[发明专利]基于相关性故障分析的复杂宇航系统故障模式识别方法

说明书

本发明公开了一种基于相关性故障分析的复杂宇航系统故障模式识别方法，包括以下步骤：S1：沿航天器在轨飞行任务剖面，识别影响业务连续和系统安全的系统级不期望事件，以航天器系统级不期望事件为顶事件，按规定的分析方法，建立系统级故障树；S2：确定故障树的数量与不期望事件数量是否一致；S3:分析来自其他系统/设备、分系统/设备间的影响和外部环境。本发明中，以系统级不期望事件为顶事件，通过分析与故障设备有机、电、热等设计接口关系或存在物质交换、运动干涉等潜在作用形式的相关性影响，识别影响航天器业务连续和系统安全的薄弱环节，降低任务风险。

技术领域

本发明涉及宇航产品总体设计技术领域，尤其涉及一种基于相关性故障分析的复杂宇航系统故障模式识别方法。

背景技术

随着我国航天事业的快速发展，特别是近几年来航天器高强度研制和高密度发射任务的实施，需要对宇航产品技术特性和风险点进行深化研究。为了避免航天任务的失败以及经济损失，提高航天器自主在轨的运行能力，保证航天器运行的可靠性与稳定性。

复杂的宇航产品通常是多学科多专业技术成果的结晶，学科间存在高度的融合，技术特性会高度关联。某个局部的细微问题或异常，可能导致产品整体功能的衰减甚至失效。对风险识别和控制不到位，会导致相关质量问题的发生。针对研制过程中存在的不足，需进一步完善宇航产品的开发模式和研制程序，改进研制方法，提高研制能力和水平。

在宇航产品研制过程中，风险的识别与控制有一套科学的程序和方法，并对风险控制措施的有效性进行验证。如通过故障模式影响分析(FMEA)、故障树/ 事件树(FTA/ETA)深化分析、充分的地面研制试验等工作，有效暴露和掌握相关风险特性，将风险点识别到位，将风险控制措施验证到位。但在宇航产品研制过程中，FTA顶事件很难全面确定，而且在飞行任务中，随着飞行时间和空间的动态变化，故障影响也有不同。特别是复杂的航天器及其任务具有分系统多、接口多、飞行模式多的特点，需要在开展FTA分析过程中，通过分析与故障设备有机、电、热等设计接口关系或存在物质交换、运动干涉等潜在作用形式的相关性影响，来识别所有导致故障的外部底事件因素。作为FTA的扩展和补充，相关性故障分析(CFTA)是共同完成对故障的演绎分析。

因此，设计和发明基于相关性故障分析的宇航产品故障识别方法，该方法能够覆盖设备在不同飞行任务段的工作模式，有助于全面识别宇航产品系统级故障模式，降低任务风险，具有较强的工程应用价值

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的一种基于相关性故障分析的复杂宇航系统故障模式识别方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于相关性故障分析的复杂宇航系统故障模式识别方法，包括以下步骤：

S1：沿航天器在轨飞行任务剖面，识别影响业务连续和系统安全的系统级不期望事件，以航天器系统级不期望事件为顶事件，按规定的分析方法，建立系统级故障树；

S2：确定故障树的数量与不期望事件数量是否一致；

S3:分析来自其他系统/设备、分系统/设备间的影响和外部环境(自然环境、诱发环境)的影响，系统/设备、分系统/设备间的相互影响和外部环境影响，至少包括设计接口、环境、运动干涉和物质交换等；

S4:关注以往研制过程和在轨工作中的相关异常故障等，进行比对监控；

S5:全面分析系统间、分系统间、设备间设计接口可能发生的故障情况，同时还应全面分析识别系统间、分系统间、设备间存在对业务连续和系统安全有影响的潜在的故障联系，开展机理影响分析，从光学、力学、电学、热学、磁学、化学等全学科角度分析识别对系统、分系统、关键设备安全运行存在影响的故障模式；