第3章系統(tǒng)安全分析(編輯修改稿)
2025-07-27 12:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 而不能完成規(guī)定功能時(shí)，稱故障發(fā)生。（2）故障類型（Failure Mode）由不同故障機(jī)理顯現(xiàn)出來的各種故障現(xiàn)象的變現(xiàn)形式。一個(gè)元件或系統(tǒng)可以有多種故障類型。（3）故障等級(jí)（Failure Classification）根據(jù)故障類型對(duì)系統(tǒng)或子系統(tǒng)影響的程度不同而劃分的等級(jí)。（4）故障影響（Failure Effect）某種故障類型對(duì)系統(tǒng)、子系統(tǒng)、單元的操作、功能或狀態(tài)所造成的影響。（5）故障嚴(yán)重度（Severity）考慮故障所能導(dǎo)致的最嚴(yán)重的潛在后果，并以傷害程度、財(cái)產(chǎn)損失或系統(tǒng)永久破壞加以度量。（6）故障類型與影響分析（Failure Modes and Effects Analysis）采用系統(tǒng)分割的概念，根據(jù)實(shí)際需要分析的水平，把系統(tǒng)分割成子系統(tǒng)或進(jìn)一步分割成元件。然后逐個(gè)分析元件可能發(fā)生的故障和故障類型（狀態(tài)），再分析故障類型對(duì)系統(tǒng)以及整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，最后采取措施加以解決。故障類型和影響分析是對(duì)系統(tǒng)各組成部分、元件進(jìn)行分析的重要方法。系統(tǒng)的子系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)生故障。查明各類故障對(duì)鄰近子系統(tǒng)或元件的影響，以及組中對(duì)系統(tǒng)的影響，以及消除或控制的措施。這種系統(tǒng)安全分析方法屬于歸納方法，早期的故障類型和影響分析只能做定性分析，后來在分析中引入了故障發(fā)生難易程度的評(píng)價(jià)或發(fā)生的概率，再將之與致命度分析（Critical Analysis）結(jié)合起來，構(gòu)成故障類型和影響、危險(xiǎn)度分析（FMECA）。如果確定了每個(gè)元件的故障發(fā)生概率，就可以確定設(shè)備、系統(tǒng)或裝置發(fā)生的概率，就可以定量的描述故障的影響。二、故障類型與影響分析的特點(diǎn)（1）不僅對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)元件的故障進(jìn)行分析，而且對(duì)其影響進(jìn)行分析，有重點(diǎn)地解決安全問題。（2）適用于系統(tǒng)危險(xiǎn)性分析的各個(gè)階段。（3）既可以應(yīng)用于簡(jiǎn)單系統(tǒng)，又可以用于復(fù)雜系統(tǒng)的分析。三、故障類型與影響分析的格式表38給出了故障類型與影響的格式。表38 故障類型及影響格式組成元素故障類型故障的原因故障的影響故障的識(shí)別校正措施四、故障類型與影響分析的分析程序故障類型和影響分析通常包括以下5個(gè)方面的內(nèi)容。（1）掌握和了解所要分析的對(duì)象系統(tǒng)。（2）對(duì)系統(tǒng)元件的故障類型和產(chǎn)生原因進(jìn)行分析。一種元件至少有4種故障類型，即意外運(yùn)行、運(yùn)行不準(zhǔn)時(shí)、停止不及時(shí)和運(yùn)行期間故障。在進(jìn)行元素故障類型分析時(shí)，該元素可能是其他元素故障的原因，也可能是導(dǎo)致重大故障或事故的原因。（3）分析故障類型對(duì)系統(tǒng)和元件的影響，重點(diǎn)分析元素故障類型對(duì)相鄰元素的影響，元素故障類型對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響，元素故障類型對(duì)子系統(tǒng)及周圍環(huán)境的影響。（4）匯總結(jié)果，提出改正措施。（5）列表。圖35給出了故障類型與影響分析程序。確定所研究系統(tǒng)分析系統(tǒng)元素的故障類型分析導(dǎo)致元素故障類型的原因分析元素故障類型的影響研究確定校正措施表格匯總?明確系統(tǒng)組成；?確定系統(tǒng)得界限；?確定元素的初始狀態(tài)；?收集系統(tǒng)及元素的資料?根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)確定已有元素的故障類型；?參考類似元素故障類型確定新元素；?可靠性分析確定新元素內(nèi)部原因，外部原因?對(duì)相鄰元素的影響；?對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響；?對(duì)鄰近系統(tǒng)的影響；?對(duì)周圍環(huán)境的影響具體校正措施圖35 故障類型與影響分析程序五、應(yīng)用實(shí)例例3 空氣壓縮機(jī)故障類型與影響分析空氣壓縮機(jī)是在土木工程的道橋工程、地下工程等施工時(shí)常用的動(dòng)力設(shè)備，儲(chǔ)氣罐屬于一種易出事故的高壓容器。