多失效模式范文

多失效模式范文（精选8篇）

多失效模式 第1篇

电阻制动系统属于典型的机电产品,为使建立的可靠性模型准确反映失效因素,深入研究部件的不同失效模式对系统整体产生的影响,从而更有针对性地提升产品可靠性,必须在建模过程中考虑部件的多种失效模式。

电阻制动系统是机车广泛采用的制动方式,目前在系统的可靠性定量分析方面的文献较少。文献[1]针对电阻制动中电器烧损的原因进行重点分析,通过电路计算找出过载保护电路的薄弱环节,并提出了改进建议,但未经数据统计无法得知改进措施的有效性。文献[2]根据DF4C和DF4B改D型机车部件发生故障后失去制动功能和机车存在的安全问题进行分析提出了改进意见,但故障分析仅停留在定性分析的层面,缺乏对电阻制动整体的可靠性定量分析和评估。

对于可靠性的建模方法研究,文献[3]针对工程实际中伺服刀架故障现象的退化过程,采用最小路集法建立了基于多态故障树的可靠性定量分析模型,对分析系统薄弱环节有指导意义,但该文献可靠性分析的基础是已知底事件的概率,没有解决底事件概率未知,服从某一分布情况下的问题。文献[4-5]利用牵引供电系统各元件14 年的数据,通过遗传算法拟合威布尔分布进行建模,能够解决部件服从分布和概率未知的问题,但文献只考虑了单一的失效模式,没有分析部件在多失效模式下的可靠性变化规律。文献[6]采用故障树分析方法对机车空气制动系统进行可靠性分析并通过试验数据进行验证,但无现场数据支撑。

本研究针对电阻制动系统各部件存在多种失效模式的特点,提出电阻制动系统在多失效模式下的可靠性建模方法。

1电阻制动系统失效模式分析

1. 1 电阻制动组成和各部件关系

电阻制动主要是利用直流电机可逆原理,在制动工况下将直流电机电枢与制动电阻串联成闭合回路,从而使机车的动能转换成电能方式完成制动。电阻制动系统主要由4 个部分组成: 电阻柜、通风机、控制箱和检测元件。其中控制部分比较复杂,而电阻柜、通风机部件结构相对简单,其主要组成部件如图1 所示。

电阻制动控制关系如图2 所示。

1. 2 系统部件的失效模式分析

电阻制动系统各部件的故障率存在较大差异。根据统计数据,控制箱的5 大插件板( 逆变板、电源板等) 故障率较小,而电阻带等元件由于工作环境相对严酷,故障率相对较大。为简化分析,在本研究中只考虑故障率较大的元件,这里称易损件。

电阻制动系统中的易损件主要包括: 电阻带组件、风机电动机、叶轮、风速继电器和霍尔传感器。其失效模式及表示符号如表1 所示。

电阻带组件工作在高温环境下,一般失效模式只有1 种,即电阻带直接烧损。对于叶轮,常见的失效模式是叶轮的一般性缺损并导致风机产生异音,一般的缺损并不会立即影响电阻制动系统的运行,而严重缺损可能导致风量不足而无法启动制动电阻,因此可只研究严重缺损的情况。

对于风机电动机可进一步分解,建立电动机单独的可靠性框图并计算其可靠性,但由于企业故障信息记录不详细,本研究没有进一步查找电机中的易失效的部件,而将电动机作为一个整体来分析其可靠性。

1. 3 电阻制动系统的故障树模型

本研究采用故障树对各部件进行分析。电阻制动系统中主要部件之一为电阻带,一般采取混联方式。例如TZZ5 采取两两串联形成电阻带单元,再通过并联的方式进行连接。

风速继电器作为保护元件,在短路的失效模式下失去保护作用,但电阻制动系统仍可运行,因此这种失效只是部件的失效,系统整体仍可运行,在故障树中排除。

设顶事件“制动系统损坏”为T,电动机和霍尔传感器故障分别用D、H表示,其他符号参见表1,则系统故障树如图3 所示。

由图3 电阻制动系统的最小割集为:

从而计算得到电阻制动系统的故障率为:

2可靠性模型的参数估计

2. 1威布尔分布

威布尔分布是机电产品广泛使用的一种失效模型,适用于累积损伤以及偶然失效的机电产品的可靠性建模[7,8,9]。本研究也采用威布尔分布对易损件进行参数估计。

威布尔分布包括单参数、双参数以及三参数3 种形式。其中三参数威布尔分布需要的样本量较大,而研究研究多数部件的失效数据较少,属于小样本,故不宜采用; 为保证一定的估计精度,本研究采用双参数的威布尔模型。其分布式形式如下:

按照可靠度和故障率的定义[10],得出可靠度和故障率函数为:

式中: t— 时间,单位为年; η— 尺度参数,又称比例参数; β— 形状参数。

2. 2基于最小二乘法和遗传算法的参数估计

参数估计就是在模型已知的情况下,用已知样本点的数据计算函数参数的过程。常用的参数估计方法有: 最小二乘法、最大似然估计法、矩法等,因最小二乘法对样本无特定要求[11],这里采用最小二乘法原理建立目标函数,函数如下:

式中: λi— 样本的故障率,— 拟合的故障率值,n— 年限。

约束条件: 一般的威布尔分布参数范围为 η > 0;λ > 0,这里不做进一步限制。

在目标函数建立后参数求解方法上,鉴于遗传算法具有全局寻优的能力,在参数估计中的精度比较好[12],本研究采用采用遗传算法进行拟合求解,其求解过程如图4 所示。

3实例分析

本研究对某企业2006 年销售的112 台TZZ5 型电阻制动装置故障数据进行跟踪。每台机车装有2 台电阻制动装置、6 个霍尔传感器和1 个检测通风的风速继电器,每台电阻制动装置中包含6 件电阻带组件、1 台立式轴流通风机。2006 年销售的电阻制动系统易损件总数如表2 所示。

易损件故障率如下所示:

式中: N( t) —t时刻正常运行的元件数,Δt—时间间隔,这里为一年。

由式( 6) 可得,该电阻制动系统易损件从2007 年到2015 年故障率的数据,如表3 所示。

本研究使用Matlab对遗传算法拟合求解过程编程求解。其中遗传算法的参数的选择,包括初始种群数( pop) 、变异( pm) 、交叉概率( pc) 和进化代数( gen) 。暂无特定的选择标准,一般按照推荐范围进行选择[13],本研究选取pop为50 或100( 数据较少时选小值以保证算法收敛) ,pm为0. 1,pc为0. 9,而对于gen为确保遗传算法收敛,根据适应度函数计算情况进行确定。在求解过程中需要确定合理的遗传终止代数gen,其遗传代数与适应度函数之间的关系如图5 所示。

由适应度曲线可得知,在遗传代数在190 代以上时,各部件的故障率适应度函数值已基本稳定。部分曲线在适应度达到稳定后仍然有起伏,但起伏不大且最终仍趋于固定值,说明各遗传迭代收敛。在此,各故障模式下零部件的遗传代数gen可根据各曲线的收敛情况进行选取。由于gen选取范围相对自由,这里不再列出具体的选取值。

