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基于FTA的机载计算机修理模式研究

2014-07-16赵健

电脑知识与技术 2014年14期
关键词:修理故障诊断

赵健

摘要:首先介绍了国内机载计算机维修单位现行的传统修理模式的运作方式,提出了传统模式中故障诊断环节存在的问题。随后,针对问题提出了一种基于FTA的修理模式,其核心思想是:收集和统计历史修理数据,识别典型故障,以典型故障为顶事件实施故障树分析,确定故障诊断优先级,持续改进故障诊断程序以指导未来修理。最后,阐述了采用基于FTA的修理模式对某型处理器电路板实施修理的实践过程,实践结果表明,基于FTA的修理模式可以有效改善故障诊断过程,提升修理品质。

关键词:机载计算机;修理;故障诊断;FTA

中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)14-3436-05

Abstract: According to the traditional repair mode in domestic maintenance organizations, this paper first summarizes the existing problems of the fault diagnosis procedure and designes one repair mode based on FTA. The core idea involves the following steps: First, identifying the typical faults and taking them as top event through collecting and counting the historical repair data. Then, implementing the fault tree analysis to determine the fault diagnosis priority. Finally, continuous improving the fault diagnosis procedure to guide future repair. This paper describes the implementation process of the FTA-based repair mode on a CPU board. Practice results show that the FTA-based repair mode can effectively improves the fault diagnosis procedure and enhances the quality of repair.

Key words: airborne computer; repair; fault diagnosis; FTA

航空维修[1]是对航空器或航空器部件所进行的任何检测、修理、排故、定期检修、翻修和改装工作,是在航空器全寿命周期内保持或恢复航空器固有技术状态和安全水平的重要活动。机载计算机是安装在航空器上的专用计算机,作为电子类航空器部件,其维修范畴包括检测、修理、翻修和改装。其中,修理是利用各种手段使偏离可用状态的计算机恢复到可用状态的过程。目前,基于计算机部件的复杂性和修理的不确定性,国内研制的机载计算机基本采用二级修理模式,即外场级修理和维修厂级修理。外场修理方式为替换故障部件,将故障部件送修;承修单位通常是计算机制造厂内部的维修单位,由维修单位依照相关维修管理规定对故障部件实施检测、修理、验收和交付。

本文在阐述国内维修单位现行修理模式的同时,提出现行的传统修理模式存在的问题和弊端,并针对问题提出一种基于FTA的修理模式。该模式以产品技术资料、历史修理数据和工程经验为基础,以故障树分析为手段,以改进故障诊断过程为目标。采用该模式实施修理,可以有效克服传统修理模式暴露出的问题,规范故障诊断程序,持续改进故障诊断过程,提高故障诊断效率和准确率。

1 传统修理模式

1.1 基本流程

机载计算机存在于航空器系统中,控制系统工作。这种面向系统、面向具体应用的特性使得机载计算机产品的物理结构和功能结构与通用计算机的标准化结构存在很大差异[2]。通用计算机修理方法和标准无法指导机载计算机的修理。所以,制造厂在开展某产品修理活动前,需由制造厂内的研制单位编制面向产品的维修文件,文件包含实施修理的方法和标准,作为产品检查、测试、故障隔离、修理和验证的技术依据。

维修单位接收待修产品后,以该产品维修文件为技术输入实施修理,其基本流程如图1所示,包含如下环节:

a. 检查:实施外观检查,确认产品是否存在机械损伤;

b. 测试:实施功能测试,确认产品功能性能是否与规定的合格标准相符合;

c. 故障诊断:针对发现的故障,通过调试、测量等手段查找引发故障的失效部位;

d. 修理:将失效部位恢复到可用状态;