表39給出了空氣壓縮機(jī)儲(chǔ)氣罐的故障類型及影響分析結(jié)果。表39 空氣壓縮機(jī)儲(chǔ)氣罐的故障類型及影響分析組成元素故障類型故障原因故障影響故障識(shí)別校正措施罐體輕微漏氣接口不嚴(yán)能耗增加漏氣噪聲、空氣壓縮機(jī)頻繁打壓加強(qiáng)維修保養(yǎng)嚴(yán)重漏氣焊接裂縫壓力迅速下降壓力表讀數(shù)下降，巡回檢查停機(jī)維修破裂材料有缺陷，受沖擊等壓力迅速下降，損傷人員、設(shè)備壓力表讀數(shù)下降，巡回檢查停機(jī)維修安全閥漏氣接口不嚴(yán)，彈簧疲勞能耗降低，壓力下降漏氣噪聲、空氣壓縮機(jī)頻繁打壓加強(qiáng)維修保養(yǎng)錯(cuò)誤開啟彈簧疲勞折斷壓力迅速下降壓力表讀書下降，巡回檢查停機(jī)維修不能安全泄壓由銹蝕污物造成超壓時(shí)失去安全功能，系統(tǒng)壓力迅速提高壓力表讀書上升，閥門檢驗(yàn)停機(jī)檢查更換故障類型與影響分析在航空領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)50年代初，美國(guó)第一次將FMEA思想用于一種戰(zhàn)斗機(jī)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析中。60年代中期，F(xiàn)MEA正式用于航天系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。1976年，美國(guó)國(guó)防部頒布了FMEA軍用標(biāo)準(zhǔn)。1988年，美國(guó)聯(lián)邦航空局發(fā)布通報(bào)要求所有航空系統(tǒng)得設(shè)計(jì)和分析必須使用FMEA。1994年，F(xiàn)MEA成為QS9000的認(rèn)證要求。FMEA在實(shí)踐中形成了完整科學(xué)的分析方法。目前，航空領(lǐng)域廣泛應(yīng)用該方法進(jìn)行諸如發(fā)動(dòng)機(jī)、油箱、起落架等設(shè)計(jì)的危險(xiǎn)性分析。六、故障類型及其影響和危險(xiǎn)度（致命度）分析將故障類型及影響分析和危險(xiǎn)度分析相結(jié)合，便可以從定性分析發(fā)展到定量分析，稱為故障類型及其影響和危險(xiǎn)度分析。這種方法在分析時(shí)，首先進(jìn)行故障類型及其影響分析。根據(jù)分析結(jié)果，再輸入各種故障的危險(xiǎn)度指標(biāo)，即可得到定量的危險(xiǎn)分析。危險(xiǎn)度分析的目的在于定量地評(píng)價(jià)每種組成元素故障類型的危險(xiǎn)程度，危險(xiǎn)度分析有以下2種方法。1. 采用2項(xiàng)指標(biāo)的危險(xiǎn)度分析采用的2項(xiàng)指標(biāo)分別為元素故障類型出現(xiàn)的概率和故障后果的嚴(yán)重度。表310和表311分別給出了美國(guó)杜邦公司的嚴(yán)重度分級(jí)和概率值。表310 危險(xiǎn)發(fā)生等級(jí)和概率標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生等級(jí)非常容易發(fā)生容易發(fā)生偶爾發(fā)生不常發(fā)生幾乎不發(fā)生很難發(fā)生發(fā)生概率110111021103110411051106表311 危險(xiǎn)等級(jí)劃分及校正措施危險(xiǎn)度大（危險(xiǎn)）中（臨界）?。ò踩┬Ｕ胧┝⒓赐Ｖ棺鳂I(yè)及時(shí)檢修注意觀察2. 采用1項(xiàng)指標(biāo)的危險(xiǎn)度分析采用元素運(yùn)行百萬小時(shí)（次）發(fā)生的故障次數(shù)來衡量危險(xiǎn)度C，計(jì)算公式如下所示。 (31)式中，n——導(dǎo)致系統(tǒng)故障或事故的故障類型的數(shù)目；T——元素的運(yùn)行時(shí)間；Λ——元素的基本故障率；k1k2——實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的修正系數(shù)和實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的修正系數(shù)；α——導(dǎo)致系統(tǒng)故障或事故的故障類型數(shù)目占全部故障類型數(shù)目的比例；β——導(dǎo)致系統(tǒng)故障或事故的故障類型出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)發(fā)生故障或事故的概率。表312給出了β的可參考值。表312 β的參考值影響程度實(shí)際的損失可預(yù)計(jì)的損失可能出現(xiàn)的損失沒有影響發(fā)生概率（β）β= ≤ β 1 0 β β= 03. 應(yīng)用實(shí)例例4 民用運(yùn)輸機(jī)起落架系統(tǒng)故障分析（1）背景資料：中國(guó)民航四川省航空公司維護(hù)信息統(tǒng)計(jì)，%，其中2%左右的故障引起重要事件。波音公司提供的事故和征候統(tǒng)計(jì)，起落架故障占15%~17%?？湛凸咎峁┑氖鹿屎驼骱蚪y(tǒng)計(jì)，%。（2）以波音
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