基于FMECA 的通信測(cè)試設(shè)備技術(shù)改造

杜 洋

（航空工業(yè)西飛，西安 710089）

1 引言

數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)是飛機(jī)通信系統(tǒng)的重要組成部分，用于飛機(jī)與飛機(jī)之間，飛機(jī)與地面指揮所之間構(gòu)建一個(gè)鏈路網(wǎng)絡(luò)，以滿足指令、信息等的交互和實(shí)時(shí)感知戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，對(duì)于飛行和作戰(zhàn)任務(wù)的執(zhí)行具有重要的意義。數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)作為機(jī)上極為重要的設(shè)備，若能進(jìn)行準(zhǔn)確的裝機(jī)前測(cè)試、故障診斷、復(fù)查及定位，能達(dá)到事半功倍的效果。不同機(jī)型相應(yīng)配套的數(shù)據(jù)鏈的軟件和技術(shù)狀態(tài)有一定差異，對(duì)于地面試驗(yàn)室，有必要對(duì)現(xiàn)有老舊測(cè)試設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造以達(dá)到通用的效果。

2 FMECA 介紹

2.1 概述

FMECA 以故障模式及影響分析（FMEA）和危害性分析（CA）組成。FMEA 指的是分析產(chǎn)品中每一個(gè)可能的故障模式并確定其對(duì)該產(chǎn)品及上層產(chǎn)品所產(chǎn)生的影響，以及把每一個(gè)故障模式按其影響的嚴(yán)重程度予以分類的一種技術(shù)。CA 指的是對(duì)產(chǎn)品中的每個(gè)故障模式發(fā)生的概率及其危害程度所產(chǎn)生的綜合影響進(jìn)行分析，全面評(píng)價(jià)產(chǎn)品各種可能出現(xiàn)的故障模式的影響。FMECA 即量化分析故障模式影響的危害程度。

2.2 方法

FMECA 分析有硬件法和功能法兩種基本方法。對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)也將兩種方法結(jié)合起來(lái)。依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的狀態(tài)、復(fù)雜程度及可利用信息的多少來(lái)確定采用哪種方法進(jìn)行分析。

（1）功能法。該方法按照產(chǎn)品的功能輸出分類，一般自上而下分析時(shí)采用。用該方法進(jìn)行FMEA 可能忽略某些故障模式；（2）硬件法。該方法主要以評(píng)價(jià)故障開始，列出表格，并對(duì)可能發(fā)生的故障及其影響進(jìn)行分析，可從任一層次開始向上一層次方向分析，即自下而上分析。（3）組合法。系統(tǒng)設(shè)計(jì)尚未全部完成時(shí)采用。對(duì)設(shè)計(jì)已確定的部分采用硬件法，設(shè)計(jì)未確定的部分采用功能法。

2.3 約定層次

根據(jù)需要將產(chǎn)品以功能關(guān)系或硬件結(jié)構(gòu)來(lái)劃分功能層次或結(jié)構(gòu)層次。分析產(chǎn)品中每一個(gè)可能的故障模式并確定其對(duì)該產(chǎn)品及上層所產(chǎn)生的影響，把每一個(gè)故障模式按其影響的嚴(yán)重程度予以分類。

3 工藝性分析

3.1 評(píng)估當(dāng)前

數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的測(cè)試條件缺失及測(cè)試設(shè)備老化會(huì)造成以下影響：

（1）影響裝機(jī)后通電故障的復(fù)查、分析和定位，影響裝機(jī)質(zhì)量及排故效率。（2）購(gòu)置相關(guān)測(cè)試設(shè)備費(fèi)用巨大。（3）故障率控制不高，無(wú)法在裝機(jī)前有效判斷機(jī)載設(shè)備的質(zhì)量好壞。通過(guò)對(duì)原有的數(shù)據(jù)鏈測(cè)試臺(tái)進(jìn)行升級(jí)改進(jìn)，使其同時(shí)滿足多型號(hào)相關(guān)的技術(shù)要求，且花費(fèi)極少。為裝機(jī)前校驗(yàn)、故障復(fù)查、故障分析定位以及后續(xù)的機(jī)載設(shè)備維修提供可靠的技術(shù)條件支持。