e. 验证:对修理后的产品实施检查和测试,确认故障是否排除。

1.2 存在的问题

由于部分制造厂技术和经验储备不足,导致维修单位实施修理过程中出现了一系列制约修理进度和质量的问题。这些问题集中反映在故障诊断环节。

故障诊断[3]是鉴别产品技术状态是否正常、发现故障、寻找故障原因、确定失效部位、给出诊断结论和修理建议的过程。由于部分产品研发阶段设计活动开展不完善,加之故障诊断的不确定因素,导致维修文件很难给出有价值的故障诊断程序,进而导致维修单位很难依据文件规定的故障诊断程序实施诊断。在失效部位无法确定的情况下,维修单位将待修产品转发研制单位,由研制单位依据产品设计资料和工程经验实施故障诊断,并向维修单位提出修理建议。这种工作模式存在的主要问题有:研制单位修理负担重;对个人技术能力和工程经验的依赖性强;故障诊断时间长、效率低、准确度差。endprint

对制造厂而言,如何编制结构合理、可操作性强的故障诊断程序,优化维修文件,改进故障诊断过程,从而提升修理品质,是一个需要着重研究的课题。

2 基于FTA的修理模式

2.1 FTA简介

FTA(Fault Tree Analysis,故障树分析)[4]是一种将系统故障形成的原因由上至下,按产品层次以树状逐级细化的分析方法,其核心概念和基本原理起源于20世纪60年代。时至今日,FTA已被公认为产品可靠性和安全性分析的重要工具。

FTA以一个不希望发生的故障事件作为分析目标(顶事件),由此向下逐级进行逻辑分析,最终形成一棵由顶事件、中间事件、底事件和逻辑门构成的倒置树状结构(故障树)。故障树反映了系统故障事件与子系统故障事件之间的逻辑关系。通过对故障树的定性和定量分析,可以准确识别系统失效的原因组合,判定失效的可能性,明晰子系统故障对系统故障的影响程度。

FTA分析方法直观、逻辑性强、应用范围广泛。在产品研制阶段使用,可以帮助判明潜在故障模式,发现设计和生产的薄弱环节;在售后阶段使用,可以帮助故障诊断,改进修理方案。

2.2 基本流程

基于FTA的修理模式基本流程如图2所示,由两部分组成:一是维修单位对待修产品实施修理的流程(流程1);二是研制单位编制和更新故障诊断程序的流程(流程2)。流程1与传统修理模式类似;流程2包含如下环节:

a. 收集、统计和识别:定期或视情收集和统计维修单位历史修理记录,识别典型故障;

b. FTA:以典型故障为顶事件实施故障树分析,确定底事件重要度排序;

c. 编制或更新:以重要度排序为依据确定故障诊断优先级[5],编制或更新诊断程序,并将新程序加入维修文件;

d. 迭代:重复上述3个环节,持续改进故障诊断程序。

2.3 对修理品质的改善

维修单位采用基于FTA的修理模式实施修理活动,可有效克服传统模式存在的问题,从技术和管理两方面提升修理品质。

从技术角度看,大量的历史修理数据可以真实的反映导致产品失效的故障模式,采用FTA对其进行分析,可以准确找到产品失效与失效原因之间的逻辑关系以及各类失效原因对失效的影响程度,再根据影响程度的大小确定诊断优先级,将过去的数据和经验规范化、标准化,可以有效指导未来的修理,缩短诊断时间,提高准确率,减轻特定产品修理活动对具体的人的依赖程度。

从管理角度看,维修单位专注于修理的具体实施,研制单位专注于修理方案的制定和更新,组织分工清晰,有效提高人力资源利用率,保证维修管理体系的有效运行。

3 应用

以一个具体应用说明故障诊断程序的生成过程。

3.1 分析准备

分析准备的目的是确定分析对象,分析对象是特定产品的特定故障事件。分析准备过程以产品技术资料和历史修理数据为输入,对产品故障类型进行统计,最终输出需实施故障树分析的典型故障。

机载计算机通常是由一个处理器功能模块和若干个不同种类的I/O功能模块组成,其中,处理器模块是机载计算机的核心部件。图3展示了某型机载计算机处理器电路板的体系结构,这种结构属于处理器模块的典型结构。