经过拟合,得到各部件可靠性模型的参数,对于拟合结果可以用残差平方和( SSE) 和拟合标准差( RMSE)两个指标进行评估。参数及拟合评估结果如表4 所示。

为验证在可靠性分析中考虑不同失效模式的必要性,这里使用相同的拟合方法得到各零部件( 电阻带组件和叶轮除外) 的故障率和拟合评估结果如表5 所示。

根据以上数据分析的结果,在考虑零部件失效模式的情况下,SSE和RMSE值比较小,说明拟合误差较小。而在不考虑失效模式的情况下,各部件的SSE和RMSE值均有上升,特别是风机电动机和风速继电器的值上升幅度较大。一定程度上说明,不同失效模式下的故障数据会对拟合过程产生干扰,可靠性分析过程中考虑失效模式是必要的。

至此得出了电阻制动系统多失效模式的可靠性模型。系统的故障率和可靠度函数分别如下:

为进一步研究电阻制动各部件失效模式对系统可靠度的影响,现笔者对特定失效模式下部件的可靠度以及系统整体可靠度进行研究。各失效模式下的可靠度曲线如图6 所示。

在图6 各曲线所对应的数据中,第9 年前为可靠度的实测值,之后为预测值。由实测值可知,影响系统失效的主要因素包括电阻带烧损、风机电动机烧损和霍尔传感器断路,需要针对这些因素进一步分析。而由预测数据,风机电动机卡死和霍尔传感器断路在未来2 ~ 3 年可能造成部件的故障率陡增,因此在后期对这些失效模式应予以重视并加强维护。

在本研究中,尽管没有考虑电阻制动系统的所有部件,但通过对系统易损件的数据分析,找出了易损件中主要的失效因素及需要考虑某些失效模式的大致时间段。

可靠度与系统平均寿命紧密相关,由系统可靠度可进一步预测系统的平均寿命

由式( 9) 计算得到电阻制动系统的平均寿命为10. 60 年。

4结束语

本研究从电阻制动系统的组成及各部件之间的可靠性关系着手,通过故障树分析建立了电阻制动系统的失效模型,并以故障统计数据为依据,采用最小二乘法和遗传算法对模型参数进行了估计,最终建立了系统的可靠性模型并对其进行了分析,通过分析明确了各部件需要进一步研究的失效模式和失效大量发生的大致时间。

多失效模式 第2篇

根据《通知》，此次清理文件，是教育部对不利于稳增长、促改革、调结构、惠民生的规范性文件进行的专项清理。教育部经商有关部委和单位同意，决定宣布失效一批规范性文件，《通知》特别指出，已失效的规范性文件不再作为行政管理的依据。

北青报记者注意到，此次宣布失效的文件涵盖的领域众多，时间跨度较大。据文号推断，失效文件最早可追溯到1978年，最近的是发布于的“关于做好20中小学幼儿园教师国家级培训计划实施工作的通知”。值得一提的，这次宣布失效的文件里有多份涉及“985”和“ 211”工程相关内容，有分析人士指出，“985”工程以及“211”工程未来将何去何从，或许这是此次官方释放出来的信号。

此次废止的“985”和“ 211”工程文件，包括发布的《关于继续实施“985工程”建设项目的意见》，印发的《关于印发高等教育“211工程”三期建设规划的通知》等，共计8份。被宣布无效的文件里还有一份由教育部、财政部颁发的《关于加快推进世界一流大学和高水平大学建设的意见》。该文件提出：通过持续重点支持，加快推进世界一流大学和高水平大学建设。“985工程”建设学校的整体水平、综合实力、自主创新能力进一步提高，国际竞争力显著提升。

其实，有关“985”工程和“211”工程存废的问题，早在2014年时就曾一度被全民热议。当年4月，中南大学校长张尧学在该校的科技工作会议上称“现在国家把‘985’工程和‘211’工程取消了，取消后是按几个要素综合考虑给学校分配绩效的”。随后网络上疯传“国家废除‘985’、‘211’工程，重点大学重洗牌”的消息，教育部官方对此回应，不存在废除“211”工程、“985”工程的情况，并提出今后将进一步加强顶层设计，突出绩效原则，避免重复交叉。

昨天，一位不具姓名的高校老师接受北青报记者采访时表示，之所以是否废除“985”、“211”工程会成为舆论焦点，是因为将高校分“三六九等”带来的不公平：一方面，“985”和“211”是国家要重点扶持的高等院校，会得到更多的资金和科研项目的支持；另一方面，就业市场上经常可见“985、211高校毕业生优先”的字样，很多人认为这种“名校”论调是一种“歧视”。

初，教育部部长袁贵仁在全国教育工作会议上讲话称，改革开放以来，国家先后实施了“211”工程和“985”工程，以及作为补充的“优势学科创新平台”、“特色重点学科项目”建设，有力提升了我国高等教育的水平，为教育现代化作出了重大贡献。据媒体报道，近两年有关“985”工程和“211”工程的提法在官方文件里逐渐淡化，比如20教育部工作要点中，未单独提到推进“985”工程和“211”工程建设的表述。去年年底，国务院印发《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》，中国正式启动大学“双一流”建设，根据该方案，力争到，我国若干所大学和一批学科进入世界一流行列。

内存

多失效模式 第3篇

由于互联网应用的爆发式增长, 全球信息量每年以指数级的速度增加;目前诸如路由器的数据转发设备将控制平面和数据转发平面耦合在一起, 导致路由器要支持新功能所需要的升级成本和难度极大, 安全性也不够高[1], 网络需要一种新的结构来增强可扩展性和服务能力。SDN创造性的将控制平面的逻辑和转发平面分离, SDN中分为两种设备, 交换机和控制器[2]。控制器通过Openflow协议向交换机下发流表规则来控制交换机的转发能力, 交换机通过流表完成数据的转发。SDN的核心在于转发逻辑不再固化于硬件, 所有的转发逻辑都由控制器通过Openflow协议动态下发至交换机, 交换机因此可以支持各种类型的规则, 极大的增强了网络的可扩展性。

但是, 现有的SDN分布式架构同样遇到一些挑战, 控制平面的集中化使得控制器出现单点故障的危害性较大, 同时单个控制器可支持的交换机数量有限, 不能满足网络规模的不断扩展。为了解决这个问题, SDN网络出现了多控制器架构, 现有的多控制器结构中, 每个控制器会控制一部分交换机, 这部分交换机作为此控制器管的一个域, 各个控制器管控单独的一个区域内的交换机。如图1 所示, 控制器之间交换控制信息达到全网数据包转发和管理的目的。相邻的交换机之间交换拓扑状态、交换机信息等数据, 这样使得整个网络中任何两个域的数据流量可以被转发。同时这种结构也解决了聚集式控制平面出现的低扩展性和高负载的问题。

但是这种架构仍然没有解决在某个控制器出现故障以后出现的网络可靠性损失, 当某一个控制器出现故障之后, 部分交换机会失去连接导致一些服务失效。为了最小化这种故障, 必须要有一种快速反应机制使失去连接的交换机与其他存活的控制器建立连接。现有的基于多控制器提出扁平化架构的失效备援解决方案中, 各个控制器都维护全网络的拓扑, 某一控制器失效不会影响到网络服务损失, 但是此种方法使控制局部网络的控制器维护全网拓扑, 单个控制器维护大量状态, 负载过高导致性能下降。

