FMECA在民航自動轉(zhuǎn)報(bào)系統(tǒng)的應(yīng)用

張媛

摘要：論文中首先利用故障模式影響及危害性分析法對現(xiàn)階段國內(nèi)使用的自動轉(zhuǎn)報(bào)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，從硬件及實(shí)現(xiàn)的功能方面進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并分類，對可能造成民航自動轉(zhuǎn)報(bào)系統(tǒng)運(yùn)行中斷的因素進(jìn)行深入分析以及風(fēng)險(xiǎn)評估，然后從人、機(jī)、環(huán)、管四個主要方面出發(fā)，從設(shè)備維護(hù)、故障排除、規(guī)章制度及人為因素角度切入，解決共同故障及共模故障兩方面的問題。

關(guān)鍵詞：自動轉(zhuǎn)報(bào);不間斷運(yùn)行;故障模式影響及危害性分析法;故障

中圖分類號：TN915.85 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）12-0038-01

1 故障分析法--故障模式影響及危害性分析法

所謂的“FMECA”，也就是對于故障模式影響及其危害性的分析，英文名稱為Failure Mode， Effects and Criticality Analysis，是一種歸納分析方面的方法。 FMECA的基本的原理是，在對于超故障原因的剖析方面，做到了這樣的幾點(diǎn)：一是對于系統(tǒng)之中每一個潛在故障模式的鑒別;二是對于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析;三是對于客戶需求的挖掘;四是對于現(xiàn)有資料的研究。這樣，“故障模式分析表格”就得以科學(xué)地建立了。在此基礎(chǔ)上，對于故障發(fā)生時的相關(guān)要素實(shí)施了估算。而系統(tǒng)的可靠性，正是得益于事后損失成本的降低而得以提升。

2 FMECA分析法介紹

2.1 硬件法分析

一般情況之下，作為最低級別的分析方面的具體方法，硬件分析法所集中的為系統(tǒng)里面故障的模式分析里面。而這樣的故障必須是潛在的。這樣的分析優(yōu)點(diǎn)是顯著的：既嚴(yán)密而又具體。在全部的元件無必要實(shí)施分析的情況下，或者是在系統(tǒng)非常復(fù)雜的情景之中，這樣的方法是并不適用的。

2.2 功能的分析法

功能的分析方法在這樣的幾種情形之下是適用的：其一為分析的順序?yàn)樽陨隙?其二為產(chǎn)品的復(fù)雜程度提出了自初始的約定層次出發(fā)，向著下面開始分析;其三為對于一些故障的模式予以忽略。

3 利用FMECA方法的論證與分析

無論是設(shè)備，還是系統(tǒng)的分析，對于FMECA來說，都是首要的環(huán)節(jié)。這樣，在功能分析失敗的情況，為了對有可能的危險(xiǎn)后果予以有效避免，要做到影響以及故障模式方面的分析。此次結(jié)合自動轉(zhuǎn)報(bào)系統(tǒng)的運(yùn)行。

3.1 論證與方案階段的FMECA應(yīng)用

在對中國民航空管通信系統(tǒng)開展FMECA工作時，除了考慮組成通信系統(tǒng)的主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，在進(jìn)行系統(tǒng)級FMECA工作時，還需要站在民航空管運(yùn)行保障的高度，全面考慮影響運(yùn)行保障系統(tǒng)可靠性的方方面面，也即結(jié)構(gòu)系統(tǒng)級FMECA工作。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行環(huán)境、設(shè)備維護(hù)、管理等方面不斷暴露出故障，通過對全網(wǎng)開展系統(tǒng)級FMECA工作不斷提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性。

根據(jù)民航空管行業(yè)要求，以及可借鑒其它行業(yè)的可靠性成功案例。空管通信設(shè)備的可靠性分析及工作運(yùn)行，主要FMECA進(jìn)行功能級的整體研究，將以多協(xié)議適配器為例，并借助于對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的具體分析，將其對于產(chǎn)品的種種影響確定下來。在此基礎(chǔ)上，要實(shí)施系統(tǒng)級FMECA的分析。研究之中，我們可以采用研制過程早期加強(qiáng)可靠性設(shè)計(jì)、充分的較低層次試驗(yàn)、依靠進(jìn)行工程設(shè)計(jì)分析而不依靠預(yù)計(jì)、借鑒類似行業(yè)現(xiàn)成設(shè)備的工程分析方法。