通过对该处理器电路板历史修理数据的统计分析,识别出一类发生频率很高的故障,即“电路板通电后无法进入调试模式”。维修文件规定的关于电路板的所有测试项目均需在调试模式下进行,电路板一旦无法进入调试模式,所有测试均无法实施。根据工程经验分析,该故障属于一类典型故障,为其编制诊断程序是很必要的。所以,选取“某型处理器电路板无法进入调试模式”为顶事件实施故障树分析。

3.2 建造故障树

建造故障树的目的是建立顶事件与底事件的逻辑关系。建树过程以顶事件、技术资料和历史数据为输入,根据工程经验划定边界、合理简化,逐层建立事件之间的逻辑关系,最终输出完整的故障树模型。

以“某型处理器电路板无法进入调试模式”为顶事件的故障树模型如图4所示。

3.3 定性分析

定性分析的目的是确定导致顶事件发生的所有故障模式,即确定最小割集。分析过程以故障树模型为输入,按照上行法或下行法等方法进行计算,输出故障树的最小割集。

3.4 定量分析

定量分析的目的是确定各底事件对顶事件的影响程度。分析过程以结构函数和底事件发生概率为输入进行计算,输出底事件概率重要度和结构重要度。

3.4.1 概率重要度

概率重要度反映底事件发生概率对顶事件发生概率的影响程度。

重要度计算前应先求得顶事件发生概率函数,其计算公式为:

根据产品交付使用记录和历史修理记录对底事件发生概率进行估算,估算值见表2。通过上述公式可求得各底事件概率重要度,见表2。然而,对于一个概率重要度高而故障率小的底事件,概率重要度并不能准确反映其对顶事件的影响程度,可以采用故障系数的概念从概率重要度和发生概率两方面描述顶事件发生时底事件发生的可能性。故障系数可表示为:

3.4.2 结构重要度

结构重要度反映底事件在故障树结构中的重要程度。结构重要度求解方法通常有两种:一种是精确求解各底事件结构重要度;另一种是根据最小割集求解底事件结构重要度的顺序。采用第二种方法,按照阶数越小的最小割集越重要、相同阶数最小割集中出现次数越多越重要的原则,求得各底事件结构重要度顺序为:X1 = X2 = X3 = X4 = X5 = X6 = X7 = X8。

3.5 重要度排序

重要度排序的目的是确定各底事件对顶事件影响程度的大小顺序。排序过程以故障系数和结构重要度的求解结果为输入,最终输出底事件重要度由大到小的顺序。上述故障树的排序结果为:X4 > X3 = X5 > X1 = X8 > X2 = X6 = X7。

3.6 编制诊断程序

编制诊断程序的目的是为故障诊断提供技术标准,提高诊断效率。编制过程以重要度排序结果为输入,确定针对故障现象(顶事件)进行检测的内容、范围及先后顺序,最终输出诊断程序。诊断程序应包含各检测项目的操作卡,明晰检测的方法和标准,以增强程序的可操作性。

3.7 实验

平均车间修理时间、平均故障诊断时间和平均一次定位准确率是衡量修理过程优劣的重要指标。采用基于FTA的修理模式对某型处理器电路板实施修理并定期统计修理数据,然后以上述指标为衡量标准与此前传统修理模式进行对比,对比结果见表3。由表3可知,采用基于FTA的修理模式确可达到缩短故障诊断时间、提高诊断命中率的目的。

4 结束语

基于FTA的修理模式的实质是通过优化故障诊断过程来提升修理质量和效率,其关键环节是诊断程序的生成、使用和更新。模式的适用范围包括但不限于机载计算机,可根据实际需要拓展至其他航空器部件维修领域。随着人工智能技术的日益发展,模式中关于诊断程序生成、使用和更新的过程除可采用人工方式实现外,还可采用计算机辅助的自动化诊断方式实现。

参考文献:

[1] 刘明,左洪福.航空维修思想的框架研究[J].航空维修与工程,2007(5):33-34.