1 相关研究工作

过去的几年中, 一些方法将软件定义网络中集中化的控制平面逻辑上分布在多个控制器上, 同时也提出了控制器故障时的解决方案, 但是这些方法都要在各个控制器之间产生大量控制消息的流量。如.Onix[3]和Hyper Flow[4]。Onix作为作为一个分布式控制器, 它基于扁平分布式控制器架构, 通过网络信息库进行管理。每个控制器都有各自独立的信息库, 并且各个控制器之间通过数据交互保持信息库的一致性, 可以实现控制器之间的数据同步和更新。Hyper Flow允许部署多个控制器, 并将这些控制器分布在网络中的不同位置。控制器之间物理上分离但是逻辑上集中。Hyper Flow在某控制器失效时, 通过手动配置的方法将失效控制器管理的交换机重新配置到新控制器上, 保证了可用性。但是使用这种方法网络管理员工作量较大而且耗时较长。还有一种方法被提出[5], 它在多控制器环境下能够在一些环境下提升网络可靠性, 但是部署相对比较复杂。

上述的这些结构和方法, 每个控制器虽然掌握了全网状态信息, 但只能控制局部网络, 造成了一定的资源浪费, 同时一旦有一个控制器信息出现变更, 就要向全部控制器传输更新消息, 增加了网络更新时控制器的整体负载[6]。

为了解决多控制器场景下控制器失效导致网络服务质量降低的问题, 本文提出了一种软件定义网络中多控制器失效备援方法, 将由于控制器故障而失去连接的交换机动态切换到其他相邻控制器上, 能够对控制器失效反应快速且保证全网的连接性。为此我们设计一个主控制器管控其他控制器, 维持网络全局信息, 主控制器和其他控制器保持心跳, 确保其他控制器正常工作。各个控制器向主控制器报告自己控制的交换机信息。当某控制器失效时, 失去连接的交换机能够向主控制器提出请求, 主控制器选择一个合适的控制器, 保证各个控制器上交换机数量负载均衡。

2 失效备援机制

2.1 多控制器失效备援架构

本文描述的失效备援机制的架构如图2 所示, 使用了层次化设计, 在最顶端设计一个主控制器。主控制器的主要作用是: (1) 维持各个控制器的交换机连接信息 (2) 和各个控制器保持心跳, 确认控制器工作正常 (3) 在控制器故障时, 将失去连接的交换机动态迁移到适合的存活控制器上。为了防止主控制器出现单点故障, 我们需要对主控制器做一次热备。

为了支持多控制器架构下各个层面的控制器可以协同工作, 各个单个域的控制器要将各自网络的关键信息传递给主控制器, 所谓的关键信息包括:

控制器所管控的交换机的ID和交换机连接拓扑

各个交换机上的流量负载情况

控制器相邻的控制器的标志和自身处理能力和负载

通过这些信息, 当某一个普通控制器出现故障以后, 主控制器可以全面的考察其相邻控制器的状态, 包括流量负载, 连接的交换机等数据, 从故障控制器相邻的控制器中选出负载最低的一个作为故障交换机重新连接的目标控制器。

为了统一处理层次间的消息, 主控制和普通控制器利用Yang模型[7]设计出抽象的数据传输接口和数据格式。Yang模型和工具就是实现XML字符信息和ODL内部Bean Object之间的转换, 无论从可扩展性、耦合、开发效率上都有优势。同时Yang模型采用安全的面向连接的通信传输方式, 相比起SNMP采用UDP传输具有更加良好的安全性, 且支持更大规模的数据传输。

通过Yang模型定义, 通用的API运行大量网络业务传输数据, 特别是在多控制器架构中, 这些不同的普通控制器域可能是由不同的Openflow控制器, 但是我们通过定义通用的接口, 使得各种不同类型的Openflow控制器可以协同工作, 减少因为软件不同造成的技术障碍。我们将普通控制器发送给主控制器的消息中包括的数据利用Yang模型定义内容如下:

在本文中, 接口基于REST API设计, 实现数据的高速传输。主控制器维持其他控制器的交换机连接信息, 为此主控制器内维护一个交换机信息表, 保存各个普通控制器的交换机连接信息, 同时和其他控制器建立socket连接, 传递最新的交换机信息。我们定义了一种数据格式, 如图3 所示, 普通控制器向主控制器发送各自的交换机连接信息, 此消息中包括控制器名称和交换机标志, 交换机标志使用交换机硬件地址确保唯一性。此数据包分为ADD、DEL、MOD、RESEND四种类型, ADD表示普通控制器向主控制器发送交换机信息增加的命令;DEL表示普通控制器向主控制器发送交换机信息删除的命令;MOD表示普通控制器向主控制器发送交换机信息更新的命令, 更新交换机所属控制器, 主控制器收到消息后相应地更新交换机信息表;RESEND表示主控制器向普通控制器发送交换机信息重传的命令, 让某控制器利用ADD消息重传全部交换机信息。

主控制器和普通控制器之间保持心跳, 每5 秒钟发送一次心跳报文, 心跳报文用于主控制器确定普通控制器的存在, 当主控制器发送的报文1 秒没有收到回复, 则进行重发动作, 当重发次数达到5 次则可以确定普通控制器已经失去连接。我们在主控制器上设计失去连接表, 表格会维护目前失去连接的控制器表, 用于主控制器在收到交换机失去连接的消息时能够决定是否此控制器已经故障中断。

SDN网络可以通过几种方法发现有控制器已经出现故障:

主控制器和普通控制器之间的心跳

主控制器和每个控制器之间保持固定间隔的心跳, 相互交换机信息, 如果在一定时间段内主控制器收不到某个普通控制器的心跳返回消息, 则可以判断此普通控制器故障。

交换机发出的连接决断消息

当某个控制器和交换机之间的连接中断, 交换机根据自身的反应机制会自动向主控制器发送故障控制器和交换机的信息, 主控制器以此可以判断故障情况。

2.2 Openflow中控制器的角色

在我们设计的分布式多控制器场景中, 每个控制器对它自己域内的控制器管理和控制 (这些控制器将此控制器设置为Master角色) 。为了达到控制器之间的切换, 一个控制器需要能和交换机保持连接, 同时能够发送Role-Request消息来接管交换机的管理权。

根据Openflow协议的定义, 每个交换机可以与多个控制器相连, 与交换机相连的控制器的角色分为Master, Slave, Echo。角色为Master和Echo的控制器可以向交换机下发流表等控制消息, 而角色为Echo的控制器只能获取交换机信息。每个交换机只能设置一个控制器为Master角色。

利用多控制器的角色机制, 处理控制器故障最简单的方法是为每个域设计一个备援控制器, 但是此举的配置代价和维护费用也是极其昂贵的。我们再次阐述的控制器失效备援机制中只需要对主控制器做一次主动备援, 其他控制器的故障都可以通过相邻控制器的接管完成。

如图4 所示, 在我们描述的失效备援架构中, 每个控制器负责的区域内的交换机都将此控制器设置为Master角色, 将主控制器设置为Echo角色, 同时将其他相邻的控制器设置为Slave角色。当交换机失去连接时, 会主动向主控制器发送失去连接消息, 由主控制器决定哪一个普通控制器接管交换机, 接管的控制器会向交换机发送标准Openflow消息Role-Request消息成为此交换机的Master控制器, 保证数据流影响尽可能小。

2.3 失效备援机制流程

整个备援机制的流程可以经过如下几个阶段。

2.3.1 检测到故障控制器的出现

这一步主要是通过主控制器和普通控制器之间的心跳消息以及交换机发送给主控制器的连接决断消息来完成。如果主控制器和普通控制器之间的心跳中断, 或者主控制器收到交换机发送来的连接决断消息, 都会激发主控制对控制器故障的检查流程。由于主控制器和某普通控制器的心跳中断并不能直接说明此普通控制器已经故障, 因为有可能仅仅是此普通控制器和主控制器之间网络连接断开等原因造成。主控制器会根据不同的情况做出不同的判断, 这部分的操作逻辑会在本文第3 部分中详细说明。

