潛在故障簡介

設(shè)備故障的發(fā)生發(fā)展過程都有其客觀規(guī)律，研究故障規(guī)律對(duì)制定維修對(duì)策，以至建立更加科學(xué)的維修體制都是十分有利的。設(shè)備在使用過程中，其性能或狀態(tài)隨著使用時(shí)間的推移而逐步下降。很多故障發(fā)生前會(huì)有一些預(yù)兆，這就是所謂潛在故障，其可識(shí)別的物理參數(shù)表明一種功能性故障即將發(fā)生，功能性故障表明設(shè)備喪失了規(guī)定的性能標(biāo)準(zhǔn)。?

較長的間隔意味著有更多的時(shí)間來預(yù)防功能性故障的發(fā)生，因而要不斷地花費(fèi)很大的精力去尋找潛在故障的物理參數(shù)，為采取新的預(yù)防技術(shù)，避免功能性故障，爭(zhēng)得較長的時(shí)間。???

設(shè)備故障率隨時(shí)間推移的變化規(guī)律稱為設(shè)備的典型故障率曲線。該曲線表明設(shè)備的故障率隨時(shí)間的變化大致分三個(gè)階段：早期故障期、偶發(fā)故障期和耗損故障期 。

早期故障期是指設(shè)備安裝調(diào)試過程至移交生產(chǎn)試用階段。造成早期故障的原因主要是由設(shè)計(jì)、制造上的缺陷，包裝、運(yùn)輸中的損傷，安裝不到位、使用工人操作不習(xí)慣或尚未全部熟練掌握其性能等原因所造成的。設(shè)備處于早期故障期，故障率開始很高，通過跑合運(yùn)行和故障排除，故障率逐漸降低并趨于穩(wěn)定。此段時(shí)間的長短，隨產(chǎn)品、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量而異。???

早期故障率是影響設(shè)備可靠性的一個(gè)重要因素，會(huì)使設(shè)備的平均無故障工作時(shí)間減少。從設(shè)備的總役齡來看，這段時(shí)間不長，但必須認(rèn)真對(duì)待，否則影響新設(shè)備效能的正常發(fā)揮，對(duì)資金回收不利。對(duì)于已定型的成批生產(chǎn)的設(shè)備和熟練的操作人員來說，早期故障期較短。?

對(duì)新設(shè)備來說，此階段的故障形態(tài)主要由三個(gè)參數(shù)所決定，即期初故障率，持續(xù)時(shí)間和期末故障率。這一階段的故障率是下降型，即隨著時(shí)間的推移故障率是逐漸下降的，可靠度的分布函數(shù)大體服從超指數(shù)分布或a<1時(shí)的威布爾分布。?

經(jīng)過第一階段的調(diào)試、試用后，設(shè)備的各部分機(jī)件進(jìn)人正常磨損階段，操作人員逐步掌握了設(shè)備的性能、原理和機(jī)構(gòu)調(diào)整的特點(diǎn)。設(shè)備進(jìn)入偶發(fā)故障期。在此期間故障率大致處于穩(wěn)定狀態(tài)，趨于定值。在此期間，故障的發(fā)生是隨機(jī)的。在偶發(fā)故障期內(nèi)，設(shè)備的故障率最低，而且穩(wěn)定。因而可以說，這是設(shè)備的最佳狀態(tài)期或稱正常工作期。這個(gè)區(qū)段稱為有效壽命。?

偶發(fā)故障期的故障，一般是由于設(shè)備使用不當(dāng)與維修不力，工作條件（負(fù)荷、環(huán)境等）變化，或者由于材料缺陷、控制失靈、結(jié)構(gòu)不合理等設(shè)計(jì)、制造上存在的問題所致。故通過提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、改進(jìn)使用管理、加強(qiáng)監(jiān)視診斷與維護(hù)保養(yǎng)等工作，可使故障率降低到最低。?