3.2 利用FMECA方法對自動轉(zhuǎn)報(bào)系統(tǒng)的初步分析

以全國民航轉(zhuǎn)報(bào)系統(tǒng)為分析對象，統(tǒng)計(jì)分析的時間段從2010年8月1日至2017年7月31日。

3.3 統(tǒng)計(jì)對象分析

針對民航轉(zhuǎn)報(bào)系統(tǒng)運(yùn)行保障過程的數(shù)據(jù)跟蹤調(diào)查，分析范圍覆蓋中國民航7大空管局，涵蓋77個運(yùn)行保障單位，涉及大、中、小自動轉(zhuǎn)報(bào)系統(tǒng)有90套，主要工作對象547臺適配器設(shè)備，共分析367個故障模式;分析了系統(tǒng)級故障模式13個。

故障模式分析：經(jīng)分析，多協(xié)議接入適配器主要故障模式有以下幾種：

（1）設(shè)備自動重啟（外接環(huán)境干擾，影響系統(tǒng)處理;watch dog誤操作）;（2）無輸出（設(shè)備的主要功能完全喪失）;（3）部分端口無輸出（此設(shè)備的部分功能無法實(shí)現(xiàn)，但不影響全部功能）;（4）輸出不穩(wěn)定（出現(xiàn)傳輸、接收誤碼，通信時斷時續(xù)）;（5）切換故障（備份設(shè)備誤切換或切換時間過長）。

適配器主要故障原因有以下幾種：

（1）元器件的質(zhì)量不穩(wěn)定（雙流端口驅(qū)動弱、電源電壓低、時鐘晶振頻率不準(zhǔn)）;（2）生產(chǎn)工藝及安裝流程不穩(wěn)定（有虛焊接、手工焊點(diǎn)不均、背板安裝不合理、漏安裝部件、驅(qū)動軟件版本不符）;（3）軟件模塊的維護(hù)變更后組合測試不充分（只針對通用版本進(jìn)行測試及試用，不少定制開發(fā)的場景缺少有效驗(yàn)證，此問題潛伏時間長）;（4）設(shè)備硬件故障，包括RJ45插件老化、風(fēng)扇板卡、交換引擎、電源模塊、主板、端口及所在接入板卡故障、CPU 故障、內(nèi)存故障、模式卡故障、板卡沒插實(shí)、網(wǎng)線虛接、插頭松動等;（5）系統(tǒng)軟件故障，主要指啟動配置文件、運(yùn)行配置文件錯誤、內(nèi)存泄露、驅(qū)動程序故障、watch dog誤判斷、進(jìn)程異常退出、通信軟件bug、應(yīng)用程序欠優(yōu)化、IOS 丟失、IOS bug;（6）安全及兼容性方面的原因，主要指線路電氣信號的干擾、嵌套式的跟蹤監(jiān)控、對接收后轉(zhuǎn)發(fā)的信息來源未校驗(yàn);（7）接口容量不足等。

4 結(jié)語

本論文重點(diǎn)介紹了FMECA分析方法在民航自動轉(zhuǎn)報(bào)系統(tǒng)中的應(yīng)用。介紹利用該方法對故障現(xiàn)象進(jìn)行分析的要素，并針對民航轉(zhuǎn)報(bào)系統(tǒng)運(yùn)行保障過程的數(shù)據(jù)跟蹤調(diào)查，對調(diào)查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出有可能導(dǎo)致民航自動轉(zhuǎn)報(bào)系統(tǒng)中斷的兩方面故障模式，即共性模式和共模故障模式。

參考文獻(xiàn)

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Application of FMECA in Civil Aviation Automatic Reporting System

ZHANG Yuan

（Shanxi Aircraft Administration，Taiyuan Shanxi? 030031）

Abstract：In this paper， firstly， the failure modes and hazard analysis method are used to analyze and classify the faults of the automatic reporting system used in China at present. Then， the factors that may cause the interruption of the operation of the civil aviation automatic reporting system are analyzed and the risk assessment is made. Starting from the four main aspects of human， machine， ring and pipe， the problems of common failure and common mode failure are solved from the perspectives of equipment maintenance， troubleshooting， rules and regulations and human factors.

Key words：automatic reporting;uninterrupted operation;failure mode impact and hazard analysis;failure