2.3.2 检测到故障控制器的出现

当主控制器判断某普通控制器出现故障时, 会通过故障控制器相邻的控制器发送来的各自状态信息, 计算出一个合适的控制器, 算法会考察相邻控制器的交换机连接数, 数据流量负载等因素的权重, 当主控制器已经决断出一个普通控制器进行接管时, 会要求此控制器发送Role-Request消息接管故障控制器的交换机, 完成交换机的动态迁移。

2.3.3 域状态更新

当切换完成时, 主控制器需要获取实时的网络状态信息, 接管的普通控制器会将接收的交换机信息更新至主控制器的交换机连接表中, 保证各个域内的交换机信息保持实时一致。

3 故障情况分析

此场景如图5 所示, 控制器B和控制器A和控制器C相邻, 控制器A、B、C各管理一块交换机区域, 并和主控制器保持连接和心跳。控制器B管理的交换机将主控制器设置为Echo角色, 将与控制器B相邻的交换机设置为Slave角色。

3.1 普通控制器故障

当控制器B出现故障时, 控制器B所控制的交换机失去连接, 同时主控制器根据心跳判断出控制器B出现故障, 这时会将控制器B加入失去连接的控制器表。此时失去连接的交换机会向主控制器发送连接决断消息, 此消息中包含交换机信息和控制器B的标志。主控制器收到此消息后会先判断控制器B是否在失去连接的控制器表中, 如果在则根据交换机信息表中存储的控制器B相邻的控制器的流量负载以及交换机连接数, 进行如下计算:

W= C*0.3+L*0.7

其中W标示最终加权值, C表示控制器连接的交换机数, L表示控制器上的负载流量。

对于控制器B相邻的控制器都进行一次加权计算, 将W值最低的作为交换机的接管控制器, 此时主控制器会命令权值最低的控制器向交换机发送Openflow的Role-Request消息, 将角色变更为Master, 接管此交换机, 同时此控制器向主控制器发送交换机信息MOD消息对交换机信息表更新。通过此处理, 控制器B管控的交换机可以均匀的由控制器A和控制器C接管, 保证网络的负载均衡。

3.2 控制器B和交换机连接故障

此种情况下控制器B和某交换机连接故障, 但是和主控制器之间保持心跳。此时交换机会向主控制器发送连接决断消息, 主控制器收到此消息后查找失去连接的控制器表失败, 则向交换机发送重新连接控制器B的命令, 如果主控制器仍然收到此交换机发送的连接决断消息, 则可以判断出控制器B和交换机连接故障, 会根据上一小节所述方法选择出一个合适的控制器接管此交换机, 同时利用交换机信息MOD消息更新交换机信息表。

3.3 控制器B和主控制器连接故障

此种情况下控制器B和主控制器连接故障, 和交换机保持连接。此时主控制器会向管理员报警, 当网络连接正常以后, 会将交换机信息表中与控制器B相关的交换机信息删除, 同时发送RESEND消息让控制器重新传输交换机信息。

4 实验验证

为了验证基于本文提出的多控制器场景下SDN网络失效备援方法的有效性, 本文对同现有的扁平结构下失效备援机制做出数据上的对比, 主要包括为保证可靠性所需要的状态信息表的内存大小和故障恢复时间[8]。

首先是统计对比在不同数量的交换机场景下, 上述两种方法为了保证可靠性所需状态信息表占用的内存大小。统计此项数据通过在程序运行时对状态信息表分配内存的数值存入log完成统计。对比数据如表2所示:

网络从发生故障到故障切换完成会造成一定的网络服务质量降低, 这一段时间越短, 网络服务质量越高。为此, 本文比较了现有扁平结构的失效备援机制故障时间和本文所述备援机制的故障切换时间, 此数据通过在检查出故障到完成切换前后加入Linux定时器统计出故障切换时间。所得到实验数据如表3 所示:

通过上述数据的对比, 我们可以证明本文描述的层次式多控制器失效备援机制可以减小设置的状态信息表大小, 同时切换时间在交换机数量增加时增长幅度较小, 很好的提高了网络服务质量。

5 结论

本文描述了一种软件定义网络中多控制器场景下失效备援机制, 此失效备援机制基于层次化设计, 减少各个控制器同步消息所用的带宽, 当控制器故障发生时, 可以在尽量小的时间内动态恢复网络连接, 提升网络故时的服务质量;在此基础上设计平衡选择策略, 使交换机连接负载最小的相邻控制器, 网络流量和交换机连接均衡分配在各个控制器上, 使现有网络稳定性较高。同时无需在各个控制器之间同步消息, 使各个控制器仅仅维护局部网络拓扑和连接信息, 减少各个控制器不必要的负载。

参考文献

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锁销式同步器失效模式分析 第4篇

同步器是汽车变速器中影响换挡性能最重要部件之一。锁销式双锥面同步器因其结构紧凑、设计模块化、同步容量大、传递转矩大、可靠性高、制造成本低等优点被广泛应用于重型汽车变速器中。它的各部分结构尺寸和公差设计是否正确, 加工控制是否合理, 制造精度是否满足要求, 直接影响到变速器换挡性能以及整车正常运行。

锁销式同步器结构

锁销式同步器总成结构如图所示, 它由高低挡锁止销 (各三根) 、弹簧 (六根) 、高低挡锥环组件 (各一套) 及同步器齿套组成。

工作原理

同步器齿套通过花键安装在输出轴上。拨叉通过拨动齿套沿轴向滑动, 迫使同步器沿啮合齿方向移动。当同步器锥环与相啮合齿锥面相接触时, 同步器总成由于锥面摩擦的作用跟随转动, 伴随着摩擦力的持续作用, 转速越转越快初步同步。当齿套在拨叉的作用下继续滑动, 遇到锁止销台阶时, 轴向力迫使同步器齿套锥环组件与相啮合齿锥面间的压力越来越大, 由此产生的锥面摩擦力也越来越大, 同步作用越来越强, 同步器总成的旋转也越来越快, 最终两摩擦锥面的速度逐渐趋于一致 (最终达到同步状态) 。当齿套通过锁止销台阶在大径上滑动, 此时齿套外花锥因为花锥倒角引导轻松无冲击地滑入齿轮结合齿的内花键。此时由于同步器齿套与啮合齿已经通过花键联接, 达到完全同步, 锥面间因没有压力而摩擦力完全消失, 在惯性推力的作用下, 摩擦锥面顺利脱开。周而复始, 通过同步器齿套的滑动, 进行挡位切换, 顺利完成换挡。

失效模式与原因分析

1.总成早期失效

早期失效是锁销式同步器常见故障之一。特别是在项目初始台架与道路试验较为常见。其根本原因以设计误差、制造累积误差超差引起干涉居多。主要反应的现象为同步器换挡困难、同步时间过长、啮合齿“打齿”等。

(1) 换挡困难换挡困难主要有进挡困难与脱挡困难两种情况。其中进挡困难主要原因是片面考虑同步器寿命, 总成作用高度过大, 致使在换挡过程中两啮合锥面已经啮合同步, 但拨叉还在行程之中, 产生不能进挡的现象。脱挡困难主要原因有同步器锥面与啮合齿锥面间内锥面尺寸偏小或外锥面尺寸偏大, 使得同步器两啮合锥面间隙过小, 同步环接合齿端与外径处的过渡圆角过大, 与同步器齿座花键齿内轮辐干涉, 都有可能引起摩擦副间冷却不够而形成烧结, 或者啮合摩擦面产生自锁, 使得同步器两啮合锥面在换挡时不能脱开。由于同步器锥面间一直受摩擦力的作用, 在特定的状态下还可能产生溜车现象。

