可能度理论在FMEA灵敏度分析中的应用

为解决传统失效模式与影响分析(FMEA)中风险顺序数(RPN)计算的模糊性和不确定性问题,避免其排序混乱,并始终能关注关键的故障模式,提出基于可能度理论的失效模式改进优先等级排序方法,并对FMEA的灵敏度进行分析。由于发生度、严重度及探测度3个属性的权重及其属性值直接影响排序结果,基于互换性理论中上下偏差的思想,求取可能度理论下属性权重的稳定区间;分别对传统RPN和可能度理论下的FMEA进行属性值敏感性分析,给出相应的算法,并得到各决策方法下属性值的稳定区间。以某柴油机变速器输出轴的FMEA为例,验证该方法的有效性。结果表明,该方法有助于确定零部件失效模式改进的优先顺序,可以增强排序结果的坚稳性。     

基于Cross-熵与TOPSIS的复杂系统失效模式与影响分析

为降低复杂系统失效模式与影响分析(FMEA)中决策人员的主观偏好和不确定因素对分析结果的影响,建立基于Cross-熵和逼近理想解排序法(TOPSIS)的FMEA方法。基于Hp,q转化算子,将区间直觉模糊集转化为直觉模糊集,根据Cross-熵求得失效模式的综合绩效值;以绩效值最大为目标,以失效模式属性权重取值范围为约束条件,建立模糊线性规划模型,求解得到各属性的权重系数。基于可能度理论和关联系数2种排序方法,得到系统各失效模式改进的优先顺序。用某发动机涡轮增压系统FMEA的实例说明所建立方法的有效性。结果表明,该方法有助于避免分析过程中信息的损失,可提高风险优先数的精确度,避免其排序混乱,并始终能关注关键的故障模式。     

基于FMEA的金山店铁矿主溜井堵塞故障风险分析

密实结拱、大块挤压、粉矿粘结是金山店铁矿主溜井放矿过程中常见的3类堵塞故障。为探究不同类型堵塞故障发生时各自风险程度的高低,确定各类堵塞故障治理及改进的优先序列,采用失效模式及影响分析(FMEA)法建立金山店铁矿主溜井堵塞故障树模型,运用熵值法确定故障发生频度(O)、严重度(S)和可探测度(D) 3个指标参数各自的权重,计算并分析主溜井各类堵塞故障的风险优先数(RPN)。研究结果表明,密实结拱型堵塞故障的风险优先数最大,风险程度最高,是金山店铁矿主溜井主要的故障类型;应优先加强密实结拱型堵塞故障的防治处理,以有效降低该类故障对矿山正常生产的影响。     

地铁列车非正常停车FMEA风险评估

为解决地铁列车运营系统安全风险评估中较少考虑专家行为偏好和风险因子权重部分已知的问题,提出基于前景理论(PT)和失效模式及影响分析(FMEA)的风险评估方法,并分为4个步骤,即由专家团队基于经验和历史数据确定风险因子权重取值范围。采用逼近理想解法(TOPSIS)构建风险因子权重优化模型,利用PT将评价矩阵转化前景值矩阵,并应用偏好序结构排序法(PROMETHEE)进行失效模式风险排序。以某市地铁列车非正常停车风险评估为例,验证该方法的有效性和可行性。结果表明,地铁列车非正常停车失效模式风险排序前3位的是突发事件、异物入侵、人的干扰,这与实际情况相符。     

基于FMEA与ELECTRE-Ⅲ的CTCS-3风险评估研究

为提升中国列车运行控制系统-3(CTCS-3)的可靠性,建立一个种新的基于失效模式与影响分析(FMEA)与消去与转换法-Ⅲ(ELECTRE-Ⅲ)的风险评估模型。首先利用直觉模糊数(IFNs)刻画不确定评估信息,利用ELECTRE-Ⅲ构造不同潜在失效模式(PFMs)间的级别高于关系,进而将PFMs的风险水平排序;然后进行案例分析,并与传统FMEA方法、加权平均集结算子、多准则妥协解排序法(VIKOR)、逼近理想解排序法(TOPSIS)等方法对比。结果表明:基于FMEA与ELECTRE-Ⅲ的CTCS-3的安全评估模型的稳健性较强,并能有效克服指标间异质性的影响。     

