基于fmeca某型船舶报警系统故障研究

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1、基于FMECA某型船舶报警系统故障研究　　摘要：为了提高某型船舶报警系统的可靠性，首先对报警系统进行了FMECA分析，明确了系统设计中存在的潜在隐患；然后通过可靠性强化试验，暴露了系统设计中的缺陷和薄弱部分。可靠性强化试验的结果和系统FMECA分析的结果相吻合，二者的结合为提高系统的可靠性提供了改进方法和措施。关键词：FMECA；可靠性强化试验；故障分析；报警系统中图分类号：TN710?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2013）17?0101?040引言随着船舶自动化技术的不断进步和发展，船舶

2、系统的自动化程度越来越高，设备的复杂度也越来越高。船舶上的自动报警系统是保证船员生命安全，船舶动力装置安全、可靠运行的重要组成部分。为保证其可靠运行，故障分析是很必要和有效的环节。故障分析分为事前分析和事后分析。事前分析指在产品的设计过程中的预测分析，如可靠度预计、故障模式影响及危害性分析（FailureModeEffectandCriticality8Analysis，FMECA）、故障树分析（FTA）等。事后分析是指产品在使用过程中发生故障后，工程技术人员凭借自己的经验和理论知识，并借助必要的检测设备，完

3、成故障诊断，找出故障原因。由于设备复杂程度越来越高，事后分析很难适应当今设备的要求，迫切需要把事前分析引入到设备故障分析中[1]。故障模式影响及危害性分析（FailureModeEffectsandCriticalityAnalysis，FMECA）是分析系统中每一产品所有可能产生的故障模式及其对系统造成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严重程度及其发生概率予以分类的一种归纳分析方法，是属于单因素的分析方法[2]。在产品设计阶段进行故障模式、影响及危害性分析（FMECA），是为了识别产品设计中的薄弱环节和关

4、键因素，为评价和改进产品设计以及实施控制提供有效的信息和依据。1概述本文对某型船舶报警系统的初步设计进行了FMECA定性分析，明确了设计方案中重要组成单元在产品以后工作中存在的潜在隐患。并对产品进行了可靠性强化试验，暴露出了产品设计中的薄弱环节和缺陷。这些都为改进产品设计提供了有效的信息。8FMECA的工作步骤是：首先是系统定义，确定系统中进行FMECA的产品范围，描述系统的功能任务及系统在完成各种功能任务时所处的环境条件，指定判断系统及系统中的产品正常与故障的准则、选择FMECA方法等；其次是进行FMEA工

5、作，包括故障模式分析，故障原因分析，故障影响分析，故障检测方法分析，补偿措施分析；再次是CA分析，按每一故障模式的严重程度及该故障模式发生的概率所产生的综合影响对系统中的产品分类，以便全面评估系统中各种可能出现的产品故障的影响；最后编制FMECA报告，含系统的功能原理、系统定义、绘制系统功能和可靠性框图、结论与建议和附件等[3]。2实例分析为了更好地说明FMECA的工作步骤以及对产品的重要作用，以下是某船舶报警系统在设计阶段利用FMECA定性分析并明确设计方案中重要组成单元可能存在的潜在隐患的分析过程。2.1

6、功能描述在某型船舶报警系统包括声光报警箱和延伸报警系统两个模块。当有危险情况时，声光报警箱通过声音和各种光向船员发出示警信号；延伸报警系统是为了满足用户对警号响度和警号位置的特殊要求，将主机接警信号通过信号线、无线信号或者网络方式送达需要的位置（如驾驶室、轮机长室、值班员住所、公共场所等），并发出报警信号。报警系统的功能原理图如图1所示，实物电路如图2所示。2.2功能框图8根据报警系统功能，可将其分成几个独立的功能单元，如图3所示。2.3可靠性框图实际使用中，报警系统完成相关功能，需要各组成部分均工作，各部分

7、之间为串联关系。其任务可靠性框图如图4所示。2.4FMECA定性分析根据FMECA定性分析结果，将产品所有潜在的故障模式的严酷度和概率列出，见表1。并用危害性矩阵进行直观的表示，如图5所示。从表1、图5得知，该报警系统共31个故障模式，其中严酷度为Ⅰ类的有9个、Ⅱ类的有17个、Ⅲ类的有5个，但考虑故障模式发生概率的因素，危害性最大的是故障模式识别号为303（输入信号不能与其他信号隔离）、302（信号输入错误）、701（指示灯开路）和702（指示灯短路），将其定为关键的故障模式。在设计改进时需重点注意。3可靠性

8、强化试验可靠性强化试验（ReliabilityEnhancementTesting，RET）是对受试产品施加单一或综合的环境应力（应力水平远超过正常使用环境），以快速激发产品潜在缺陷，通过故障原因、失效模式分析和改进结构设计，提高产品可靠性[4]。8可靠性强化试验的目的是尽快激发现场可能存在的隐患和寻找极限应力，健壮产品设计。它采取强化环境条件，激发效率高，能快速地激发出产品的潜在缺陷，消除隐患，加