(2) 同步时间过长、啮合齿“打齿”同步时间过长的主要原因是在换挡过程中啮合齿间不能够及时实现同步。一是由于同步器总成作用高度过低, 进挡时由于摩擦锥面间间隙过大, 产生的摩擦力矩过小, 致使同步作用力不够;二是两摩擦锥面接触面太小, 或设计时摩擦锥面锥度差过大, 造成啮合时锥面单边磨损严重, 同步过程中不能保证同步环与啮合齿锥面很好地实现锁止作用, 所以换挡时间长。由于挂挡时同步器还没有同步, 齿套与结合齿仍存在较高的速度差时, 齿套与结合齿的外花键产生“打齿”而发响。

2.同步器锥环早期失效

(1) 同步器锥环开裂锥环开裂, 在实际使用中时有发生。主要原因有:一是因为锥环基体粉末件烧结没有达到要求, 内部结构疏松, 在撞击时产生开裂;二是由于锁止销在铆接过程中, 铆压力过大, 使得内部产生应力, 当正常运转时, 不断地换挡, 使得应力释放引起开裂。

(2) 同步器锥面烧结锥环烧结通常由以下几个原因引起:一是由于同步器总成作用高度过大, 同步器与相啮合齿锥面间的间隙过小, 在正常运转时锥面间有摩擦力矩, 形成常摩擦状态, 产生大量的摩擦热而发生同步器烧死;二是由于同步器总成作用高度过低, 进挡时由于摩擦锥面间间隙过大, 产生的摩擦力矩过小, 致使同步作用力不够, 使得锥环与锥盘的摩擦时间过长, 产生大量的摩擦热;三是由于同步器与啮合齿两啮合摩擦锥面所产生的摩擦热不能及时带走, 聚集着大量的摩擦热, 产生的原因有润滑油中有异物进入摩擦锥面间, 或是变速器使用的润滑油黏度太稠或润滑油的清洁度太差。还有些是人为操作因素, 比如长距离熄火空挡溜坡, 因为同步器锥面间的冷却是依靠轴齿的旋转甩起来的, 若熄火滑行, 则油无法进入同步器摩擦锥面之间的空隙, 形成烧死。

3.锁止销断裂

锁止销断裂是锁销式同步器常见故障之一, 产生的原因比较复杂, 并且对同步器整体寿命起到限制的作用。经过分析, 主要存在以下一些原因:一是由于同步器作用力不够, 可能是因为同步器总成作用高度过高或者过低, 也可能是由于两摩擦锥面间摩擦力不够, 摩擦锥面不能够及时同步, 加重了锁止销的承受扭力, 使得锁止销断裂;二是锁止销本身的制造存在质量问题, 常见问题存在于热处理, 比如原材料淬火后心部硬度过高, 金相组织不合格, 销子表面渗碳过深, 渗碳时产生应力集中等;三是锁止销铆接时高度不一致, 锁止销铆接时与端面不垂直, 形成在换挡时作用力不一致或者有斜力矩产生, 使得锁止销断裂;四是铆接过程中锁止销是否铆死, 锁止销是否铆压力过大形成铆头开裂, 使得锁止销与同步环间存在松动或者应力集中, 不能够承受实际换挡的作用力而断裂。

解决措施

1.改善锥环结构

同步器要实现同步功能, 基本都是用锥环摩擦来实现的。锁销式同步器主要适用于重型汽车领域, 其承受的摩擦冲击力更大。选用良好的锥环结构与摩擦材料, 对于同步器寿命至关重要。锥环结构主要是设计时考虑锥面摩擦副的自锁角度, 在不自锁的情况下摩擦力越大, 相对同步性能越好。摩擦材料现在主要有整体铜制件、锥环喷钼件、锥面粘贴碳纤维布等。在目前情况下, 铜摩擦副已经越来越不能满足大转矩要求;喷钼件虽然能够满足摩擦要求, 寿命也可靠, 但成本较高;相对来说, 碳纤维布比较经济, 并且能够满足当今的技术要求, 因此已得到不断推广。

2.保证锁止销制造质量

锁止销的质量, 是锁销式同步器完好的关键。因此必须做到:一是要选用合适的锁止销材料, 一般而言, 弹簧钢比较合适;二是要完善热处理工艺, 保证锁止销自身的抗剪强度与韧性;三是要保证销止销自身的加工精度, 特别是同步器齿套换挡时滑过台阶的表面粗糙度及相连接的圆弧, 因为这将直接导致换挡的顺滑性及同步器寿命。

3.优化铆压装配工艺

铆接对于锁销式同步器来说, 是至关重要的一道工艺。一是必须要控制铆压机的铆接压力;二是要控制铆头的旋转中心, 也就是铆头与铆压机摆研中心相一致;三是要完善铆压工装, 避免铆压过程中铆接件抖动或者锁止销不垂直或者铆压时间隙大小不一, 导致锁止销工作位置不一致。

4.保证换挡环境

保证换挡环境最主要控制变速器内部所有零件的清洁度, 避免变速器润滑油混有杂质;同时要选用合格的润滑油, 避免黏度过大, 保证同步器换挡时锥面充分冷却。

结语

车用气门主要工作部位失效模式分析 第5篇

气门作为发动机配气机构中的执行元件, 是保证发动机动力性能、经济性能、可靠性及耐久性的重要零件。但由于恶劣的工作条件, 使得气门失效时有发生, 轻则降低发动机功率, 重则使得发动机以及汽车报废甚至产生事故。由于种种原因, 近年来, 气门失效的市场反馈呈上升趋势, 给用户和配件供应商带来了极坏影响。本文将对气门主要工作位置失效的原因进行分析。

工作条件

气门的工作条件十分恶劣。首先, 气门直接与高温燃气接触, 受热严重, 而散热困难, 因此气门温度很高。排气门最高温度可达600～800℃, 进气门受到“新气”的冷却温度稍低, 约为300～400℃。其次, 气门承受气体力与气门弹簧力的作用, 以及由于配气机构运动件的惯性力使气门落座时受到冲击。第三, 气门在润滑条件很差的条件下, 以极高的速度开启和关闭并在气门导管内做高速往复运动。第四, 气门由于与高温燃气中有腐蚀性的气体接触而受到腐蚀。

失效分析

1.盘端面失效

众所周知, 发动机在正常工作时, 气门下止点与活塞上止点位置是重叠的, 在任何情况下, 气门与活塞都不能发生接触, 如果出现机械运动不协调, 就会发生气门盘端面使活塞顶面轻微接触甚至撞击, 如果发生哪怕是轻微的接触也会导致气门断裂。其表现形式是:在活塞顶面与气门相对应的位置有和气门盘部尺寸相符合的重复撞击痕迹, 在气门盘端面无积碳, 呈旋转摩擦的光亮面如图1所示。

其具体原因如下:

