[发明专利]一种基于PFMEA和HRA方法的潜在故障分析方法

权利要求书

1.一种基于PFMEA和HRA方法的潜在故障分析方法，其特征在于：包括如下五个步骤：

步骤一：任务分析：选择要研究的人机系统，明确任务阶段，利用层次任务分析法完成该阶段的任务分析，确定完成任务所需的各项基本活动；

步骤二：异常模式和异常原因分析：根据任务分析的结果，确定基本活动的功能异常模式，并从人、机、环3个方面开展人机系统异常原因分析，包括人误、设备故障和环境扰动；

步骤三：功能异常模式发生概率量化：基于CREAM方法量化人误发生概率，基于THERP方法确定人误相关性，对存在相关性的人误进行发生概率的修正，根据人误概率、设备故障概率和环境扰动概率计算功能异常模式发生概率；

步骤四：风险优先数计算和潜在故障识别：开展潜在功能异常模式影响分析和检测难度分析，明确功能异常模式严重度等级和检测难度等级，基于功能异常模式发生概率确定发生概率等级，获得潜在故障的风险优先数，完成PFMEA表格填写并识别潜在故障；

在步骤一中：

(1)选择任务阶段，明确人机环要素；

针对多任务阶段人机系统，选择任务阶段并开展人机环要素，明确任务过程中涉及到的人员、设备和环境；

(2)基于层次任务分析法开展任务分析，确定任务基本活动；

根据层次任务分析方法手册，依次开展定义任务，数据收集，确定任务的整体目标，确定任务的次级目标，次目标分解和分析的计划步骤，确定完成任务所需要的基本活动；

在步骤二中：

(1)开展异常模式分析，明确基本单元的功能异常模式；

以任务分析为基础，以人的基本活动为单元，从功能层次分析各个基本活动可能出现的异常模式；

(2)开展异常原因分析，明确引发功能异常的人误、设备故障和环境扰动；

针对人机系统功能异常模式，从人、机、环3个方面开展异常原因分析，包括人误、设备故障和环境扰动；其中，人误分析基于CREAM方法进行；CREAM方法将人的认知功能归纳为观察、解释、计划和执行4类，每类认知功能包含若干个人误模式，包括观察目标错误、错误辨识；

在步骤三中：

(1)基于CREAM方法量化人误模式发生概率；

对每一个人误模式进行分析，确定每个认知活动最可能发生的认知功能失误模式与失误概率基本值；对每个认知活动的情景环境进行评价，考虑情景环境中设备和环境对人的认知功能的影响，评价9种共同绩效条件CPC的水平并确定权重，将9种CPC水平权重相乘获得总权重因子；将失误概率基本值与总权重因子相乘，计算人误发生概率；

(2)基于THERP方法确定人误相关性等级，并对人误概率进行修正；

根据两个任务的人员组成、任务时间间隔、任务重复性、提示信息的有无对检查人员任务对应表1的规则做出相应的相关性程度判断；之后基于相关性公式修正人误概率P_HE：零相关，P_ME＝P_HE；低相关，中相关，高相关，完全相关，P_ME＝1；

表1人误相关性程度

(3)确定设备故障和环境扰动发生概率，计算功能异常模式发生概率；

根据相似产品数据或者统计数据获得引发某项功能异常模式的设备故障概率P_F和环境扰动概率P_E，结合步骤三中第(1)和(2)步获得的修正的人误发生概率P_ME，通过公式1-(1-P_F)(1-P_E)(1-P_ME)计算功能异常模式发生概率P；

其中，在步骤四中：

(1)开展功能异常模式影响分析，计算风险优先数；

针对当前的功能异常模式，分析其导致的局部影响、对上层任务过程的影响以及对任务全过程的影响，根据表2对功能异常模式严重度等级进行评价；分析功能异常模式的检验控制方法的数量和是否有告警，根据表3评价检测难度等级；根据表4和步骤三计算得到的功能异常模式发生概率，确定其发生概率等级；最终将3个等级相乘计算风险优先数；

表2严重度等级评价准则

表3异常模式检测及发现难度等级评价准则

可检测性	准则	检测难度等级
很高	肯定能预警出，并能处理	1
很高	检验控制方法较多，可以预警	2
高	检验控制方法较多，很多机会可以阻止	3
中上	检验控制方法较多，有机会可以阻止	4
中等	检验控制方法较少，可能能预警并阻止	5
小	检验控制方法很少，可能会预警出	6
很小	检验控制方法很少，很小的机会可以预警出	7
微小	检验控制方法极小，微小的机会能预警	8
很微小	检验控制方法基本没有，基本不能预警	9
几乎不可能	绝对不可能检测发现	10

表4发生概率等级评分准则

组合概率等级OPR	异常模式发生的可能性	异常模式发生概率P参考范围
1	极低	-6]]>
2,3	较低	-6P≤1*10-4]]>
4,5,6	中等	-4P≤1*10-2]]>
7,8	高	-2P≤1*10-1]]>
9,10	非常高	-1]]>

(2)根据风险优先数，排查出优先级较高的潜在故障；

当风险优先数等级大于等于217时，判定该功能异常模式优先级较高的潜在故障。