。
FTA可以定性或定量地研究“底事件”對“頂事件”的影響，俗稱“打破砂鍋問到底”的方法。目前，故障樹分析法還處在不斷完善的發(fā)展階段，應(yīng)用范圍正在不斷擴大，是一種很有前途的故障分析法。
2) FTA的特點
①FTA是一種由上而下（由系統(tǒng)到元件）的系統(tǒng)完整的失效因果關(guān)系的分析程序。直觀、明了，思路清晰，邏輯性強，可以搜尋所有基本故障模式。
②FTA是一種定量分析的手段，它使用樹形圖來進行分析。
③因為FTA使用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)公式，故便于編成程序由計算機運算。
3) FTA的發(fā)展及主要應(yīng)用方面
FTA首先用于分析導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)，后來推廣應(yīng)用到航天、核能及化工等許多領(lǐng)域，雖然其出現(xiàn)已四十多年，但其發(fā)展仍方興未艾。FTA是分析復(fù)雜系統(tǒng)可靠性和安全性的有效方法，它便于分析單調(diào)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)、非單調(diào)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)、多狀態(tài)系統(tǒng)和多狀態(tài)非單調(diào)關(guān)聯(lián)等系統(tǒng)的可靠性和安全性。
2．FMECA
故障模式、影響和嚴(yán)重性分析( failure mode，effects and criticality analysis，F(xiàn)MECA)是在工程實踐中總結(jié)出來的，以故障模式為基礎(chǔ)，以故障影響或后果為目標(biāo)的分析技術(shù)。它通過逐一分析各組成部分的不同故障對系統(tǒng)工作的影響，全面識別設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)和關(guān)鍵項目，并為評價和改進系統(tǒng)設(shè)計的可靠性提供基本信息。
FMECA是針對產(chǎn)品所有可能的故障，并根據(jù)對故障模式的分析，確定每種故障模式對產(chǎn)品工作的影響，找出單點故障，并按故障模式的嚴(yán)重度及其發(fā)生概率確定其危害性。所謂單點故障指的是引起產(chǎn)品故障的，且沒有冗余或替代的工作程序作為補救的局部故障。
FMECA包插故障模式及影響分析(FMEA)和危害性分析(CA)。表7.2.1是FMECA在產(chǎn)品研發(fā)、制造和使用的生命周期中的應(yīng)用情況。
3．FRACAS
故障分析、報告與糾正措施系統(tǒng)(failure report analysis and corrective actionsystem，F(xiàn)RACAS)是基于系統(tǒng)故障的管理策略。其目標(biāo)是將每一個故障模式消除于系統(tǒng)的研制階段、設(shè)計階段以及早期使用階段。
FRACAS用于采集、記錄和分析產(chǎn)品可靠性信息，針對故障信息通過采取合理的糾正措施進行故障消除，形成一個閉環(huán)控制和管理系統(tǒng)。FRACAS過程是一個閉環(huán)過程，保證了系統(tǒng)可靠性逐步增長，最終達到“安全可靠，一次成功”的目標(biāo)。在產(chǎn)品的壽命周期中，F(xiàn)RACAS工作能夠有赦地提高產(chǎn)品的可靠性、維修性和安全性水平。
應(yīng)用FRACAS，可以建立質(zhì)量與可靠性信息平臺，完善問題和故障的閉環(huán)控制，輔助制定可靠性增長計劃，可靠性工作的開展提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)輔助進行產(chǎn)品決策，是可靠性保障流程的主要環(huán)節(jié)。圖7.2.5所示為FRACAS數(shù)據(jù)庫在可靠性技術(shù)中的應(yīng)用。
4．可靠性CAD/CAE G38A21214AEU
現(xiàn)代可靠性技術(shù)廣泛應(yīng)用CADlCAE，為解決產(chǎn)品可靠性分析、設(shè)計和失效分析提供了有效的技術(shù)平臺�，F(xiàn)在市場上已經(jīng)有眾多廠商推出可靠性分析軟件工具，例如壽命數(shù)據(jù)分析軟件，加速壽命試驗( QALT)數(shù)據(jù)分析軟件，利用可靠性框圖(RBD)進行系統(tǒng)可靠性、可維護性和可用性分析的軟件，失效模式、效果和危害度分析軟件，可靠性增長分析軟件等。