(1) 气门杆部与导管咬合, 气门闭合时回不到位。

(2) 气门弹簧由于谐振现象使气门落座时回跳, 气门不按轮廓线运动。

(3) 凸轮轴或曲轴存在偏差或产生共振。

(4) 排气门刹车引起气门非正常打开。

(5) 气门配气机构动作紊乱。

(6) 气门锁夹脱落。

(7) 气门弹簧折断。

2.温度过高使气门盘部失效

气缸内温度急剧上升, 气门强度下降造成气门盘端面开裂或掉块, 如图2所示。

具体原因如下:

(1) 发动机长时间重负荷工作。

(2) 发动机点火角提前。

(3) 柴油机针阀未闭合。

(4) 冷却系统故障, 冷却不足。

(5) 涡轮增压器故障, 使供气量减少。

(6) 进气节流。

(7) 低压缩比汽车使用高辛烷值汽油。

3.盘端面及颈部有沉积的铝合金粉末

柴油机针阀未闭合, 缸磁内燃料在所有冲程中燃烧, 使铝合金制品熔化, 铝末沉积气门盘端面和颈部如图3所示。

气门在工作过程中所吸收的热量, 约75%通过盘部与座圈接触而散走, 约25%通过杆部与导管接触而散走, 若气门锥面与座圈在某一点接触, 盘部此部分不能通过阀座散热而温度升高得到熔化, 再加上气门锥面与座圈密封不良, 高温燃气从此冲刷而出使盘部此部分烧熔而产生月牙形烧蚀, 如图4所示。

具体原因如下:

(1) 气门杆部与摇臂间隙过小, 使气门落座后部分脱离阀座或接触不良。

(2) 气门盘锥面与座圈研磨不均。

(3) 气门杆与导管间隙过小或之间有油杂、污杂阻滞而气门杆被卡住, 使盘锥面与座圈留有间隙, 高温燃气入侵而烧蚀。

(4) 气门总成位置不正使盘锥落座不良。

(5) 点火角提前或发动机长时间高负荷工作导致过热而烧蚀。

(6) 气门盘锥及阀座积碳过度, 导致气门盘锥面或座圈磨损甚至剥落不均或硬碳粒冲击阀座表面伤痕日益加深, 形成一条高温燃气泄漏通道。

(7) 气门弹簧预紧力不够。

4.锥面失效

盘锥面与座圈的配合是气门最主要的配合面, 直接影响到发动机的输出功率。工作过程中受到热腐蚀、热疲劳, 要求较高的高温强度。常见盘锥面失效模式有腐蚀、磨损与烧蚀。

具体原因如下:

(1) 进气洁净度差, 油品不合格。

(2) 气门盘锥面与座圈间的密封不好。

(3) 座圈与锥面的接触位置不当, 使接触带太窄。

(4) 气门盘锥面与座圈的硬度不匹配。

(5) 气门间隙不当或弹簧压力过高使落座时阀座撞击大。

(6) 气门旋转太快。

(7) 凸轮轮廓线偏差, 使气门落座加速度增加。

(8) 冷却系统故障, 冷却不足。

5.气门颈部失效

气门颈部为气门的主要应力集中处, 而且是整支气门受力高温燃气温升的热点, 在杆周的拉压交变冲击应力、弯曲应力、冷热交变应力与高温燃气的腐蚀与冲刷等因素的作用下, 时有发生断头现象, 占气门失效的75%, 造成的损失也最大, 大多损坏活塞、气缸等重要零件。

(1) 气门杆部与导管配合不良, 杆部偏磨。

(2) 摇臂与小端面一边接触, 气门工作过程中不旋转。

(3) 气门颈部有刀痕。

(4) 气门间隙过大, 会导致原设计落座缓冲段的冲击载荷过大。

(5) 气门弹簧预紧力过大, 使气门落座时气门受到很大的冲击力作用。

(6) 活塞撞冲气门 (断口不平整, 凹凸变化大, 带有放射状的撕裂棱, 常伴有杆部弯曲) 。

(7) 凸轮轮廓线偏差, 使气门落座加速度增加。

(8) 弹簧两端不平行。

6.气门杆部失效

气门杆部的失效主要为磨损、与导管的咬合和断裂, 但间隙太大或卡住往往会引起气门其他部位的损坏, 包括前述的断颈、弯颈和掉头, 如图5所示。

具体原因如下:

(1) 油品不佳, 进气系统吸入杂质、脏物污染等造成杆部磨损。

(2) 杆部与导管间隙太大, 导致机油过多、气门杆碳化物太多而卡住。

(3) 气门、阀座与导管不同心, 造成偏磨。

(4) 气门油封与气门杆部配合过紧, 造成气门磨损。

(5) 锁夹选用不当或安装不好, 或受到强烈震动冲击造成气门杆弯曲。

(6) 气门杆锁夹槽断裂或弹簧断裂使得气门落缸或活塞撞动气门, 造成气门杆弯曲。

(7) 气门杆与导管间隙太小, 润滑不良, 气门工作过程发生偏磨等造成气门杆与导管咬合。

结语

手制动阀失效模式分析及改进 第6篇

重卡汽车经过几年的快速发展,市场的容量相对平稳,但重卡行业的激烈竞争却越演越烈。目前重卡行业在注重服务的同时,对汽车零部件的质量要求越来越高,提供零部件质量不仅可以提高客户满意度,而且对整个供应链成本的降低,以及提高市场竞争力起到重要作用,本文通过手阀为例,通过项目小组努力使手阀从2013年失效率从6%左右降低到2014年1%以下。

1、失效原因分析

为了找到根本原因,共采用了四个阶段,下面对四个阶段分析进行介绍。

1.1 售后返回件统计分析阶段:

该阀2013年上线数量为19655件,售后返回失效件数量为2505件,失效率高达12.7%,对售后2013年该型号手阀失效数据进行统计分析,统计结果如下图1所示。

通过售后问题描述,主要问题集中于漏气/水/油,损坏,功能失效,原因不明,卡死发卡,密封不良。后进一步向售后人员确认,对描述中功能失效,原因不明,损坏大部分可以归类于漏气/水/油,卡死发卡,密封不良中。所以只要解决上诉三项就可以消除大部分问题。

1.2 对售后返回件重新测试阶段:

各取10件,分别做气密性试验及静态试验,其中3件气密性试验不合格,2件静态试验不合格,其他两项试验都能满足要求。随后对测试不合格件进行解剖,解剖结果如图2。

问题主要为:出气口锈迹严重;阀体内有泥沙,密封圈上沾满油污及颗粒状沙粒;铸造分型面处密封圈受损,阀体中有凝集树脂;阀体上毛刺未除净等。

1.3 召集技术人员头脑风暴分析阶段:

为了彻底解决并找到根本原因以及永久预防措施,以公司SQE为主导,召集公司技术人员,供方技术人员,现场解剖并通过头脑风暴及因果分析寻求下一步整改措施。如图3所示:

从人、机、料、法、环六个方面对可能的失效情况进行分析,并和供方按照前期分析情况制定重点改善项,并要求供方按照重点控制计划对自身现场进行审核。

1.4 对供方现场进行二方审核阶段:

随后组织技术,质量对供方现场进行审核,主要集中于原材料采购控制,现场工艺文件,工具工装,量具,测试设备,清洁过程,装配过程,测试过程,转序保护等分析可能的偏差,并要求供方按照PDCA对所提出的改善项,不符合项进行整改。

1.5 前期分析总结:

