[发明专利]基于失效物理的元器件故障树构建方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及机电系统的可靠性分析领域，特别是涉及一种基于失效物理的元器件故障树构建方法和系统。

背景技术

故障树分析法（Fault Tree Analysis,FTA）是美国贝尔实验室的H.A.Watson和D.F.Haasl于上世纪60年代初提出的一种用于系统可靠性、安全性分析的逻辑推理方法，被公认为是对复杂系统进行可靠性分析、预测、设计的最简单、最有效、最有发展前途的手段之一。

一般的故障树建立方法建立的故障树很难深入到元器件失效物理层面进行分析，而元器件的失效包括退化性失效和瞬时性失效，这些信息对可靠性设计和质量归零分析十分重要，现有建立故障树方法建立的故障树不能深入到元器件失效物理层面的事件，难以描述其失效路径和失效机理。

发明内容

基于此，有必要针对现有的故障树建立方法建立的故障树不能深入到失效物理层面的事件的问题，提供一种建立故障树能够深入到失效物理层面的事件的基于失效物理的元器件故障树构建方法和系统。

一种基于失效物理的元器件故障树构建方法，包括步骤：

根据元器件失效物理的共性特点，按失效物理6个层次和元器件门类构建元器件的故障信息库，形成6个失效物理层信息的故障信息库；

根据所述故障信息库，按失效物理6个层次及失效物理逻辑关系构建元器件的故障树，形成6个失效物理层n级事件的元器件故障树，所述n大于等于6；采用失效机理子树转移和故障模块子树导入的方式对所述元器件故障树进行简化。

在其中一个实施例中，所述的基于失效物理的元器件故障树构建方法，所述步骤根据元器件失效物理的共性特点，按失效物理6个层次和元器件门类构建故障信息库，具体包括步骤：

根据元器件失效物理的共性特点确定失效物理6个信息层：故障模式信息层、失效模式信息层、失效部位信息层、失效机理信息层、机理因子信息层和影响因素信息层；

按失效物理6个层次归类整理元器件失效案例和失效信息，建立6个失效物理层的所述故障信息库。

在其中一个实施例中，所述的基于失效物理的元器件故障树构建方法，所述步骤根据所述故障信息库，按失效物理6个层次及失效物理逻辑关系构建元器件故障树，具体包括步骤：

通过所述故障信息库确定6个层次故障树事件：故障模式、失效模式、失效部位、失效机理、机理因子和影响因素；

根据失效物理过程因果关系，确定元器件的故障树事件之间的逻辑门，构建6个失效物理层次n级事件的元器件故障树。

在其中一个实施例中，所述的基于失效物理的元器件故障树构建方法，所述步骤对元器件故障树采用失效机理子树转移和故障模块子树导入的方式进行简化，具体包括步骤：

建立元器件共因失效机理子树集和共因故障模块子树集；所述共因失效机理子树集和共因故障模块子树集分别表示相同影响事件下的失效机理子树集和相同影响事件下的故障模块子树集；

采用共因机理子树转移和共因故障模块子树导入元器件故障树的方式，对元器件故障树进行简化。

一种基于失效物理的元器件故障树构建系统，包括故障信息库构建模块、故障树构建模块和故障树简化模块；

所述故障信息库构建模块用于根据元器件失效物理的共性特点，按失效物理6个层次和元器件门类构建元器件的故障信息库，形成6个失效物理层的故障信息库；

所述故障树构建模块用于根据所述故障信息库，按失效物理6个层次及失效物理逻辑关系构建元器件故障树，形成6个失效物理层n级事件的元器件故障树；

所述故障树简化模块用于采用共因失效机理子树转移和共因故障模块子树导入的方式对故障树进行简化。

在其中一个实施例中，故障信息库构建模块具有以下功能：所述故障信息库构建模块具有以下功能：

根据元器件失效物理的共性特点确定失效物理6个信息层：故障模式信息层、失效模式信息层、失效部位信息层、失效机理信息层、机理因子信息层和影响因素信息层；

按失效物理6个层次，归类整理元器件失效案例和失效信息，建立6个失效物理层的故障信息库。

在其中一个实施例中，所述故障树构建模块具有以下功能：

通过所述故障信息库确定6个层次元器件故障树事件：故障模式、失效模式、模式部位、失效机理、机理因子和影响因素；

根据失效物理过程因果关系，确定所述故障树事件之间的逻辑门，构建6个失效物理层次n级事件的故障树。

在其中一个实施例中，所述故障树简化模块具有以下功能：