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CN107065819A - 一种结合功能流程图的故障树建立方法 - Google Patents

一种结合功能流程图的故障树建立方法 Download PDF

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CN107065819A
CN107065819A CN201611240149.2A CN201611240149A CN107065819A CN 107065819 A CN107065819 A CN 107065819A CN 201611240149 A CN201611240149 A CN 201611240149A CN 107065819 A CN107065819 A CN 107065819A
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CN
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fault tree
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fault
functional
ffbd
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黎娜
梅红
戍永灵
张军红
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Xian Aircraft Design and Research Institute of AVIC
Original Assignee
Xian Aircraft Design and Research Institute of AVIC
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0243—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults model based detection method, e.g. first-principles knowledge model
    • G05B23/0245—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults model based detection method, e.g. first-principles knowledge model based on a qualitative model, e.g. rule based; if-then decisions
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种结合功能流程图的故障树建立方法，包括以下步骤：1)根据功能危险分析报告FHA，列出故障树的顶事件；2)对照故障树的顶事件，绘制每个顶事件正常运行时的FFBD图；3)根据FFBD图绘制故障树的功能层；4)对应故障树的功能层，描述可能造成顶事件发生的设备的故障；5)分析设备的故障分析到每个LRU的故障，本层级的分析结束。本发明将基于模型的系统工程的功能流程图(FFBD图)引入故障树绘制过程中，用它来指导故障树的绘制，将基于模型的系统工程的模型同安全性分析的模型进行了对接，解决了基于模型的系统工程的模型与安全性模型割裂的问题，用MBSE的方法论更好的指导安全性的工作。

Description

一种结合功能流程图的故障树建立方法
所属技术领域
本发明属于飞机复杂系统的安全性分析技术领域，涉及一种结合功能流程图的故障树建立方法。
背景技术
目前我们进行初步安全性分析时，借助故障树分析法，我们的故障树直接从顶事件分析到了设备的失效模式，中间缺少了功能层级，这样将设备与顶层功能之间对应，缺乏与底层功能的对应，不够严谨和严密。
本发明将基于模型的系统工程的功能流程图(FFBD图)引入故障树绘制过程中，用它来指导故障树的绘制，将基于模型的系统工程的模型同安全性分析的模型进行了对接，解决了基于模型的系统工程的模型与安全性模型割裂的问题，用MBSE的方法论更好的指导安全性的工作。
发明内容
本发明的目的是：本发明为了解决目前故障树缺乏功能层的问题，将基于模型的系统工程的功能流程图(FFBD图)引入故障树绘制过程中，用它来指导故障树功能层的绘制，而且将功能层与设备层进行了对接，从故障树上也可以直观、明了的看到需求分配的关系，这样就将需求分析与安全性从模型上结合起来，填补了目前安全性分析没有涉及功能层这个问题，此外将需求分析模型与安全性模型通过故障树建立了连接关系，解决了基于模型的系统工程的模型与安全性模型割裂的问题。
本发明的技术方案是：
本发明的优点是：本发明弥补了现有技术的不足，填补了故障树绘制直接从系统级到设备级的空白，使得安全性分析更为严谨和严密。提高了故障树的质量，减少了故障树绘制的迭代次数。故障树直观明了的反映了设备对功能的实现关系。
附图说明：
图1为本发明实施例FFBD图；
图2为本发明实施例故障树-“失去控制”图；
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做详细叙述。以“失去人工控制”为例：
1)功能危险分析报告FHA中“失去人工控制”的功能为Ⅰ类故障；
2)根据功能发生的逻辑顺序和先后次序，绘制“人工控制”正常运行时的FFBD图，如图1所示，首先系统采集驾驶员的操纵指令，同时采集舵面的位置信息，综合两者的信息后，系统计算控制指令，然后根据控制指令驱动作动器对舵面进行控制；
3)建立“失去人工控制”故障树，如图2所示，第一步绘制“失去人工控制”的顶事件，用方框描述“失去人工控制”这个顶事件；
3)结合图1，根据FFBD图绘制“失去人工控制”这个故障树的功能层，即“失去人工控制”可能由以下任一故障导致：失去驾驶员指令采集功能，丧失舵面位置信息采集功能，丧失控制指令计算功能，丧失作动器作动功能。采用或门对这一关系进行描述，当失去驾驶员指令采集功能，丧失舵面位置信息采集功能，丧失控制指令计算功能，丧失作动器作动功能任一发生，都会导致失去人工控制这一系统故障的发生。
4)对应步骤3)的功能层，失去驾驶员指令采集功能可能是指令传感器全部故障导致，丧失控制指令计算功能可能计算机故障导致，丧失作动器作动功能可能是作动器故障导致，丧失舵面位置信息采集功能可能是舵面位置传感器故障导致，这样就将系统的功能故障与设备故障对应起来，注意当系统有多个功能由同一设备实现时，分析设备的主要功能，不需要对所有功能逐一分析，此外，故障树绘制的颗粒度适应本层级分析需要即可，并不是越细越好；
5)再以“指令传感器全部故障”为例，指令传感器有两套：正驾驶员指令和副驾驶员指令，只有当两者指令均全部故障，指令传感器才会全部故障，因此“指令传感器全部故障”向下层分解时，采用与门，正驾驶员指令传感器全部故障和副驾驶员指令传感器全部故障，指令传感器全部故障。本实施例只建立了指令传感器的功能，其它计算机故障\作动器故障\舵面位置传感器故障类似。

Claims (1)

1.一种结合功能流程图的故障树建立方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据功能危险分析报告FHA，列出故障树的顶事件；
2)对照故障树的顶事件，绘制每个顶事件正常运行时的FFBD图；
3)根据FFBD图绘制故障树的功能层；
4)对应故障树的功能层，描述可能造成顶事件发生的设备的故障；
5)分析设备的故障分析到每个LRU的故障，本层级的分析结束。
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