通过上诉工作及方法,对失效模式基本汇集如下:

a.该阀为气制动阀,漏水/漏油以及阀体内有沙粒污物,说明系统供气清洁度差,发动机向压缩空气中有串油问题,空压机窜油量较大,造成干燥器工作负荷高;

b.干燥器排污口仅挨干燥器,油污易飞溅到干燥器造成干燥器工作环境较差;

c.进气管冷却不充分,造成水分不能清除干净;

d.供应商清洁度控制不严,部分表面毛刺未清除干净;

e.阀中零部件表面处理不满足要求;

f.密封结构设置不合理,树脂及工艺不合理;

2、整改措施及实施

2.1针对串油/串水问题,系统中增加油水分离器,大大改善系统气体质量,通过试验分析,进入阀体的气体清洁度满足目标要求。如图4所示。

2.2为了改善串水问题,对管路设计进行改善,增加管路长度可以有效减低气体温度,使干燥器有效工作。如图5所示。另外,对干燥器排污口重新设计,使排污口不影响阀体工作性能。

2.3对阀体内所有润滑脂进行改进,由普通钾基脂更改为耐高温树脂,有效防止普通脂在长期工作过程中凝集现象对阀口堵死,延长了阀体寿命试验次数。

2.4提高阀体内挡圈,以及弹簧表面处理,全部采用达克罗处理,盐雾试验达到168小时以上,改善阀体内表面脱落、生锈等现象。防止阀工作时卡死问题。

2.5在阀体加工工艺中另外增加除毛刺工序,并要求增加超声波清洗设备,在工艺中增加清洗工序,提高内部清洁度。

2.6对连接上下阀体螺栓进行改进,严格控制扭矩要求。

2.7为降低上阀盖与阀体部位漏气,重新设计上阀盖模具,使上盖结合面更加合理。将内部单槽密封,更改为迷宫密封,防止灰尘进入阀体。

3、效果分析

通过上述整改方法,整改后对所有改进后产品及系统进行台架试验,试验全部达到预期效果,对2014年10月前失效数据和2013年数据进行对比,不合格率减低70%以上。由于2014年数据中仍然存在前期未整改前产品,实际效果比数据对比还好。

4、总结

通过一套有效方法,对重卡售后失效件进行分析,整改,发挥主机厂和供方集体智慧,共同改进。使供方参与主机厂的改进工作,降低售后赔偿,实现双赢。

摘要：通过一套有效的方法,对售后重型卡车手阀失效件进行分析,找到零部件失效常见的故障原因,并推动零部件及系统的整改。

关键词：重型卡车,手阀,失效,整改

参考文献

[1]梁海生,王莉.手制动阀与挂车制动阀连接《汽车实用技术》.2011年第4期.

[2]吴健.手制动阀制动漏气原因分析《汽车维修》.2013年第7期.P25.

浅淡保险在线束保护中的失效模式 第7篇

近年, 汽车火灾已成为不容忽视的问题, 逐渐受到社会的关注。据我国公安部消防局统计[1,2]汽车火灾的的首要原因是电气故障, 占总数的4l%。美国汽车火灾起火物分类统计:汽车火灾的起火物主要是绝缘电线、电缆, 其导致的火灾占总数的27%。

统计结果让社会上越来越多的人关注线束在车辆燃烧中的起到的作用, 线束的保险既然是保护导线的, 那么为什么车辆燃烧中导线仍然是主要的燃烧介质?是保险质量问题, 在燃烧时没有起到应有的作用?是设计中产生了失误?针对此类疑惑我从线束设计的角度来分析, 保险的作用和其特有的失效模式。

2 保险的选择原理

2.1 保险的工作原理。

保险承载电流的能力取决于保险内部熔断体承载电流时热融化的能力, 当电流通过熔断体时, 因熔断体存在一定的电阻, 所以熔断体将会发热且发热量遵循这个公式:

周围环境温度对保险的影响:保险丝的工作环境温度对其熔断特性也有一定的影响, 工作环境温度越低, 保险的熔断时间越长, 载流能力越高;工作环境温度越高, 保险的熔断时间越短, 载流能力越低。

2.2 导线的电器特性。

导线的组成:内部导体和外部绝缘介质。内部的导体一般有铜、镀锡铜和镀镍铜三种, 对于不同的导体, 其单位长度的电阻也不相同。导线的额定电流就是指通过导线的电流能够引起导线的电热 (1) 中Q值小于Q特, 并且满足绝缘介质的耐热性能。我们则认为其导线与电流的设定匹配合适。

3 保险保护导线的几种失效模式分析

保险的选择只会在电源回路中, 并使用在正极侧, 而对于其他信号传输回路、负载回路、通讯回路等位置, 都不设置保险。这并不是放弃了对其的保护, 而是结合电流流动方向, 电器电量分布, 成本核算等原因综合确定的;这也是行业内最常使用的控制方式。但是这种保护模式也就决定了, 保险在线路保护中存在着特有的失效模式, 以下通过案例介绍几种常见的失效模式,

3.1 几种典型的非设计问题保险失效模式:

案例一 (图1) 中负载2的对地区域在与负载1的电源区域导线导体接触后, 会在30A保险下形成一组回路直接通过负载2的接地点短路。这样因为负载2的接地区域导线只有0.5mm2, 其耐流及耐电热能力最低, 所以首先会熔断燃烧, 并会引发起绝缘层的燃烧。当燃烧区域导线熔断的时候, 电流切断, 外因中断 (前提是无外界物质辅助燃烧) , 燃烧由导体和绝缘介质的惯性持续进行一段时间后熄灭。燃烧区域的线束线径越小, 对比其短接电源的导线及保险的等级越大, 燃烧区域的燃烧速度越快, 引燃附近物质的可能性越高。

而保险是否熔断取决于实际通过的电流, 如果通过的电流高于保险负荷则熔断, 否则即使车辆起火, 保险也不会熔断。往往两段导线的接触是虚接, 造成电阻高, 热量高, 接触点燃烧, 而保险没有熔断。

案例二 (图1) 中负载1的接地区域导线, 如果在远离接地点的位置磨损短路, 以为其导线内部有电阻, 短路点与接地点之间存在较大的电压差:电压差随着负载电阻高低而呈现高低变化, 电压差也随着短路点与接地点的长度与总接地线长度的比例的大小呈线性变化。

电压差越大越会产生火花, 容易点燃导线覆盖物和周边物件。因为此现象是负极线路故障, 并未产生实质性大电流, 正极处保险不能起到保护作用及熔断。

案例三 (图1) 中负载长时间工作, 没有自我保护装置, 负载自身以及周边环境温度升高, 通过接插件导体金属的传导, 将热量传输到导线或者相邻零件上, 这样在温度覆盖范围内的零件, 根据其自身的耐温条件呈现不同状态。耐温较低的甚至会造成燃烧。即使没有燃烧, 长期如此, 导线也会呈现老化、变质的情况, 降低导线的使用寿命甚至绝缘介质变质龟裂剥落, 引发短路性起火。而此种情况不是电流产生的热量, 保险内没有热能变化, 保险也就不会熔断。

3.2 几种设计问题引发的保险失效模式。

案例一 (图2) 电器件端子选择或插件匹配不合理或者接触不良, 造成接触电阻变大, 引起薄弱点局部积累热量变大 (公式1) , 当接触电阻对比回路总电阻的比例越大时, 该薄弱点的热量积累越大, 但是相反电流越小, 热量导致电器件或者线束烧毁, 保险却没有熔断。

案例二 (图2) 在车辆上, 不太可能为每个电器设备都单独设立一个接地点, 通常将很多接地回路压接到一个接地点上, 如图所示, 存在两种常见的搭铁方式, 多线并压接地和单线接地。因此会出现通过这个接地点的电流会比较大的现象。