隨著電子產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性要求的日益提高及國內(nèi)可靠性工作的深入展開，可靠性工程CADlCAE軟件已成為推動和做好可靠性工作必不可少的輔助工具。已經(jīng)有企業(yè)推出綜合性軟件平臺，以產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)的可靠性、維修性、保障性、測試性和安全性設(shè)計分析工作需求為出發(fā)點，能夠進行總體規(guī)劃和設(shè)計，可滿足航空、航天、兵器、船舶、電子等高可靠性領(lǐng)域和其他各行業(yè)可靠性設(shè)計分析和管理工作的需要。這種綜合軟件平臺涵蓋了可靠性設(shè)計分析中最實用和最常用的方法模塊，例如：
1)可靠性頂層設(shè)計和管理平臺；
2)可靠性建模；
3)可靠性預(yù)計；
4)可靠性分配；
5)故障模式、影響及嚴(yán)重性分析(FMECA)；
6)故障樹分析(FTA)；
7)優(yōu)選元器件管理；
8)故障分析報告和糾正措施系統(tǒng)(FRACAS)；
9)維修性預(yù)計；
10)維修性分配；
11)測試性分析；
12)維修分析(RCMA)；
13)事件樹分析(ETA)；
14)電子設(shè)備降額設(shè)計；
15)可靠性評估。
可靠性工程是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要將涉及范圍廣泛、應(yīng)用條件多樣的各類可靠性技術(shù)針對具體的工作對象，根據(jù)系統(tǒng)或產(chǎn)品的不同特點、不同的研制生產(chǎn)階段，以及與其他系統(tǒng)工程要素相協(xié)調(diào)，制定出合理可行的可靠性計劃和實施方案，并有效實施。
可靠性技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)屬于相當(dāng)成熟的技術(shù)，有一整套科學(xué)完整的技術(shù)手段和管理方法，可以有效解決傳統(tǒng)故障和不確定性故障。其中最常用的是業(yè)界推崇的“3F”，即FTA、FMECA和FRACAS。
1．FTA
1) FTA的含義 G218A
故障樹分析法( fault tree analysis，F(xiàn)TA)是一種系統(tǒng)化的演繹方法，它以系統(tǒng)不希望發(fā)生的一個事件（頂事件）作為分析的目標(biāo)，第一步去尋找所有引起頂事件的直接原因，第二步再分別找上述每個直接原因的所有直接原因，儂次進行，直至最基礎(chǔ)的直接原因（底事件）。
FTA用各種邏輯符號，表達上面的關(guān)系，用以找出系統(tǒng)內(nèi)可能存在的元件失效、環(huán)境影響、軟件缺陷及人為失誤等各種因素（底事件）與系統(tǒng)失效（頂事件）之間的邏輯關(guān)系，形成故障樹圖(fault tree diagram，F(xiàn)TD)。圖7.2.4所示是以頂端事件為“根”向下倒長的一棵“樹”——故障樹。
FTA可以定性或定量地研究“底事件”對“頂事件”的影響，俗稱“打破砂鍋問到底”的方法。目前，故障樹分析法還處在不斷完善的發(fā)展階段，應(yīng)用范圍正在不斷擴大，是一種很有前途的故障分析法。
2) FTA的特點
①FTA是一種由上而下（由系統(tǒng)到元件）的系統(tǒng)完整的失效因果關(guān)系的分析程序。直觀、明了，思路清晰，邏輯性強，可以搜尋所有基本故障模式。
②FTA是一種定量分析的手段，它使用樹形圖來進行分析。
③因為FTA使用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)公式，故便于編成程序由計算機運算。
3) FTA的發(fā)展及主要應(yīng)用方面
FTA首先用于分析導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)，后來推廣應(yīng)用到航天、核能及化工等許多領(lǐng)域，雖然其出現(xiàn)已四十多年，但其發(fā)展仍方興未艾。FTA是分析復(fù)雜系統(tǒng)可靠性和安全性的有效方法，它便于分析單調(diào)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)、非單調(diào)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)、多狀態(tài)系統(tǒng)和多狀態(tài)非單調(diào)關(guān)聯(lián)等系統(tǒng)的可靠性和安全性。
2．FMECA
