基于FTA—FMEA联合法综合诊断电子设备故障

基于FTA—FMEA联合法综合诊断电子设备故障

赵雷 韩红新 龚奇勇 吴闪(海军工程大学船舶与动力学院 武汉430033) (92330部队" 青岛266103)

摘要: 研究将可靠性分析理论应用于电子设备的故障诊断，首先将电子设备的故障诊断划分为模块级和器件级两个层次，利用FTA方法简化模块级诊断的搜索和推理策略，利用FMEA方法建立器件级诊断中的故障字典，两种方法的结合使用，有效提高了诊断效率。
关键词: 故障诊断；FTA；FMEA；电子设备

现代电子技术飞速发展，电子设备功能越来越完备，其组成亦日趋复杂化和智能化，设备中任何一个元器件的故障都可能导致部分功能或整个设备失效，因此，对电子设备的故障诊断复杂程度也
越来越高。对设备进行失效因果分析，可简化诊断步骤，提高诊断效率。并可根据分析结果改进设计或改良设备，提高电子设备可靠性。
故障树分析(FFA)和故障模式影响分析(FMEA)是对设备故障原因和结果之间关系进行分析的两种有效方法，在机械设备故障分析方面已有成熟应用，但在电子设备领域尚未推广¨ 。
FMEA与FFA对于故障分析来说是等效的，但对电子设备来说，随着复杂度大幅增加，要从元器件的各种失效模式追踪到系统级，研究其后果，决定它对于系统的致命度，其工作量将大到难以容忍的
程度。对于复杂电子装备的故障诊断从诊断层次上划分主要有模块级诊断和器件级诊断 J。模块级诊断是把故障从系统定位到最小可更换单元(PCB)，系统一旦发生故障，应用FFA方法分析重
要度大的单元，从而确定故障监测和诊断的最优顺序，可有效提高故障源搜寻的一次命中率，缩短诊断的过程和时间。器件级诊断是把故障从最小可更换单元定位到元器件，基于FMEA方法对模块
中元器件潜在的故障模式及其对功能的影响进行分析，建立故障字典，可快速有效诊断出故障 ，4 。将上述两种方法相结合进行联合分析，优缺点互补，具有良好的实用性。
l 基于FTA的诊断推理定量分析
有关故障树的建立和简化的方法可参看GJB768A一1998((故障树分析指南》 j。图1为某一电子设备简化的故障树结构图。“设备故障T”为顶事件；X1、Y1、Z1、X2、Y2、Z2、G、X3、Y3、Z3为底事件；B、D、F 、F 、F。(C)为不同层次中间事件。在此采用定量分析方法进行故障搜寻。

….

3 结语
基于可靠性分析理论对电子设备进行故障诊断，将系统的故障诊断划分为模块级和器件级两个层次上分别进行分析，利用FTA方法简化模块级诊断的搜索和推理策略，利用FMEA方法优化器件级诊断中故障字典的建立，充分发挥故障树分析方法和故障字典法的优点，极大地提高了诊断效率。
除此之外，上述分析可以掌握电子设备的可靠性薄弱环节，进而通过改进设计或改良设备，比如采用冗余设计消除单点失效等手段，有效提高电子设备的可靠性。

参考文献
[1]周海京．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
[2]朱大奇．电子设备故障诊断原理与实践[M]．北京：电子工业出版社，2004
[3]曾声奎，赵廷弟，张建国等．系统可靠性设计分析教程[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2001
[4]王永川．可靠性分析技术在电子装备故障诊断中的应用[J]．上海海运学院学报，2001(3)：167—178
[5]GJB768A一1998．故障树分析指南
[6]GJB1391～92．故障模式、影响及危害性分析程序