基于恢复效度的故障模式危害性灰色关联评估

针对失效模式、影响和危害度分析方法(FMECA)在设备运行过程中单纯依靠RPN分析危害性的不足,建立了一种针对服务对象的危害性评估模型。引入恢复效度的概念,丰富了危害度评估的指标体系;利用层次分析法确定各评估指标的权重;运用灰色关联分析方法建立数学模型,给出了计算步骤;利用德尔菲法界定了故障模式恢复效度、严酷度、发生频度和可探测度在广播式自动相关监视系统(ADS-B)的等级。利用建立的数学模型对该系统6种典型故障模式的危害性进行了分析、验证和排序。结果表明,该模型能更加真实地反映故障模式对服务对象的危害性,可以根据危害性排序结果界定设备运行系统关键性故障模式,并有针对性地制定相关弥补措施和对策。     

深水防喷器控制系统的FMEA分析研究及应用

深水防喷器(BOP)控制系统作为深水井控失效关键部件,其可靠性对于保证深水钻井安全高效进行极为重要.以FMEA理论为基础,提出针对深水防喷器控制系统的FMEA分析方法;根据深水BOP系统的特殊性,重新定义相应的FMEA分析内容、分析层次划分规则、故障判断依据以及严重度、发生率、探测度确定方法,以此计算风险优先数(RPN).最后以其中一个子系统水下控制系统为例,进行系统级和设备级FMEA分析;实例分析结果表明,将FMEA运用深水防喷器控制系统中,可以找出影响控制系统可靠性、安全性的潜在危险因素及其薄弱环节,为操作人员制定控制措施和方案提供依据,为更进一步的研究提供理论、科学支持,提高深水BOP控制系统的可靠性.     

三角模糊随机MAGDM方法及其在FMEA中的应用

针对不同故障模式与影响分析(FMEA)中专家群决策的不确定性和主观性问题,提出混合概率分布下基于前景理论的三角模糊随机多属性群决策(TFRMAGDM)方法。首先,在前景理论框架下定义基于混合概率分布和三角模糊随机变量(TFRV)的期望-方差决策矩阵,建立基于决策群组意见一致性的专家属性权重极大熵模型。然后,结合期望-方差决策矩阵和属性权重模型,获取综合边际前景期望-方差矩阵,从而根据定义的序关系判别准则确定不同故障模式下风险优先次序排序。最后,将此方法应用于某照明设备的故障模式风险排序。结果表明,用TFRMAGDM方法能够量化分析具有模糊性和随机性的故障模式的风险,明确其优先次序。     

基于改进FMEA的地铁车辆转向架风险评估

为了加强地铁车辆转向架的安全管理,提出1种基于区间直觉模糊集和决策试验和评价实验室(DEMATEL)方法的改进故障模式和影响分析(FMEA)方法对其进行风险评估。采用可转化为区间直觉模糊数的语言变量表征专家对故障因果关系和风险因子的评估信息,构建评估信息一致性最大化模型并求得专家和风险因子权重信息;通过区间直觉模糊加权几何算子集结信息得到故障因果关系区间直觉模糊风险优先值;基于DEMATEL方法确定故障模式与故障致因风险顺序,并结合案例分析证实该方法的可行性和有效性。研究结果表明:轮对运行不稳和加油堵脱落分别为某市地铁公司车辆转向架系统风险排序最高的故障模式和故障致因。     

石油化工装置HAZOP分析技术概率定量化研究

分析化工装置定性风险识别技术--危险及可操作分析(HAZOP)技术定量改进的可行性,根据HAZOP分析专家意见,将HAZOP分析所得偏差进行定量化处理.采用层次分析法确定各专家影响权重,通过专家主观评判得到各原因下偏差发生的可能性,根据模糊数学方法将专家自然语言转换为模糊数,采用左右模糊排序法将区间[0,1]的模糊数转换为模糊失效概率值.实例验证表明,该方法能较好反映偏差实际发生概率,高效且便于计算机实现.     

