卫星安全性设计的分析评价策略

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1、第23卷第6期2014年12月航天器工程SPACECRAFTENGINEERINGV01．23No．685卫星安全性设计的分析评价策略王志勇1郭秉毅2刘洋1(1中国空间技术研究院，北京100094)(2北京控制工程研究所，北京100190)摘要卫星安全性设计往往采用故障模式与影响分析(FMEA)方法，与可靠性设计同时开展。文章分析了卫星可靠性和安全性设计的对立统一关系，以及FMEA方法在安全性设计应用时偏重功能故障分析的局限性，提出采用FMEA方法结合初步危险分析(PHA)和安全检查表分析(SCA)方法，开展卫星安全性设计综合分析评价的策略和安全性设计流程。以卫星在轨加注为例，采用安全性

2、设计综合分析评价流程进行安全性设计研究，结果表明，文章提出的策略和流程可以帮助卫星设计师有效开展系统安全性设计，全面考虑故障模式和其他危险源引发的安全性风险，制定最优的卫星安全性设计方案。关键词卫星安全性设计；分析评价；故障模式与影响分析方法；初步危险分析方法；安全检查表分析方法中图分类号：V423．4文献标志码：AD01：10．3969／j．issn．1673—8748．2014．06．015AnalysisandEvaluationStrategyforSatelliteSafetyDesignWANGZhiyon91GUOBingyi2LIUYan91(1ChinaAcademyo

3、fSpaceTechnology，Beijing100094，China)(2BeijingInstituteofControlEngineering，Beijingi00190，China)Abstract：Satellitesafetydesignisusuallycarriedoutwithreliabilitydesign．Thispapergivesthecoherentorconflictingrelationsbetweensafetydesignandreliabilitydesign，analyzesthelimitofFMEAmethodwhichfocusesonf

4、unctionfailurewhenappliedtOsafetydesign，andproposesastrategyandaflowbasedonFMEA。PHAandSCAforanalysisandevaluationofsatellitesafetydesign．Arefuelingon—orbitdemonstrationofthesatellitesafetydesignshowsthatthestrategyandtheflowcanhelpengineersmakeeffectivelysafetydesignconsideringallfailuremodesando

5、therrisksandoptimizetheschemeofsatellitesafetydesign．Keywords：satellitesafetydesign；analysisandevaluation；FMEAmethod；PHAmethod；SCAmethod1引言随着卫星系统安全性设计标准化工作和卫星质量管理工作的不断深入，卫星系统安全性设计已被纳人安全性设计标准化达标考核中。卫星安全性设计有关标准规定了非常详细的安全性设计内容和要素，但需要系统设计师进行适用性选取和删除，因此，研究简单、优化的安全性设计流程和安全性设计的基本内容，对于规范和指导系统设计师开展卫星收稿日期：

6、2013-03—11；修回日期：2014—02—24作者简介：王志勇，男，硕士，高级工程师，研究方向为航天器项目安全管理。Email：Wzhywzhy@yeah．net。86航天器工程系统安全性设计非常有意义。卫星的安全性设计与可靠性设计相辅相承，在普遍重视可靠性设计的前提下，有必要在成熟的可靠性工程基础上，进一步探索有效开展安全性保证和安全性设计工作的新方法、新思路。卫星安全性设计，如火工品安全性设计、载人飞船生保系统安全性设计、卫星推进系统安全性设计等，对仪器设备和人员安全非常重要。文献[1]中简述了要开展卫星安全性设计的8种情况。文献[2]中给出了一种单相流体回路的安全性设计方法和

7、经验。确保卫星安全性设计的全面性和有效性，需要一种系统的方法流程。目前，卫星的安全性设计分析通常采用故障模式与影响分析(FMEA)方法口]，这是一种系统安全性和可靠性设计的常用方法，它将系统进行分割，划分为子系统、设备和元件，分析各自可能发生的故障模式及产生的影响，以制定相应措施提高系统的安全性与可靠性。FMEA方法的目标是辨识系统的故障模式及每种故障模式对系统的影响。文献[4]中阐述了FMEA方法在机械产品设计中的应用，文献[5]