[2] 张大波.新编嵌入式系统原理·设计与应用[M].北京:清华大学出版社,2010.

[3] 段学刚.航空电子装备维修概论[M].北京:国防工业出版社,2010.

[4] 周海京,遇今.故障模式、影响及危害性分析与故障树分析[M].北京:航空工业出版社,2003.

[5] 陶勇剑,董德存,任鹏.采用故障树分析诊断系统故障的改进方法[J].哈尔滨工业大学学报,2010,42(1):143-147.endprint

对制造厂而言,如何编制结构合理、可操作性强的故障诊断程序,优化维修文件,改进故障诊断过程,从而提升修理品质,是一个需要着重研究的课题。

2 基于FTA的修理模式

2.1 FTA简介

FTA(Fault Tree Analysis,故障树分析)[4]是一种将系统故障形成的原因由上至下,按产品层次以树状逐级细化的分析方法,其核心概念和基本原理起源于20世纪60年代。时至今日,FTA已被公认为产品可靠性和安全性分析的重要工具。

FTA以一个不希望发生的故障事件作为分析目标(顶事件),由此向下逐级进行逻辑分析,最终形成一棵由顶事件、中间事件、底事件和逻辑门构成的倒置树状结构(故障树)。故障树反映了系统故障事件与子系统故障事件之间的逻辑关系。通过对故障树的定性和定量分析,可以准确识别系统失效的原因组合,判定失效的可能性,明晰子系统故障对系统故障的影响程度。

FTA分析方法直观、逻辑性强、应用范围广泛。在产品研制阶段使用,可以帮助判明潜在故障模式,发现设计和生产的薄弱环节;在售后阶段使用,可以帮助故障诊断,改进修理方案。

2.2 基本流程

基于FTA的修理模式基本流程如图2所示,由两部分组成:一是维修单位对待修产品实施修理的流程(流程1);二是研制单位编制和更新故障诊断程序的流程(流程2)。流程1与传统修理模式类似;流程2包含如下环节:

a. 收集、统计和识别:定期或视情收集和统计维修单位历史修理记录,识别典型故障;

b. FTA:以典型故障为顶事件实施故障树分析,确定底事件重要度排序;

c. 编制或更新:以重要度排序为依据确定故障诊断优先级[5],编制或更新诊断程序,并将新程序加入维修文件;

d. 迭代:重复上述3个环节,持续改进故障诊断程序。

2.3 对修理品质的改善

维修单位采用基于FTA的修理模式实施修理活动,可有效克服传统模式存在的问题,从技术和管理两方面提升修理品质。

从技术角度看,大量的历史修理数据可以真实的反映导致产品失效的故障模式,采用FTA对其进行分析,可以准确找到产品失效与失效原因之间的逻辑关系以及各类失效原因对失效的影响程度,再根据影响程度的大小确定诊断优先级,将过去的数据和经验规范化、标准化,可以有效指导未来的修理,缩短诊断时间,提高准确率,减轻特定产品修理活动对具体的人的依赖程度。

从管理角度看,维修单位专注于修理的具体实施,研制单位专注于修理方案的制定和更新,组织分工清晰,有效提高人力资源利用率,保证维修管理体系的有效运行。

3 应用

以一个具体应用说明故障诊断程序的生成过程。

3.1 分析准备

分析准备的目的是确定分析对象,分析对象是特定产品的特定故障事件。分析准备过程以产品技术资料和历史修理数据为输入,对产品故障类型进行统计,最终输出需实施故障树分析的典型故障。

机载计算机通常是由一个处理器功能模块和若干个不同种类的I/O功能模块组成,其中,处理器模块是机载计算机的核心部件。图3展示了某型机载计算机处理器电路板的体系结构,这种结构属于处理器模块的典型结构。

通过对该处理器电路板历史修理数据的统计分析,识别出一类发生频率很高的故障,即“电路板通电后无法进入调试模式”。维修文件规定的关于电路板的所有测试项目均需在调试模式下进行,电路板一旦无法进入调试模式,所有测试均无法实施。根据工程经验分析,该故障属于一类典型故障,为其编制诊断程序是很必要的。所以,选取“某型处理器电路板无法进入调试模式”为顶事件实施故障树分析。