其一:接触不良。当这种接地点端子与车身间接触不良时, 会导致端子与车身钣金间隙间形成大的电压差, 当电压差较小时会导致电器设备不能正常工作, 断续工作;当电压差较大时会产生电弧烧蚀接触不良面, 进而出现烧蚀线束接地端子现象。

这种情况下, 因烧蚀现象是瞬间或者间歇出现, 且电流由多个fuse输出 (保险1+保险2+保险3) , 所以在端子烧蚀后, 保险不会熔断。

其二:接地端子选择不合适。在个别负载单独工作时, 接地电流较小, 接地端子可以承受;当大部分负载同时工作时, 接地电流较大, 超过接地端子耐流极限, 接点端子过载烧蚀。

这种情况, 因端子负荷能力小于保险, 保险也不会熔断。

4 结论

虽然, 我们一直强调, 保险是保护线路的, 但是保险在特殊情况下对导线的保护却也不是绝对的。所谓的保险与导线的的保护关系, 是通过电热能联系在一起的, 是辨证的, 相对的保护。希望此文可以给汽车起火原因分析、汽车保护回路设计提供一些借鉴。

参考文献

[1]公安部消防局.中国火灾统计年鉴 (1998~2003) [M].北京:中国人事出版社, 1998-2003.

多失效模式 第8篇

1 方法

1.1 成立手术室体位风险HFMEA小组

在护理部领导下成立专门体位风险HFMEA小组,包括护士长、高年资医生、护师、麻醉师(中级以上职称),精通业务、掌握手术体位安置相关标准和评价,熟悉体位风险管理流程,并接受HFMEA知识的系统培训。

1.2 确定手术体位安置流程

术前访视,评估患者,做好术前宣教→备好体位安置所需物品(包括翻身架、软垫、棉布单、脱脂棉、眼部保护用物等),使其处于功能位→患者入室后,根据手术需求安置体位,要求:充分暴露术野、便于术者操作、患者舒适、安全→术中根据手术进展调整手术体位,注意规避护理风险→手术结束,复位。

1.3 手术体位风险因素分析

召集小组成员,采用“头脑风暴法”,针对流程中的每一个步骤列出所有可能的失效模式,然后针对每个列出的失效模式,找出所有可能出现的失效因子,再由小组成员共同确定体位安置的事先风险指数(RPN)。RPN=(S)×(0)×(D),S代表影响严重性,O代表失效模式出现的频率,D代表探测失效水平,S、0、D的等级分均为1～10分。如果失效模式的RPN值>125,该模式就有必要采取措施进行改造[2]。体位安置失效模式与效应分析见表1。由表1可见,对患者无术前评估或术前评估不到位、预防性措施不得当、体位垫不合理、手术时间过长是造成手术体位风险的主要原因。

1.4 制定改进措施

1.4.1 建立完善的术前评估体系,了解患者的身体状况,如年龄、胖瘦、有无肢体功能障碍、糖尿病、感染等,预测风险指数,对高危患者体位风险HFMEA小组成员参与指导,术中重点关注。

1.4.2 建立规范手术安置流程、标准,改进传统体位培训方法,选派学习能力强、操作能力及理论水平较高的主管护师参加有关《手术标准体位安置培训》的理论和操作课程的学习,采取以点带面,理论结合临床实践,使手术室全体护理人员牢固掌握标准体位安置[3]。

1.4.3 加强体位安置用物、手术床的调节运用管理。安置体位用物力求达到大小适中,软硬适宜,如有破损、污染等及时处理;手术床时刻处于功能位,设备维修人员定时检修;护士长安排手术时要充分考虑手术大小、床的功能、护士能力等,以减少体位风险。

1.4.4 加强术中管理,手术开始后,密切监测体位的变化,由于手术的牵拉、术中麻醉阻滞不全患者躁动、手术医师倚靠、支撑物松动等均可使体位移动。低体温、低血压也会导致软组织的损伤,术中注意保暖。改变体位时,配合凋整体位架、支撑物,严密观察肢体的血液循环情况、皮肤的颜色、弹性及张力,加强防护。

1.4.5 加强重点部位的保护:每种卧位都有着力点,在其着力点处受压部位涂润滑油,并尽可能增大受力面积;俯卧位头部垫头圈,避免眼睛受压,眼睛闭合不全涂红霉素眼膏,安置体位垫避免会阴部、胸廓压伤;侧卧位注意耳廓、腋神经损伤;约束带固定不要太紧,以免影响血运;上臂外展不可超过90°,术中改换体位避免拖拉等。

1.5 效果

自2010年采用HFMEA进行手术体位风险分析并制定预防措施后,手术体位相关并发症:术中急性压疮、肢体神经受损、烫伤、眼结膜损伤等由2009年的1.8%下降到2010年的0.2%,患者的舒适度由2009年的91%提高到2010年的98%。

2 讨论

随着科技发展、生活水平的提高,人们的安全意识也不断提升。美国AORN 1998年调查结果显示,因体位引起压疮占手术室安全隐患的第四位。体位安全在国外手术室已引起广泛重视,德国从90年代开始正规体位培训,只有执证人员才有资格安置手术体位。检索中国生物医学文献数据库(China Biology Medical Database,CBM)和中国知识基础设施工程(China National Knowledge Infrastructure,CNKI)原始文献数据库与手术体位相关并发症、护理措施相关文献数十篇,可见由手术体位引起的风险也越来越为广大医护人员所重视,并相继制定了一系列体位安置流程、标准[4],但在临床工作中仍存在一定风险。将HFMEA运用到体位风险管理中,通过根本原因分析及流程改进,制定相应的改进措施。包括加强患者术前全面评估、教育,严格筛查高危患者;制定体位风险评估量表,在术前、安置体位前、手术中、术后及改变体位时,对患者身体状况、手术时间、出血量、受压部位皮肤、肢体、周围环境等进行客观评估,以确定患者是否存在高危体位风险。对于术前评估存在高危体位风险患者,体位风险小组成员负责对患者进行术前干预及整个围术期手术体位安置督导,及时采取规避措施,以达到杜绝或减少缺陷发生的目的,从而最大限度的保证患者的舒适与安全,降低因体位安置不当给病人和手术室护士带来的风险。

摘要：目的 运用医疗失效模式与效应分析降低手术体位风险,保证患者的舒适与安全,以达到杜绝或减少缺陷发生的目的 。方法 通过运用医疗失效模式与效应分(HFMEA),找出及矫正失效因子,确定体位安置的事先风险指数,有针对性的采取规避措施,保证患者安全。结果 采用HFMEA进行手术体位风险分析并制定预防措施,2010年我科与手术体位相关并发症明显降低,患者舒适度明显提高。结论 运用医疗失效模式与效应分析能有效降低手术体位的相关并发症。

关键词：医疗失效模式与效应分析,降低,手术体位,风险

参考文献

[1]Joseph GR,Erik B,James PB.Using Health Care Failure Mode and Effeet Analysis:The VA National Center for Patient Safety's Pres-peetive Risk Analysis system.Jt Comm J Qual[J].Improvement,2002,28(5):248-262.

[2]周佛香.FMEN失效模式在护理流程改造的应用[J].现代护理,2009,35(6):83-84.

[3]邱赛琴,郑玩华,许映娜,等.手术体位安置培训方法的改进及效果[J].护理管理杂志,2010,7(10):505-506.