[发明专利]一种基于元动作链的故障传播风险分析方法和防控方法

摘要

本发明公开了一种基于元动作链的故障传播风险分析方法和防控方法，分析方法包括如下步骤，先利用FMA功能分解方法将整机的功能分解成多个运动，并将每个运动进一步分解至元动作；确定每个运动中元动作的从属关系，并根据该运动的动力源到动作执行机构的运动传递关系，建立一条由该运动中的元动作串联而成的元动作链；然后根据元动作内部影响的自发概率和量化外部作用的耦合强度建立共同影响条件下的风险传播模型，并从全局风险影响的角度，综合分析各元动作的风险临界性。本发明方法从元动作链的可靠性分析思路，在确定薄弱环节后，对组成元动作的元动作单元开展故障诊断工作更加明确，减少在故障诊断中的徒劳故障搜索，提高了故障诊断效率。

主权项

1.一种基于元动作链的故障传播风险分析方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、建立元动作链：利用FMA功能分解方法将整机按照“功能─运动─动作”的映射路线，将整机的功能分解成多个运动，并将每个运动进一步分解至最基本运动单元，即元动作，并给各元动作赋予编号A_i(i＝1,2,…,m)；确定每个运动中元动作的从属关系，并根据该运动的动力源到动作执行机构的运动传递关系，建立一条由该运动中的元动作串联而成的元动作链；S2、计算元动作内部影响的自发概率：采集各个元动作的故障数据，分别对每个元动作建立可靠性分布模型，确定每个元动作的可靠度的区间范围并将该元动作首次发生失效的时间t代入可靠性分布模型，计算出故障率λ，近似作为自发概率F；S3、量化外部作用的耦合强度：根据元动作之间的相互作用，建立风险二元矩阵，并把该风险二元矩阵划分为列输出矩阵和行输入矩阵，分别计算出它们的特征向量，并用特征向量组成数值影响矩阵和数值原因矩阵，得到风险数值矩阵B，即：式中：NEM为数值影响矩阵，NCM为数值原因矩阵；式中：b_ij为元动作之间的耦合强度，也称为元动作A_j对元动作A_i造成风险影响的转移概率；S4、根据步骤S2对每个元动作链上的元动作可靠度进行分析，若该元动作链上的一个元动作的可靠度时，则认为该元动作处于失效阶段，直接进入维修状态；否则，认为元动作处于潜在故障阶段，进一步结合步骤S3中计算得到的耦合强度，建立风险传播模型，C_A作为各元动作传播后的风险临界性，即：C_A＝E^T·(I‑B)^‑1·(Iⁱ·P_A)P_A＝(I‑B)^‑1·F式中：B为风险数值矩阵，F为自发概率向量，P_A为风险概率向量，I为单位矩阵，E为风险影响向量；S5、引入全局风险影响因素，包括三个变量对系统的影响，分别是发生率‑O、严酷度‑S和探测度‑D，每个变量的取值均为1～10，G_A作为元动作的全局风险影响，即：式中：分别为S、O、D的分配权重，分别为第i个元动作的S、O、D分数；进一步结合所述步骤S4中的风险传播后的风险临界性C_A，计算元动作链上各元动作的综合风险临界性CRC_A：根据计算得到的综合风险临界性，确定各元动作的风险排序。