申请/专利权人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所

申请日：2018-11-05

公开（公告）日：2023-05-26

公开（公告）号：CN109635324B

主分类号：G06F30/15

分类号：G06F30/15

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.05.26#授权;2019.05.10#实质审查的生效;2019.04.16#公开

摘要：本发明涉及一种故障隔离率的分配方法，主要包括以下步骤：步骤一、构建待分配系统的诊断架构，确定待分配单元；步骤二、获取任一待分配单元的故障率、维修时间、故障模式及影响分析、故障类型；步骤三、根据所述故障率、维修时间和故障模式中的严酷度等级及故障模式类型确定各分配单元的加权因子，所述加权因子包括故障率因子kλi、故障影响因子kFi、维修时间因子kMi及机内故障诊断水平影响系数系数kDi；步骤四、根据加权因子及所述待分配系统的故障隔离率进行测试性分配。本方法注重工程实际，可操作性较强，兼顾了不同系统的具体情况；可以提高分配结果的准确度和精确度，更好的指导和约束系统和设备的设计人员进行相应的测试性设计，保证测试性工作的有效落实。

主权项：1.一种故障隔离率的分配方法，其特征在于：主要包括以下步骤：步骤一、构建待分配系统的诊断架构，确定待分配单元；步骤二、获取任一待分配单元的故障率、维修时间、故障模式及影响分析、故障类型；步骤三、根据所述故障率、维修时间和故障模式中的严酷度等级及故障模式类型确定各分配单元的加权因子；加权因子包括故障率因子、故障影响因子、维修时间因子及机内故障诊断水平影响系数；步骤四、根据加权因子及所述待分配系统的故障隔离率进行测试性分配，所述测试性分配公式为： 式中：γFIi为设备分配的故障隔离率的值；γFIS为要求的系统故障隔离率指标；λDS为系统检测的故障率；λDi为某一设备可检测的故障率，Ki为第i个分配单元的加权因子；所述各分配单元的加权因子Ki与故障率因子kλi、故障影响因子kFi、维修时间因子kMi及机内故障诊断水平影响系数kDi的关系为：Ki＝Akλi+BkFi+CkMi+DkDi，其中A+B+C+D＝1；获取任一待分配单元的故障率加权系数的计算公式为： λi为设备的故障率；∑niλi为系统所包含的所有设备的故障率之和；ni为系统所包含的某一设备的数量；获取任一待分配单元的故障模式及影响加权系数的计算公式为： F为系统所组成所有设备的严酷度等级为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ级故障模式总和；FI为某一设备严酷度等级为Ⅰ级的故障模式总数；FЦ为设备严酷度等级为Ⅱ级的故障模式总数；FIII为设备严酷度等级为Ⅲ级的故障模式总数；获取任一待分配单元的维修时间加权系数的计算公式为： Mi为某一设备的MTTR值；ni为系统所包含的某一设备的数量；Mi获取任一待分配单元的故障类型加权系数的计算公式为： FNi为某一设备难以或较难进行机内故障诊断的故障模式总数；Fi为某一设备的故障模式总数。