3.2 風(fēng)險(xiǎn)分析

按工藝流程運(yùn)用FMECA 分析結(jié)果進(jìn)行早期評(píng)判，以便預(yù)測(cè)或監(jiān)控潛在的工藝風(fēng)險(xiǎn)和關(guān)鍵難點(diǎn)。以下為風(fēng)險(xiǎn)分析：

（1）無(wú)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來(lái)源及錄入，無(wú)法建立數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)控制。（2）設(shè)備運(yùn)行中的危險(xiǎn)性分析，操作過(guò)程中有可能對(duì)機(jī)載設(shè)備造成損害。（3）該系列產(chǎn)品差異過(guò)大，改造難度及成本提高。

4 控制措施

4.1 故障庫(kù)的建立

故障診斷是降低故障率最有效的手段之一，其最有效的實(shí)現(xiàn)手段即是故障庫(kù)的建立。在建立不同型號(hào)的一批機(jī)載設(shè)備故障數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上來(lái)升級(jí)改造設(shè)備達(dá)到實(shí)時(shí)跟蹤、解析相關(guān)情況的效果。

（1）故障分類：研究機(jī)載設(shè)備功能結(jié)構(gòu)，分解結(jié)構(gòu)層次。解析機(jī)上出現(xiàn)的故障所對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)室技術(shù)指標(biāo)；完成數(shù)據(jù)快速分析和匯總。

（2）建立合格定性功能描述，將每個(gè)數(shù)據(jù)因素的種類標(biāo)準(zhǔn)化，確保錄入信息的準(zhǔn)確性和規(guī)范性，能快速在庫(kù)中檢索相應(yīng)故障。

（3）建立影響關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。從內(nèi)、外場(chǎng)各個(gè)情況收集數(shù)據(jù)，減少重復(fù)數(shù)據(jù)錄入工作。

（4）統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，控制過(guò)程。將數(shù)據(jù)進(jìn)行鏡像數(shù)據(jù)對(duì)比，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確性。

4.2 改造實(shí)施

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)方案及項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)，計(jì)算最大利用率。

（2）在保障硬件系統(tǒng)電路兼容及信號(hào)完整的前提下，以升級(jí)優(yōu)化軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)最初方案設(shè)計(jì)所需要所有功能。

（3）故障庫(kù)實(shí)施更新，有助于日后故障診斷及機(jī)載設(shè)備的修理。

（4）人員培訓(xùn)，保障實(shí)際的使用安全。

4.3 系統(tǒng)試驗(yàn)和驗(yàn)證

（1）對(duì)調(diào)試方案進(jìn)行研究、分析，確定操作的正確性與可操作性。

（2）驗(yàn)證是否能正常測(cè)試數(shù)據(jù)鏈的功能，是否能注入規(guī)劃等功能。

5 達(dá)到的目標(biāo)

改造后的測(cè)試臺(tái)投入使用即可提升裝機(jī)機(jī)載設(shè)備的一次性合格率，不僅完善了測(cè)試環(huán)境；直接準(zhǔn)確地驗(yàn)證設(shè)備性能，為快速、精準(zhǔn)定位故障提供更為可靠的技術(shù)保障；能發(fā)現(xiàn)并解決傳統(tǒng)測(cè)試手段中無(wú)法檢測(cè)的問(wèn)題，有效排查機(jī)載設(shè)備隱性問(wèn)題。

通過(guò)建立的故障庫(kù)數(shù)據(jù)分析計(jì)算，具備試驗(yàn)室測(cè)試條件的機(jī)載設(shè)備在裝機(jī)前故障率明顯低于無(wú)試驗(yàn)條件的機(jī)載設(shè)備。

該測(cè)試臺(tái)的集成化優(yōu)勢(shì)使以往兩、三臺(tái)設(shè)備的功能集中在一臺(tái)測(cè)試臺(tái)中，經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢(shì)明顯。