基于HFACS的民机总装过程人为失误风险分析

为解决民用飞机制造过程中人为失误风险评估不确定性问题,提出一种基于人因分析与分类系统(HFACS)模型的风险分析方法。首先,采用故障模式与影响分析(FMEA)法评估民用飞机总装过程中人为失误的风险,结合国际民航组织(ICAO)的人为因素分类方法提出改进的HFACS模型,并将其作为人为失误发生度和难检度的评估依据;其次,采用粗糙集方法处理评估信息的不确定性问题;然后,应用偏好顺序结构评估法(PROMETHEE II)处理人为失误风险评估和排序问题,并评估其改进优先级;最后,分析某民用飞机制造企业总装过程中的人为失误风险,验证所提方法的有效性。结果表明:所提方法能为民用飞机制造企业人为失误风险评估提供合理的评估依据和有效的评估方法。     

考虑组织者风险态度的通航危险源评估模型

为有效评估通航危险源的风险程度,构建考虑决策组织者风险态度的通航危险源评估模型。首先,基于国际民航组织(ICAO)推荐的危险源分类法梳理通航危险源评估指标体系;其次,针对以语义术语表征的多属性群决策(MAGDM)问题,提出变权语义幂均(VLPA)算子,并以此获取考虑决策组织者风险态度的群体评估信息;然后,综合考虑决策组织者的风险态度,阐述基于VLPA算子-距离熵的决策属性权重确定方法;最后,采用语义加权逼近理想解排序技术(TOPSIS)综合排序通航危险源的风险程度,并与传统的故障模式与影响分析(FMEA)方法对比分析。结果表明:组织因素和沟通人为因素是通航运行过程中需重点关注的2个危险源;与FMEA方法的一致排序结果证明所提方法的可行性,且该方法能更好地处理不同风险因子的乘积可能得到相同风险顺序数(RPN)值的情形。     

改进广义灰色关联故障树的危化品LSSC可靠性诊断

为了探究影响危化品物流整体运作的关键事故因素,提出一种改进广义关联故障树的危化品LSSC可靠性诊断方法。结合实例构建危化品LSSC系统失效故障树,运用灰色关联技术对以最小割集构造的标准故障模式向量和底事件概率重要度组成的待检模式向量进行相关性分析,得到系统失效概率等级与失效故障模式可能性排序,确定系统关键薄弱环节。研究结果表明:该方法能够快速识别危化品物流运作系统关键事故因素,为危化品LSSC风险等级控制和分级防范措施制定提供参考和借鉴。     

基于安全屏障模型的海上钻完井作业风险分析

海上钻完井作业面临海洋环境恶劣、浅层地质灾害等复杂工况,极易发生油气泄漏、井喷等事故。为有效预防海上钻完井作业事故,提出基于瑞士奶酪模型的安全屏障模型。采用事故树和故障模式及影响分析相结合的方法,分析作业过程风险。该模型根据挪威标准D-010,建立完井作业关井阶段的物理安全屏障和安全屏障控制原理图,在此基础上构建油气泄漏事故树和失效模式与影响分析表,找出关井阶段可能的油气泄漏途径。通过对重要度计算和风险优先度值排序确定作业过程中最薄弱的安全屏障和关键故障模式。结果表明,作业过程中最薄弱的安全屏障是采油树、油管和地面控制井下安全阀(SCSSV),采油树腐蚀、密封失效、油管接头密封失效和SCSSV开关故障是影响作业过程的关键故障模式。     

基于模糊FMEA法的乏燃料剪切机剪切装置风险评估

为了有效控制乏燃料后处理立式送料剪切机剪切装置在运行过程中的风险,采用基于模糊理论的故障模式及影响分析(FMEA)对剪切装置的故障模式进行风险评价。首先将风险优先指数(RPN)的3个评价指标视为模糊变量并模糊化,接着采用专家打分的方式对各故障模式进行模糊评价,采用重心法解模糊化,计算得出各故障模式的模糊风险优先指数(FRPN),从而确定机械设备中各故障模式的风险控制顺序。利用模糊FMEA法对乏燃料立式送料剪切机剪切装置的故障模式进行了风险评估,结果表明,吊篮焊接件裂纹、主刀体破损、刀具退刀固定档板变形为风险较大的故障模式,分析结果与工程实际较吻合。     

