【摘 要】
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安全性是民用飞机最基本的特性,是飞机制造商赖以生存和发展的基础。为符合民机安全性要求,需要在设计阶段进行安全性分析。故障模式和影响分析（Failure Mode and Effect Analysis,FMEA）是安全性分析的重要方法,能够识别潜在故障模式,通过设计改进,最大限度减少故障发生。同时FMEA也能够为系统安全性评估过程以及故障树分析方法提供支持。传统的FMEA方法存在过渡依赖人工经验、
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安全性是民用飞机最基本的特性,是飞机制造商赖以生存和发展的基础。为符合民机安全性要求,需要在设计阶段进行安全性分析。故障模式和影响分析（Failure Mode and Effect Analysis,FMEA）是安全性分析的重要方法,能够识别潜在故障模式,通过设计改进,最大限度减少故障发生。同时FMEA也能够为系统安全性评估过程以及故障树分析方法提供支持。传统的FMEA方法存在过渡依赖人工经验、故障影响难以确定等问题。改进FMEA方法,解决现有方法存在的不足,对飞机系统安全性分析具有重要意义。针对以上问题,本文提出了一种基于模型的飞机系统FMEA方法。在系统模型基础上,通过故障拓展与注入,得到故障传播路径、状态转移与输出变化,从而帮助安全分析人员完成FMEA,改进系统设计,提高系统的安全性与可靠性。本文的主要工作如下:（1）在系统动态建模基础上提出了系统故障模式建模方法,将故障模式作为系统的拓展状态,使用状态机构建了单组件故障模式模型。同时基于系统静态层次化模型,提出了层次化的故障模式建模方法,使故障模式建模方法具备良好的拓展性。（2）基于故障逻辑和转换理论,定义了故障传播变量,并将故障传播变量与状态机建模相结合,构建了系统的故障传播模型。（3）在构建的系统故障模型基础上,进行故障注入,通过故障传播路径、状态转移与输出变化分析局部故障影响。基于系统层次化结构提出了层次化故障影响分析方法,明确了组件故障的最终影响。本文最后以高升力系统为研究对象,对基于模型的FMEA方法进行了应用。基于Simulink/Stateflow建立高升力系统的正常模型,通过故障识别、建模与注入,进行故障的局部影响与层次化影响分析,为FMEA提供输入。与传统方法相比,基于模型的FMEA方法能够明确故障模式与影响之间关系,减少分析过程对经验的依赖,并能集成到设计迭代过程,为飞机系统安全性设计提供依据。
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