對(duì)于偶發(fā)期故障，一般需要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。為此，必須健全設(shè)備運(yùn)行、故障動(dòng)態(tài)和維修保養(yǎng)的記錄，建立設(shè)備檢查與生產(chǎn)日志等制度，對(duì)故障進(jìn)行登記與分析。?

此階段的故障形態(tài)的重要參數(shù)是故障率和持續(xù)時(shí)間，這一階段是故障率恒定型，可靠度分布密度函數(shù)大體上服從負(fù)指數(shù)分布或a=1的威布爾分布 。?????

由于設(shè)備隨著使用時(shí)間的延長，各零部件因磨損、疲勞、老化、腐蝕逐步加劇而喪失機(jī)能，使設(shè)備故障率逐漸上升。這說明設(shè)備的一些零部件已到了使用壽命期，應(yīng)采用不同的維修方式來阻止故障率的上升，延長設(shè)備的使用壽命，如在拐點(diǎn)P即耗損故障期開始處進(jìn)行大修，可經(jīng)濟(jì)而有效地降低故障率。如果繼續(xù)使用，就可能造成設(shè)備事故。?

通常，根據(jù)設(shè)備的耗損故障情況和維修能力，制定一條允許故障率的界限線，以控制實(shí)際故障率不超過此范圍。?

此階段的故障形態(tài)的主要參數(shù)為故障上升速度，這一階段屬于故障率上升型。這一階段可靠度分布密度函數(shù)，大體上遵從正態(tài)分布或a>1時(shí)的威布爾分布。根據(jù)正態(tài)分布的特征，在某一時(shí)間上會(huì)出現(xiàn)極大值，故障的分散程度由方差來表示，其值愈小，故障愈集中，維修時(shí)間預(yù)測(cè)愈準(zhǔn)確。?????

設(shè)備故障率曲線變化的三個(gè)階段，真實(shí)地反映出設(shè)備從磨合、調(diào)試、正常工作到大修或報(bào)廢故障率變化的規(guī)律，加強(qiáng)設(shè)備的日常管理與維護(hù)保養(yǎng)，可以延長偶發(fā)故障期。準(zhǔn)確地找出拐點(diǎn)，可避免過剩修理或修理范圍擴(kuò)大，以獲得最佳的投資效益。?

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控設(shè)備、加工中心等現(xiàn)代化設(shè)備不斷出現(xiàn)，其故障規(guī)律與傳統(tǒng)的浴盆曲線有所改變，人們開始對(duì)這些設(shè)備的故障規(guī)律進(jìn)行研究。美國民航進(jìn)行了30年的研究發(fā)現(xiàn)，除典型的浴盆曲線外，還有五種故障率曲線。曲線A顯示了恒定的或者略增的故障率，接著就是耗損期。曲線B顯示了緩慢增長的故障率，但沒有明顯的耗損期。

綜上所述，傳統(tǒng)的修理周期結(jié)構(gòu)必須隨科技的發(fā)展、不同的設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行改革。為此，提倡狀態(tài)維修，特別是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的現(xiàn)代化設(shè)備，充分利用潛在故障已經(jīng)發(fā)生并在其轉(zhuǎn)變成為功能性故障之前的這段時(shí)間做好狀態(tài)監(jiān)測(cè)，針對(duì)故障前兆，實(shí)施狀態(tài)維修，可使維修工作量和維修費(fèi)用大幅度地降低，實(shí)現(xiàn)少投人多產(chǎn)出的理想效果 。2100433B