3.2 建造故障树

建造故障树的目的是建立顶事件与底事件的逻辑关系。建树过程以顶事件、技术资料和历史数据为输入,根据工程经验划定边界、合理简化,逐层建立事件之间的逻辑关系,最终输出完整的故障树模型。

以“某型处理器电路板无法进入调试模式”为顶事件的故障树模型如图4所示。

3.3 定性分析

定性分析的目的是确定导致顶事件发生的所有故障模式,即确定最小割集。分析过程以故障树模型为输入,按照上行法或下行法等方法进行计算,输出故障树的最小割集。

3.4 定量分析

定量分析的目的是确定各底事件对顶事件的影响程度。分析过程以结构函数和底事件发生概率为输入进行计算,输出底事件概率重要度和结构重要度。

3.4.1 概率重要度

概率重要度反映底事件发生概率对顶事件发生概率的影响程度。

重要度计算前应先求得顶事件发生概率函数,其计算公式为:

根据产品交付使用记录和历史修理记录对底事件发生概率进行估算,估算值见表2。通过上述公式可求得各底事件概率重要度,见表2。然而,对于一个概率重要度高而故障率小的底事件,概率重要度并不能准确反映其对顶事件的影响程度,可以采用故障系数的概念从概率重要度和发生概率两方面描述顶事件发生时底事件发生的可能性。故障系数可表示为:

3.4.2 结构重要度

结构重要度反映底事件在故障树结构中的重要程度。结构重要度求解方法通常有两种:一种是精确求解各底事件结构重要度;另一种是根据最小割集求解底事件结构重要度的顺序。采用第二种方法,按照阶数越小的最小割集越重要、相同阶数最小割集中出现次数越多越重要的原则,求得各底事件结构重要度顺序为:X1 = X2 = X3 = X4 = X5 = X6 = X7 = X8。

3.5 重要度排序

重要度排序的目的是确定各底事件对顶事件影响程度的大小顺序。排序过程以故障系数和结构重要度的求解结果为输入,最终输出底事件重要度由大到小的顺序。上述故障树的排序结果为:X4 > X3 = X5 > X1 = X8 > X2 = X6 = X7。

3.6 编制诊断程序

编制诊断程序的目的是为故障诊断提供技术标准,提高诊断效率。编制过程以重要度排序结果为输入,确定针对故障现象(顶事件)进行检测的内容、范围及先后顺序,最终输出诊断程序。诊断程序应包含各检测项目的操作卡,明晰检测的方法和标准,以增强程序的可操作性。

3.7 实验

平均车间修理时间、平均故障诊断时间和平均一次定位准确率是衡量修理过程优劣的重要指标。采用基于FTA的修理模式对某型处理器电路板实施修理并定期统计修理数据,然后以上述指标为衡量标准与此前传统修理模式进行对比,对比结果见表3。由表3可知,采用基于FTA的修理模式确可达到缩短故障诊断时间、提高诊断命中率的目的。

4 结束语

基于FTA的修理模式的实质是通过优化故障诊断过程来提升修理质量和效率,其关键环节是诊断程序的生成、使用和更新。模式的适用范围包括但不限于机载计算机,可根据实际需要拓展至其他航空器部件维修领域。随着人工智能技术的日益发展,模式中关于诊断程序生成、使用和更新的过程除可采用人工方式实现外,还可采用计算机辅助的自动化诊断方式实现。

参考文献:

[1] 刘明,左洪福.航空维修思想的框架研究[J].航空维修与工程,2007(5):33-34.

[2] 张大波.新编嵌入式系统原理·设计与应用[M].北京:清华大学出版社,2010.

[3] 段学刚.航空电子装备维修概论[M].北京:国防工业出版社,2010.

[4] 周海京,遇今.故障模式、影响及危害性分析与故障树分析[M].北京:航空工业出版社,2003.