全文数据：一种故障隔离率的分配方法所属领域本发明属于测试性设计领域，涉及一种故障检测率的分配方法。背景技术测试性分配的数学模型是表明测试性参数的数学方程，表明系统的局部与整体的数学关系，即系统测试性指标与其组成单元指标之间的函数关系。测试性分配的基本要求目标函数是：在使用要求和系统特性等约束条件下，由系统要求指标求得各组成部分的指标，并保证由各组成单元分配的指标综合得到的系统指标等于或大于原要求的指标，进而构建故障隔离率分配数学模型，传统的测试性分配方法未考虑其自身特性，且计算结果会出现大于1或是小于0的情况，需要大幅度的人为调整。由此可见，现有技术的测试性分配方法在现代飞机的测试性设计中表现得比较粗糙，主观性强，过于依赖设计人员经验水平。不同的设计人员对分配方法的理解和对设计本身的认识不同，往往使得其各自得出的分配结果相差很大，从而造成测试性分配结果与测试性设计工作的不匹配，形成“两张皮”现象，直接影响了测试性设计的结果。发明内容发明目的为了解决上述问题，本发明提出了一种故障隔离率分配方法，至少解决上述背景技术中存在的一个问题，采用了加权因子分配法进行故障隔离率分配，加权因子分配法是将分配时考虑的因素转化为加权因子，构建加权因子的数学模型，按加权因子分配，是一种简便、实用的分配方法。技术方案本发明具体内容为一种故障隔离率的分配方法，主要包括以下步骤：步骤一、构建待分配系统的诊断架构，确定待分配单元；步骤二、获取任一待分配单元的故障率、维修时间、故障模式及影响分析、故障类型；步骤三、根据所述故障率、维修时间和故障模式中的严酷度等级及故障模式类型确定各分配单元的加权因子，所述加权因子包括故障率因子kλi、故障影响因子kFi、维修时间因子kMi及机内故障诊断水平影响系数系数kDi；步骤四、根据加权因子及所述待分配系统的故障隔离率进行测试性分配，所述测试性分配公式为：式中：γFIi为设备分配的故障隔离率的值；γFIS为要求的系统故障隔离率指标；λDS为系统检测的故障率；λDi为某一设备可检测的故障率，Ki为第i个分配单元的加权因子；所述各分配单元的加权因子Ki与故障率因子kλi、故障影响因子kFi、维修时间因子kMi及机内故障诊断水平影响系数系数kDi的关系为：Ki＝Akλi+BkFi+CkMi+DkDi，其中A+B+C+D＝1。优选地，所述A取值0.3，所述B取值0.1，所述C取值0.1，所述D取值0.5。优选地，所述分配系统的总故障率λDs为各分配单元的故障率λDi之和。优选地，获取任一待分配单元的故障率加权系数的计算公式为：λi为设备的故障率；∑niλi为系统所包含的所有设备的故障率之和；ni为系统所包含的某一设备的数量。优选地，获取任一待分配单元的故障模式及影响加权系数的计算公式为：F为系统所组成所有设备的严酷度等级为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ级故障模式总和；FI为某一设备严酷度等级为Ⅰ级的故障模式总数；FII为设备严酷度等级为Ⅱ级的故障模式总数；FIII为设备严酷度等级为Ⅲ级的故障模式总数。优选地，获取任一待分配单元的维修时间加权系数的计算公式为：Mi为某一设备的MTTR值；ni为系统所包含的某一设备的数量。优选地，获取任一待分配单元的故障类型加权系数的计算公式为：FNi为某一设备难以或较难进行机内故障诊断的故障模式总数；Fi为某一设备的故障模式总数。优选地，所述难以或较难进行机内故障诊断的故障模式分类及说明如下：6性能下降类故障：包括电源输出超差、采集精度超差、功率插损大、灵敏度降低、信号杂散、时钟漂移、增益超差、幅值超差、纹波增大、工作不稳定；7机械类故障：包括噪声大，啸叫，抖动，裂纹，变形，磨损，渗油，漏气，输出力不足，难以进行状态监控的机械类故障；8人机交互故障：包括按键、旋钮、开关、显示屏、背光、照明、广播语音通信告警、指示灯；9保护及调试功能类故障：包括雷电防护、顶电、防HIRF、浪涌抑制、电源滤波、辅助测试电路、调试功能；10特殊功能类故障：射频、毁钥、火工品。发明的优点本方法注重工程实际，可操作性较强，兼顾了不同系统的具体情况，从而使得分配结果更为合理。可以提高分配结果的准确度和精确度，更好的指导和约束系统和设备的设计人员进行相应的测试性设计，保证测试性工作的有效落实。该发明中涉及的公式经过验算，符合指标分配工作的所有要求，且容易理解，算法简单，不需要验算。具体实施方式以某系统为例，该系统包含5个分系统，故障检测率为90％，故障隔离率为90％。求各分系统的故障隔离率的分配值。根据系统可靠性分配结果可以得到各系统的平均故障间隔时间MFHBF，MFHBF的倒数即为各系统的故障率，如表1所示。表1可靠性分配结果序号名称平均故障间隔时间小时λi1分系统11600.006252分系统2800.01253分系统37000.0014294分系统43000.0033335分系统52800.003571根据故障模式及影响分析结果，得到表2所示的故障模式数。表2故障模式数结果根据维修性指标分配，得到表3所示的维修性分配结果。表3维修性分配结果序号名称平均维修时间min1分系统1752分系统2403分系统3404分系统4905分系统585根据故障模式分析结果，得到表4所示的结果。表4诊断难易程度分析结果根据步骤2公式计算各种影响因子。经过上述计算，得出各组成部分的影响因子如表5所示。表5影响因子根据下述公式得出各组成部分的加权因子。Ki＝Akλi+BkFi+CkMi+DkDi本实施例A取值0.3，所述B取值0.1，所述C取值0.1，所述D取值0.5。即：Ki＝0.3kλi+0.1kFi+0.1kMi+0.5kDi经过上述计算，得出各分配单元的加权因子Ki如表6所示。表6加权因子确定表序号名称ki1分系统10.2884422分系统20.4443783分系统30.208414分系统40.2675125分系统50.256191最后，根据加权因子及所述待分配系统的故障隔离率进行测试性分配，所述测试性分配公式为：测试性指标分配结果如表5所示。表7分系统级测试性指标分配结果序号名称故障检测率修正1分系统10.91467991％2分系统20.93427693％3分系统30.73037273％4分系统40.85161685％5分系统50.86736787％本方法注重工程实际，可操作性较强，兼顾了不同系统的具体情况，从而使得分配结果更为合理。可以提高分配结果的准确度和精确度，更好的指导和约束系统和设备的设计人员进行相应的测试性设计，保证测试性工作的有效落实。该发明中涉及的公式经过验算，符合指标分配工作的所有要求，且容易理解，算法简单，不需要验算。最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

