FMEDA的数据获得.ppt

FMEDA的数据获得 一、FMEDA中的几个重要参数1、失效率。失效率是指平均失效率，通常也称作“危险率”，是衡量可靠性的一种常用指标。工程上，它是时间内的失效次数与设备总数的比值。即 （t）=单位时间内失效总数 设备总数 失效率的单位是时间的倒数，实际中通常使用“次失效每十亿小时”。这个失效单位被称作 FIT。即 Failure-Instance/Time。可按照失效对系统的影响以及是否可检测划分为以下四类：安全可检测失效(sd)安全不可检测实效(su)危险可检测失效(dd)危险不可检测失效(du)一般情况下，用total来表示系统一段时间内的平均是效率。显然有：total=s+d2、安全失效分数SFF。SFF代表不危险和能检出的失效百分比，即包括 sd、su、dd。对于系统级模型是一个非常重要的定量型数据。可从FMEDA的结果中获得。SFF=1-du/total3、诊断覆盖率DC。被设备自诊断功能检测到失效称为检测到的失效，未被设备自诊断功能检测到的失效称为未检测到的失效。显然，检测到和未检测到的失效率取决于设备的自诊断能力。检测失效的能力是基本控制系统和安全联锁系统的重要特征。这个能力可以降低平均恢复时间（Mean Time to Repair，MTTR）。通常用诊断覆盖率（Diagnostic Coverage，DC）来衡量设备的自诊断能力。计算诊断覆盖率是通过将所有检测到的失效率之和除以总的失效率，即 DC=（sd+dd）/total4、指令失效概率PFD。在安全联锁功能出现危险失效以后，当过程中发生了危险情况需要安全联锁功能执行保护动作时，安全联锁功能将因失效而不能完成保护功能。这种情况被称为指令失效，用指令失效概率（Probability of Dangerous Failure on Demand，PFD）来衡量。从某种意义上可以将此失效率理解为危险失效概率。在（0，T）使用周期内PFD avg为在（0，T）使用周期内，系统处于危险失效状态的概率平均值。通过PFD avg曲线（与t的函数关系）可以获得该产品的预计寿命。二、FMEDA的具体计算应用1.硬件安全要求。在讨论产品的安全完整性等级之前，需要确定产品的结构或冗余方式。不同的安全完整性级(SIL)对不同的硬件结构有着不同的安全失效分数(safetyfailure fraction，SFF)要求。安全完整性的硬件结构约束如表1 所示。表1 安全完整性的硬件结构约束SFF硬件故障裕度硬件故障裕度012TypeATypeBTypeATypeBTypeATypeB 60%SIL1不允许SIL2SIL1SIL3SIL260%90%SIL2SIL1SIL3SIL2SIL4SIL390%99%SIL3SIL2SIL4SIL3SIL4SIL4 99%SIL3SIL3SIL4SIL4SIL4SIL4怎样确定硬件类型？IEC61508B标准规定：Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems Part 7:Overview of techniques and measures2、产品功能的相关描述。对评估对象的结构、工作方式、工作框图、工作环境等给出相应范围，并确定好要评估对象的边界。并给出一般假设条件。具体产品具体分析。3、具体的FMEA分析过程。此分析过程要包含以下几个部分：（基于产品组件的分析）a)故障部位。b)故障模式c)故障原因d)故障对系统的影响e)失效率f)是否安全g)是否具有可检测性h)改进措施在进行产品各部位的详细FMEA分析后，对于FMEDA来说很重要的一步即各类失效失效率的填入，主要有以下几种方式：有关公司的数据库中获取。经多次实验统计得到。通过问卷或调查等形式获得现场数据。4、计算给类值与安全失效分数SFF.此时将3步中的各类详细的失效模式进行统计计算，则可得到各类的值，并经计算获得安全失效分数。也可将上述组件的失效模式统一的归类，即将各组件的故障模式转化为系统的失效模式，并求出其相应模式所占的比重，为系统的改善提供依据。由3步也可经统计计算求出DC的值。5、确定产品的是否达到目标要求。将计算获得SFF同目标SFF比较即可。6、有关寿命计算。基于马尔科夫模型的相关计算。在 1oo1 的马尔科夫模型中，状态 0 表示系统处于没有发生任何失效的状态；状态 1 表示系统处于安全失效状态；状态 2 表示系统处于危险失效状态，系统发生危险失效，但在线诊断能够检测到该失效，并对系统进行修复；状态 3 表示系统处于危险失效状态，系统发生危险失效且在线诊断不能检测到。表2 SIL与PFD对应关系Safety integrity levelLow demand mode of operation410-5 to10-4310-4 to10-3210-3 to10-2110-2 to10-1 仅通过FMEDA 获得的失效数据,并不能完全反映产品在实际应用环境下的失效率,要想获得高质量的失效数据,需有FMEDA 数据、工业数据库以及产品现场应用数据和经验等进行组合分析。国内的相关软件F M E D A e n f o r e r机械工业仪器仪表综合技术经济研究所自行研发。三、阀的选择按用途和作用分类 截断阀类 主要用于截断或接通介质流。包括闸阀、截止阀、隔膜阀、球阀、旋塞阀、碟阀、柱塞阀、球塞阀、针型仪表阀等。调节阀类 主要用于调节介质的流量、压力等。包括调节阀、节流阀、减压阀等。止回阀类 用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。分流阀类 用于分离、分配或混合介质。包括各种结构的分配阀和疏水阀等。安全阀类 用于介质超压时的安全保护。包括各种类型的安全阀。定位于石化行业的安全阀类，选择其中常用的一种，以此作为分析对象，展开下一步的研究。