[5] 陶勇剑,董德存,任鹏.采用故障树分析诊断系统故障的改进方法[J].哈尔滨工业大学学报,2010,42(1):143-147.endprint

对制造厂而言,如何编制结构合理、可操作性强的故障诊断程序,优化维修文件,改进故障诊断过程,从而提升修理品质,是一个需要着重研究的课题。

2 基于FTA的修理模式

2.1 FTA简介

FTA(Fault Tree Analysis,故障树分析)[4]是一种将系统故障形成的原因由上至下,按产品层次以树状逐级细化的分析方法,其核心概念和基本原理起源于20世纪60年代。时至今日,FTA已被公认为产品可靠性和安全性分析的重要工具。

FTA以一个不希望发生的故障事件作为分析目标(顶事件),由此向下逐级进行逻辑分析,最终形成一棵由顶事件、中间事件、底事件和逻辑门构成的倒置树状结构(故障树)。故障树反映了系统故障事件与子系统故障事件之间的逻辑关系。通过对故障树的定性和定量分析,可以准确识别系统失效的原因组合,判定失效的可能性,明晰子系统故障对系统故障的影响程度。

FTA分析方法直观、逻辑性强、应用范围广泛。在产品研制阶段使用,可以帮助判明潜在故障模式,发现设计和生产的薄弱环节;在售后阶段使用,可以帮助故障诊断,改进修理方案。

2.2 基本流程

基于FTA的修理模式基本流程如图2所示,由两部分组成:一是维修单位对待修产品实施修理的流程(流程1);二是研制单位编制和更新故障诊断程序的流程(流程2)。流程1与传统修理模式类似;流程2包含如下环节:

a. 收集、统计和识别:定期或视情收集和统计维修单位历史修理记录,识别典型故障;

b. FTA:以典型故障为顶事件实施故障树分析,确定底事件重要度排序;

c. 编制或更新:以重要度排序为依据确定故障诊断优先级[5],编制或更新诊断程序,并将新程序加入维修文件;

d. 迭代:重复上述3个环节,持续改进故障诊断程序。

2.3 对修理品质的改善

维修单位采用基于FTA的修理模式实施修理活动,可有效克服传统模式存在的问题,从技术和管理两方面提升修理品质。

从技术角度看,大量的历史修理数据可以真实的反映导致产品失效的故障模式,采用FTA对其进行分析,可以准确找到产品失效与失效原因之间的逻辑关系以及各类失效原因对失效的影响程度,再根据影响程度的大小确定诊断优先级,将过去的数据和经验规范化、标准化,可以有效指导未来的修理,缩短诊断时间,提高准确率,减轻特定产品修理活动对具体的人的依赖程度。

从管理角度看,维修单位专注于修理的具体实施,研制单位专注于修理方案的制定和更新,组织分工清晰,有效提高人力资源利用率,保证维修管理体系的有效运行。

3 应用

以一个具体应用说明故障诊断程序的生成过程。

3.1 分析准备

分析准备的目的是确定分析对象,分析对象是特定产品的特定故障事件。分析准备过程以产品技术资料和历史修理数据为输入,对产品故障类型进行统计,最终输出需实施故障树分析的典型故障。

机载计算机通常是由一个处理器功能模块和若干个不同种类的I/O功能模块组成,其中,处理器模块是机载计算机的核心部件。图3展示了某型机载计算机处理器电路板的体系结构,这种结构属于处理器模块的典型结构。

通过对该处理器电路板历史修理数据的统计分析,识别出一类发生频率很高的故障,即“电路板通电后无法进入调试模式”。维修文件规定的关于电路板的所有测试项目均需在调试模式下进行,电路板一旦无法进入调试模式,所有测试均无法实施。根据工程经验分析,该故障属于一类典型故障,为其编制诊断程序是很必要的。所以,选取“某型处理器电路板无法进入调试模式”为顶事件实施故障树分析。