权利要求：1.一种故障隔离率的分配方法，其特征在于：主要包括以下步骤：步骤一、构建待分配系统的诊断架构，确定待分配单元；步骤二、获取任一待分配单元的故障率、维修时间、故障模式及影响分析、故障类型；步骤三、根据所述故障率、维修时间和故障模式中的严酷度等级及故障模式类型确定各分配单元的加权因子；加权因子包括故障率因子、故障影响因子、维修时间因子及机内故障诊断水平影响系数系数；步骤四、根据加权因子及所述待分配系统的故障隔离率进行测试性分配，所述测试性分配公式为：式中：γFIi为设备分配的故障隔离率的值；γFIS为要求的系统故障隔离率指标；λDS为系统检测的故障率；λDi为某一设备可检测的故障率，Ki为第i个分配单元的加权因子；所述各分配单元的加权因子Ki与故障率因子kλi、故障影响因子kFi、维修时间因子kMi及机内故障诊断水平影响系数系数kDi的关系为：Ki＝Akλi+BkFi+CkMi+DkDi，其中A+B+C+D＝1。2.如权利要求1所述的故障隔离率的分配方法，其特征在于：所述A取值0.3，所述B取值0.1，所述C取值0.1，所述D取值0.5。3.如权利要求1所述的故障隔离率的分配方法，其特征在于：所述分配系统的总故障率λDs为各分配单元的故障率λDi之和。4.如权利要求1所述的故障隔离率的分配方法，其特征在于：获取任一待分配单元的故障率加权系数的计算公式为：λi为设备的故障率；∑niλi为系统所包含的所有设备的故障率之和；ni为系统所包含的某一设备的数量。5.如权利要求1所述的故障隔离率的分配方法，其特征在于：获取任一待分配单元的故障模式及影响加权系数的计算公式为：F为系统所组成所有设备的严酷度等级为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ级故障模式总和；FI为某一设备严酷度等级为Ⅰ级的故障模式总数；为设备严酷度等级为Ⅱ级的故障模式总数；FIII为设备严酷度等级为Ⅲ级的故障模式总数。6.如权利要求1所述的故障隔离率的分配方法，其特征在于：获取任一待分配单元的维修时间加权系数的计算公式为：Mi为某一设备的MTTR值；ni为系统所包含的某一设备的数量。7.如权利要求1所述的故障隔离率的分配方法，其特征在于：获取任一待分配单元的故障类型加权系数的计算公式为：FNi为某一设备难以或较难进行机内故障诊断的故障模式总数；Fi为某一设备的故障模式总数。8.如权利要求7所述的故障隔离率的分配方法，其特征在于：所述难以或较难进行机内故障诊断的故障模式分类及说明如下：1性能下降类故障：包括电源输出超差、采集精度超差、功率插损大、灵敏度降低、信号杂散、时钟漂移、增益超差、幅值超差、纹波增大、工作不稳定；2机械类故障：包括噪声大，啸叫，抖动，裂纹，变形，磨损，渗油，漏气，输出力不足，难以进行状态监控的机械类故障；3人机交互故障：包括按键、旋钮、开关、显示屏、背光、照明、广播语音通信告警、指示灯；4保护及调试功能类故障：包括雷电防护、顶电、防HIRF、浪涌抑制、电源滤波、辅助测试电路、调试功能；5特殊功能类故障：射频、毁钥、火工品。

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