模糊危害度評價方法在磁浮列車電路板FMECA分析中的應用

林國斌　郭育華　王施宇

摘 要： 在進行高速磁浮列車車載電網相關板卡可靠性分析時，由于自然語言和評價指標往往具有模糊性，且受分析人員的主觀影響較大，往往難以獲得較為準確和量化的分析結果。因此利用模糊數學的方法對電路板CA分析結果進行改進，通過專家咨詢獲得單因素評論集、計算綜合評判矩陣、計算專家權重因子等步驟將專家評價量化計算后可獲得模糊危害度評價結果。在此以車載電網設備之一的通風機監(jiān)測電路板上某電容的故障模式分析為例，先基于電路分析結果制定故障模式分析（FMEA）與危害性分析（CA），再通過基于模糊危害度的評價方法，結合4位專家意見進行綜合評判。模糊評價結果與電路實際情況基本吻合。說明該方法可以綜合多名專家的意見并降低主觀因素對分析結果的影響。

關鍵詞： 可靠性分析； 模糊綜合評判； 故障模式分析； 危害性分析

中圖分類號： TN710?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）16?0001?04

Abstract： During the reliability analysis on the correlation board cards of train?mounted power grid for high?speed maglev train， it′s difficult to provide an accurate and quantized analysis result due to the fuzziness of evaluation indicators and natural language， and the influence of analysts′ subjectivity. Therefore， the fuzzy mathematic method was used to improve the criticality analysis. The expert evaluation is quantized and calculated by means of single factor evaluation set， comprehensive evaluation matrix and professor weight factors to get the result of fuzzy criticality evaluation. Taking the failure mode of a capacitor in the circuit board for ventilator monitoring belonging to the maglev on?board power system as an example， a failure mode and effect analysis （FMEA） and criticality analysis （CA） are established based on the circuit analysis result. The evaluation method based on fuzzy criticality is adopted to make a comprehensive judgment in combination with four professors′ opinions. The result shows that conclusion is consistentwith the fact， which means that the method can combine professors′ advices and decrease the influence of subjective factor.

Keywords： reliability analysis； fuzzy comprehensive evaluation； FMEA； criticality analysis

0 引 言

磁浮列車車載電網系統(tǒng)是車輛中一個重要的部分，然而由于車載電網部件電路板卡復雜性高，檢修難度大，因此為了降低維護成本，增強設備可靠性，有必要對電路板進行故障分析。然而常用的故障模式與危害性分析方法往往依靠設計人員的經驗和主觀判斷，加之缺乏各個故障種類的統(tǒng)計數據，因此分析結果往往因人而異。為了解決上述問題，國內外學者在將模糊理論、灰色理論、蒙特卡洛模擬、貝葉斯網絡、馬爾科夫模型等理論方法應用于可靠性分析方面做出了一些有益的嘗試[1]。

本文針對磁浮列車車載電網設備中通風機狀態(tài)監(jiān)測電路板，使用模糊危害度評價方法，對原本難以量化的指標進行評判，結合多個專家的評價意見，獲得較為客觀的故障分析結果。用定量方法處理定性問題，將各部件的故障模式的危害性清楚地表示出來，使傳統(tǒng)的FMECA方法變得更加科學化[2]。

1 故障模式與危害性分析

一般的分析流程如圖1所示。故障模式、影響與危害性分析（FMECA）屬于定性分析方法，是一種“自下而上”的可靠性分析技術，用來分析產品可能和潛在的失效模式，確定故障的相對嚴重程度和發(fā)生概率[3]。

同理，可得到電容[C1]的其他3種故障模式的模糊危害度分別為：[C′m2=2.65]，[C′m3=5.04]，[C′m4=3.17]。對這4個模糊危害度進行排序的結果與使用風險優(yōu)先數獲得的危害度排序結果相同，均表明電容C1的短路故障是危害最高的，參數輕微漂移危害最低。模糊危害度分析方法可以綜合多名專家意見，為產品的可靠性分析提供更有價值的參考。

4 結 語

通過理論分析和實例分析說明使用模糊危害度評價方法可對FMECA分析結果進行改進。引入多名專家對同一個故障模式進行評判可降低分析人員主觀因素對分析結果的影響?？梢姂媚：龜祵W的方法可以將故障發(fā)生度、嚴酷度和不可檢測度這樣帶有模糊屬性的評價對象進行量化，并以定量計算取代定性說明，從而使故障危害性的評價更加科學合理。而影響評價結果的因素除專家意見外，主要的影響因素是權重集的設置。

參考文獻

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