3.2 建造故障树

建造故障树的目的是建立顶事件与底事件的逻辑关系。建树过程以顶事件、技术资料和历史数据为输入,根据工程经验划定边界、合理简化,逐层建立事件之间的逻辑关系,最终输出完整的故障树模型。

以“某型处理器电路板无法进入调试模式”为顶事件的故障树模型如图4所示。

3.3 定性分析

定性分析的目的是确定导致顶事件发生的所有故障模式,即确定最小割集。分析过程以故障树模型为输入,按照上行法或下行法等方法进行计算,输出故障树的最小割集。

3.4 定量分析

定量分析的目的是确定各底事件对顶事件的影响程度。分析过程以结构函数和底事件发生概率为输入进行计算,输出底事件概率重要度和结构重要度。

3.4.1 概率重要度

概率重要度反映底事件发生概率对顶事件发生概率的影响程度。

重要度计算前应先求得顶事件发生概率函数,其计算公式为:

根据产品交付使用记录和历史修理记录对底事件发生概率进行估算,估算值见表2。通过上述公式可求得各底事件概率重要度,见表2。然而,对于一个概率重要度高而故障率小的底事件,概率重要度并不能准确反映其对顶事件的影响程度,可以采用故障系数的概念从概率重要度和发生概率两方面描述顶事件发生时底事件发生的可能性。故障系数可表示为:

3.4.2 结构重要度

结构重要度反映底事件在故障树结构中的重要程度。结构重要度求解方法通常有两种:一种是精确求解各底事件结构重要度;另一种是根据最小割集求解底事件结构重要度的顺序。采用第二种方法,按照阶数越小的最小割集越重要、相同阶数最小割集中出现次数越多越重要的原则,求得各底事件结构重要度顺序为:X1 = X2 = X3 = X4 = X5 = X6 = X7 = X8。

3.5 重要度排序

重要度排序的目的是确定各底事件对顶事件影响程度的大小顺序。排序过程以故障系数和结构重要度的求解结果为输入,最终输出底事件重要度由大到小的顺序。上述故障树的排序结果为:X4 > X3 = X5 > X1 = X8 > X2 = X6 = X7。

3.6 编制诊断程序

编制诊断程序的目的是为故障诊断提供技术标准,提高诊断效率。编制过程以重要度排序结果为输入,确定针对故障现象(顶事件)进行检测的内容、范围及先后顺序,最终输出诊断程序。诊断程序应包含各检测项目的操作卡,明晰检测的方法和标准,以增强程序的可操作性。

3.7 实验

平均车间修理时间、平均故障诊断时间和平均一次定位准确率是衡量修理过程优劣的重要指标。采用基于FTA的修理模式对某型处理器电路板实施修理并定期统计修理数据,然后以上述指标为衡量标准与此前传统修理模式进行对比,对比结果见表3。由表3可知,采用基于FTA的修理模式确可达到缩短故障诊断时间、提高诊断命中率的目的。

4 结束语

基于FTA的修理模式的实质是通过优化故障诊断过程来提升修理质量和效率,其关键环节是诊断程序的生成、使用和更新。模式的适用范围包括但不限于机载计算机,可根据实际需要拓展至其他航空器部件维修领域。随着人工智能技术的日益发展,模式中关于诊断程序生成、使用和更新的过程除可采用人工方式实现外,还可采用计算机辅助的自动化诊断方式实现。

参考文献:

[1] 刘明,左洪福.航空维修思想的框架研究[J].航空维修与工程,2007(5):33-34.

[2] 张大波.新编嵌入式系统原理·设计与应用[M].北京:清华大学出版社,2010.

[3] 段学刚.航空电子装备维修概论[M].北京:国防工业出版社,2010.

[4] 周海京,遇今.故障模式、影响及危害性分析与故障树分析[M].北京:航空工业出版社,2003.

[5] 陶勇剑,董德存,任鹏.采用故障树分析诊断系统故障的改进方法[J].哈尔滨工业大学学报,2010,42(1):143-147.endprint

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