基于FMECA信息的测试性验证试验样本分配方法

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1、2017年3月第43卷第3期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsMarch2017V01．43NO．3http：÷fbhxb．buaa．edu．cn、buaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bh．1001·5965．2016．0163基于FMECA信息的测试性验证试验样本分配方法陈然1’2，连光耀1’2一，黄考利2，闫鹏程2，耿梦雪2，王凯2(1．军械工程学院导弹工程系，石家庄0500

2、00；2．军械技术研究所，石家庄050003)摘要：针对目前国内外测试性验证试验中普遍采用的基于故障率的分层抽样方法考虑因素单一，可能导致样本分配不尽合理，而现有考虑多因素的样本分配方法代表性不足，难以实现工程上的应用的问题，对影响样本分配的因素与故障模式影响及危害性分析(FMECA)信息的关系进行了详细分析，提出了基于FMECA信息的样本分配方法。首先定义了单元影响系数和影响因子向量，提出了向量各元素赋值规则，解决了影响因素选取的问题；其次通过基于逼近理想解排序法(TOPSIS)优化的层次分析法

3、确定了权值矩阵，实现了样本分配。最后通过实例验证表明该方法考虑因素全面，运用灵活，更具代表性和工程应用价值。关键词：测试性验证试验；故障模式影响及危害性分析(FMECA)；样本分配；影响因素；逼近理想解排序法(TOPSIS)；层次分析法中图分类号：TP302．8；V212．4文献标识码：A文章编号：1001．5965(2017)03-0627-09基于故障注入的测试性验证试验是国内外普遍采用的考核产品测试性水平的方式¨⋯。在确定试验样本量后，从故障模式集中将一定数量的样本选取并分配到产品的各个组成

4、单元是试验的一项关键技术¨43。目前国内外普遍采用基于产品的结构层次和故障率的分层抽样方法实施的样本分配，该方法能够有效反映受试对象的故障情况旧。。。但在大量实践中存在故障率数据不准确导致的测试性指标评估误差较大的问题，为此李天梅等¨‘81提出了基于故障扩散强度的样本选取方法和改进的基于故障率的故障样本分配方案，赵建扬等。91提出了基于危害度相对比值的样本分配方案。这些方法某种程度上优化了样本集，但考虑因素单一，忽略了其他影响因素，仍可能导致样本分配不尽合理的问题。提出一种综合考虑多因素的样本方法

5、是亟待解决的问题。目前已有研究人员对考虑多因素的样本分配方法展开了研究，这些研究在考虑多因素时均运用了加权的思想，有效改善了样本结构，提高了指标估计的准确性。比如何洋等¨叫考虑了故障模式数、故障率、故障扩散强度总和与危害度，提出了基于多因子的分配方案；张西山等¨“在提出的综合加权分配方法中统筹了故障率、故障影响、平均故障修复时间(MTTR)和测试费用的影响。邓露等¨引定义了故障属性的概念，在故障属性中考虑了故障率、危害度、严酷度、扩散度和检测难度5个因素；余思奇等¨纠根据故障率、危害度、检测隔离时

6、间、维修性和测试研发代价5个因素构建了可更换单元贡献度层次模型，提出了基于贡献度的样本分配方案。但由于受试对象的差别和试验阶段的局限，这些方案在考虑的因素方面存在明显差异，没有形成更具普适性的分配方法，使得考虑多因素的样本分配方法难以实现工程上的应用。收稿日期：2016--03-04；录用日期：2016-07-01；网络出版时间：2016-08-2214：30网络出版地址：WWW．cnki．net／kems／detail／112625．V．20160822．1430．001．html基金项目：国防

7、预研项目(51327030104)$通讯作者：E-mail：ddgcx@163．tom引用格式：陈然，连光耀，黄考利，等．基于FMECA信息的测试性验证试验样本分配方法ⅡJ．北京航空航天大学学报，2017，43(3)：627—635．CHENR，LJAjvGY，HUANGKL，eta1．SamplesallocationmethodbasedOllFMECAinformationfortestabilityveN矗ea60ntest【11．JournalofBeijingUniversityofA

8、eronauticsandAstronautics，2017，43(3)：627-635(inChinese)．628北京航空航天大学学报2017年故障模式影响及危害性分析(FailureModeEffeetandCriticallyAnalysis，FMECA)也是测试性验证试验的关键技术之一，旨在鉴别出产品一切有可能发生的故障模式，并将这些故障模式作为试验的备选样本¨。’”。。FMECA中的信息包含样本分配需要考虑的因素，且不同形式的FMECA能够体现受试对象和试验阶段的区别¨