潛在通路國外

潛在通路分析技術(shù)是1967年由美國國家宇航局在阿波羅登月計(jì)劃中為提高系統(tǒng)的安全性與可靠性而投資研究的，旨在事先識(shí)別存在于系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的潛在問題。波音宇航公司承擔(dān)了這個(gè)歷史上第一個(gè)SCA研究。1974年，波音公司將潛在電路分析技術(shù)用于F-4C飛行控制系統(tǒng)；1976年，波音公司利用已有的潛在電路分析技術(shù)查找軟件中的潛在問題，所開發(fā)的技術(shù)使用了拓?fù)淠Ｊ阶R(shí)別方法辨識(shí)匯編語言子程序中的軟件錯(cuò)誤。此方法包含研究過去所出現(xiàn)的軟件故障案例并收集含有問題的計(jì)算機(jī)線索表，分析這些案例并在網(wǎng)絡(luò)樹中用類推方法描述軟件命令，從而達(dá)到識(shí)別出潛在問題的目的。波音公司經(jīng)多年的摸索和大量實(shí)際系統(tǒng)分析的補(bǔ)充和完善，最終建立起了一套相當(dāng)完善的線索表和一支熟練應(yīng)用線索表的分析隊(duì)伍，不過由于軍事和商業(yè)利益，這一技術(shù)處于嚴(yán)格保密的狀態(tài)，因而也被稱作是一種“黑色藝術(shù)”。八十年代中后期，歐洲也開始了此方面的研究。在1994年的美國可靠性與安全性年會(huì)上，歐洲航空局（ESA）的代表首次向外界公布了他們研究的最新進(jìn)展。1997年10月，根據(jù)ESA的SCA方法改編、修訂的歐洲空間合作標(biāo)準(zhǔn)化組織（ECSS）的潛在分析標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，標(biāo)志著歐洲在該領(lǐng)域的研究和應(yīng)用趨于規(guī)范化。1995年，SoHaR公司與Phase Three Logic公司合作，推出了基于Windows平臺(tái)上的潛在電路分析工具——CapFast/SCA，這是世界上第一個(gè)上市銷售的SCA軟件工具。

歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，潛在通路分析技術(shù)已日臻完善。在國外已經(jīng)形成了以波音公司、歐洲空間局和SoHar公司為代表的3種分析方法和手段，并且都已經(jīng)開發(fā)出了比較成熟的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。 SCA技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用取得了巨大的成功。同時(shí)，這一技術(shù)也漸漸的應(yīng)用到了其他的領(lǐng)域，大量應(yīng)用于工業(yè)、民用等各類系統(tǒng)。

潛在通路國內(nèi)

隨著我國航天技術(shù)的發(fā)展，在90年代初我國也逐漸開始了SCA技術(shù)的研究。已經(jīng)開發(fā)出三個(gè)系統(tǒng)：即北京航天自動(dòng)控制研究所的計(jì)算機(jī)輔助網(wǎng)絡(luò)樹生成系統(tǒng)CANTGS，中國航空綜合技術(shù)研究所、成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所和成都電子科技大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的計(jì)算機(jī)潛通路分析軟件UEST26112301SCAS和第二炮兵工程學(xué)院開發(fā)的基于定性仿真與功能推理的計(jì)算機(jī)輔助潛在通路分析系統(tǒng)。利用SCA分析技術(shù)，首次完成了具有相當(dāng)規(guī)模的運(yùn)載火箭長征三號(hào)控制系統(tǒng)關(guān)鍵電路的潛在分析任務(wù)，在工程應(yīng)用上取得了突破性的成就。

潛在資源量為按照圈閉法預(yù)測(cè)所得到的資源量。

區(qū)帶勘探階段，根據(jù)地質(zhì)、物探等資料，對(duì)具有含油氣遠(yuǎn)景的各種圈閉逐項(xiàng)類比統(tǒng)計(jì)，按照圈閉法預(yù)測(cè)所得到的資源量為潛在資源量。 2100433B

因此，一種解決潛在問題的技術(shù)——潛在通路分析技術(shù)（SCA: SneakCircuit Analysis）應(yīng)運(yùn)而生。它可以全面地分析大型復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)缺陷和潛在問題，把事故隱患消除在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，從根本上提高大型復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性、安全性和戰(zhàn)備完好率，同時(shí)也可以避免災(zāi)難性事故及由此帶來的巨大經(jīng)濟(jì)損失。