石化装置区水喷雾灭火系统可靠性研究

针对石化装置区水喷雾灭火系统可靠性研究中,故障树分析方法可靠度取值单一的局限性,构建基于故障树的贝叶斯网络模型,定量计算系统的可靠度分布,并确定系统失效模式,以及防止系统失效模式的事件重要度。应用到某乙烯置水喷雾灭火系统,得到系统可靠度区间(0.9987,0.9990);当某一防止系统失效模式中事件X7'(雨淋阀正常)、X8'(信号蝶阀正常)独自发生时,系统可靠度提高到(0.9991,0.9993)、(0.9990,0.9992),建议企业加强雨淋阀组的维护管理。     

基于FMEA和模糊理论的海底管道建造期质量风险分析

为有效控制海底管道建造期间质量风险,采用基于模糊理论的故障模式及影响分析(FMEA)法分析海底管道在此期间众多的质量风险因素。该方法是在传统FMEA方法基础上,结合专家经验和知识确定模糊语言术语集和模糊数,对各风险因素进行模糊评价,根据各风险因素的模糊风险优先度数值(FRPN)进行风险排序,确定涂敷涂层期间需重点关注的风险因素。结果表明:涂层耐阴极剥离、管道腐蚀余量、混凝土抗压强度、密度、涂层张力等性能不满足设计要求是海底管道在涂敷涂层期间质量控制的关键因素。     

充填管道系统失效模式与影响分析(FMEA)及失效影响模糊评估

根据金川矿区充填管道系统的运行情况,结合充填实践经验,建立了充填管道系统的失效模式与影响分析法(FMEA)分析表,得出系统存在10种失效模式。针对FMEA分析表中失效影响存在较大模糊性而难以有效估计的特点,引入模糊评估方法来进行分析。通过该矿区充填管道系统各失效模式产生失效影响的模糊评估,得到不同失效模式对系统可靠性影响的排序结果。结果表明:该方法的评估结果与实际情况比较吻合;可以使分析定量化,有助于工程人员充分利用系统模糊信息;该方法也能用于其他系统失效模式影响的模糊评估。     

基于RPN-BN的平台-隔水管系统遇内波风险分析

为保障内孤立波作用下的深水半潜式钻井平台-隔水管系统的安全,同时解决海洋平台系统设备失效数据的缺失问题,提出1种风险优先系数（RPN）与贝叶斯（BN）结合的定量风险分析方法。首先,基于故障树和安全屏障方法,建立平台-隔水管系统Bow tie模型和贝叶斯风险演化模型;其次,根据贝叶斯推断和风险优先系数中的事故发生频度估计,得到平台-隔水管系统失效事故的发生概率;最后,通过贝叶斯网络的逆向推理能力辨识内孤立波作用下引起平台-隔水管系统失效的主要风险节点,实现对平台-隔水管系统失效事故的定量风险分析。结果表明:RPN-BN法可应用于平台-隔水管系统遇内波的定量风险分析;加强对平台漂移量的控制,提高动力定位系统控制设备的可靠性可有效抵御内波对系统造成的影响。     

IIF-ER方法在应急物流设施选址中的应用

为解决不确定性条件下的应急物流设施选址评估的问题,建立基于区间直觉模糊(IIF)与证据推理(ER)的设施选址模型。首先,针对指标评估的不确定性问题,采用区间直觉模糊数(IIFV)表达专家评价信息;然后,考虑到传统IIF在信息集成中存在信息丢失的问题,采用ER集成方法集成评估信息;其次,利用逼近理性解排序法(TOPSIS)对应急物流设施选址方案进行排序;最后,以某城市建立应急物流设施点为例,采用传统IIF信息集成方法与所提方法对比分析,验证模型的有效性。结果表明:所提方法能解决不确定性条件下的应急物流设施选址决策问题,同时也能保证决策质量。