故障模式、影響和嚴(yán)重性分析( failure mode，effects and criticality analysis，F(xiàn)MECA)是在工程實踐中總結(jié)出來的，以故障模式為基礎(chǔ)，以故障影響或后果為目標(biāo)的分析技術(shù)。它通過逐一分析各組成部分的不同故障對系統(tǒng)工作的影響，全面識別設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)和關(guān)鍵項目，并為評價和改進系統(tǒng)設(shè)計的可靠性提供基本信息。
FMECA是針對產(chǎn)品所有可能的故障，并根據(jù)對故障模式的分析，確定每種故障模式對產(chǎn)品工作的影響，找出單點故障，并按故障模式的嚴(yán)重度及其發(fā)生概率確定其危害性。所謂單點故障指的是引起產(chǎn)品故障的，且沒有冗余或替代的工作程序作為補救的局部故障。
FMECA包插故障模式及影響分析(FMEA)和危害性分析(CA)。表7.2.1是FMECA在產(chǎn)品研發(fā)、制造和使用的生命周期中的應(yīng)用情況。
3．FRACAS
故障分析、報告與糾正措施系統(tǒng)(failure report analysis and corrective actionsystem，F(xiàn)RACAS)是基于系統(tǒng)故障的管理策略。其目標(biāo)是將每一個故障模式消除于系統(tǒng)的研制階段、設(shè)計階段以及早期使用階段。
FRACAS用于采集、記錄和分析產(chǎn)品可靠性信息，針對故障信息通過采取合理的糾正措施進行故障消除，形成一個閉環(huán)控制和管理系統(tǒng)。FRACAS過程是一個閉環(huán)過程，保證了系統(tǒng)可靠性逐步增長，最終達到“安全可靠，一次成功”的目標(biāo)。在產(chǎn)品的壽命周期中，F(xiàn)RACAS工作能夠有赦地提高產(chǎn)品的可靠性、維修性和安全性水平。
應(yīng)用FRACAS，可以建立質(zhì)量與可靠性信息平臺，完善問題和故障的閉環(huán)控制，輔助制定可靠性增長計劃，可靠性工作的開展提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)輔助進行產(chǎn)品決策，是可靠性保障流程的主要環(huán)節(jié)。圖7.2.5所示為FRACAS數(shù)據(jù)庫在可靠性技術(shù)中的應(yīng)用。
4．可靠性CAD/CAE G38A21214AEU
現(xiàn)代可靠性技術(shù)廣泛應(yīng)用CADlCAE，為解決產(chǎn)品可靠性分析、設(shè)計和失效分析提供了有效的技術(shù)平臺。現(xiàn)在市場上已經(jīng)有眾多廠商推出可靠性分析軟件工具，例如壽命數(shù)據(jù)分析軟件，加速壽命試驗( QALT)數(shù)據(jù)分析軟件，利用可靠性框圖(RBD)進行系統(tǒng)可靠性、可維護性和可用性分析的軟件，失效模式、效果和危害度分析軟件，可靠性增長分析軟件等。
隨著電子產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性要求的日益提高及國內(nèi)可靠性工作的深入展開，可靠性工程CADlCAE軟件已成為推動和做好可靠性工作必不可少的輔助工具。已經(jīng)有企業(yè)推出綜合性軟件平臺，以產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)的可靠性、維修性、保障性、測試性和安全性設(shè)計分析工作需求為出發(fā)點，能夠進行總體規(guī)劃和設(shè)計，可滿足航空、航天、兵器、船舶、電子等高可靠性領(lǐng)域和其他各行業(yè)可靠性設(shè)計分析和管理工作的需要。這種綜合軟件平臺涵蓋了可靠性設(shè)計分析中最實用和最常用的方法模塊，例如：
1)可靠性頂層設(shè)計和管理平臺；
2)可靠性建模；
3)可靠性預(yù)計；
4)可靠性分配；
5)故障模式、影響及嚴(yán)重性分析(FMECA)；
6)故障樹分析(FTA)；
7)優(yōu)選元器件管理；
8)故障分析報告和糾正措施系統(tǒng)(FRACAS)；
9)維修性預(yù)計；
10)維修性分配；
11)測試性分析；
12)維修分析(RCMA)；
13)事件樹分析(ETA)；
14)電子設(shè)備降額設(shè)計；
15)可靠性評估。
相關(guān)技術(shù)資料- 7-13NI致力于簡化工程師在構(gòu)建自動化系統(tǒng)過程中的各個環(huán)節(jié)
- 相關(guān)IC型號
- G218A
- G38A21214AEU
- G2180HEX(PRFMD)
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