(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111455976.4 (22)申请日 2021.12.02 (71)申请人 上海宇航系统工程研究所 地址 201109 上海市闵行区元江路38 88号 (72)发明人 李亚萍　赵志杰　朱亮聪　张文丰　 毛承元　刘雄　冯淑红　洪蓉　 (74)专利代理 机构 上海航天局专利中心 31 107 代理人 许丽 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种基于MBSE的FTA、 FM EA一体化分析方法 (57)摘要 本发明提供一种基于MBSE的FTA、 FMEA一体 化分析方法， 包括如下步骤： S1、 确定分析对象； 在MBSE中采用活动图进行功能设计； S2、 针对所 述活动图中的每一个模块， 开展故障分析， 把功 能模块的相应故障列出， 并指明关系； S3、 随着 MBSE的功能设计逐层细化， 在相应的层级继续实 施所述步骤S2； S4、 运行MBSE， 输出EXCEL； S5、 通 过插件读取所述EXCEL， 对数据进行处理， 同时自 动生成FTA及FMEA； S6、 设计过程信息及时维护， 并重复步骤S2 ‑S5。 本发明利用MBSE的理论和方 法， 与功能设计同步开展故障分析， 一体化实施 了FMEA和FTA； 提高故障分析信息的一致性， 提高 了故障分析的效率。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 114218772 A 2022.03.22 CN 114218772 A 1.一种基于 MBSE的FTA、 FM EA一体化分析 方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1、 确定分析对象， 即产品设计师所完成的功能设计； 在MBSE中采用活动图进行功能设 计； S2、 在所述步骤S1的基础上， 针对所述活动图中的每一个模块， 开展故障分析， 把功能 模块的相应故障列出， 并指明关系； S3、 随着MBSE的功能设计逐层 细化， 在相应的层级继续实施所述 步骤S2； S4、 运行MBSE， 输出EXC EL； S5、 通过插 件读取所述EXCEL， 对数据进行处 理， 同时自动生成FTA及FM EA； S6、 设计过程信息及时维护， 并重复步骤S2 ‑S5。 2.如权利要求1所述的基于MBSE的FTA、 FMEA一体化分析方法， 其特征在于， 所述步骤S1 中， 分析对象为运载火箭的安全阀； 安全阀具有在规定气 压之下保持密封， 在规定气 压之上 进行排气功能。 3.如权利要求2所述的基于MBSE的FTA、 FMEA一体化分析方法， 其特征在于， 所述步骤S2 中， 针对安全阀的保持密封功能， 其故障模式为不能密封； 针对其排气功能， 其故障模式为 排气能力不足。 4.如权利要求3所述的基于MBSE的FTA、 FMEA一体化分析方法， 其特征在于， 所述步骤S3 中， 功能设计对安全阀的保持密封功能和排气功能分布进行了细化， 建立了下一层的功 能 模型； 相应的， 对安全阀的保持密封功能， 其 故障模式为不能密封； 针对其排气功能， 其 故障 模式为排气能力不足这两种故障模式相应的进行 下层分解分析， 重复步骤S2。 5.如权利 要求4所述的基于MBSE的FTA、 FMEA一体化分析方法， 其特征在于， 在明确故障 模式与下层故障模式之间的关系， 通过 标注“逻辑门”建立关系. 6.如权利要求5所述的基于MBSE的FTA、 FMEA一体化分析方法， 其特征在于， 故障模式 “不能密封 ”中标注了“逻辑门： 或 ”， 在下层故 障模式中标注 “上层逻辑门： 或 ”， 这样建立了 上下层的逻辑对应关系； 对于“逻辑门： 与 ”， 通过对下层逻辑门标注 “逻辑门： 与(i) ”进行标注， 故障模式 “不能 密封”可能是由“弹簧力不足 ”和“弹簧座位置不正 ”共同导致， 也可能是由 “背压腔卡滞 ”和 “弹簧力不足”共同导致， 在这种情况下， “弹簧力不足”的“上层逻辑门： 与(1)， 与(2) ”，“弹 簧座位置不正 ”的“上层逻辑门： 与(1) ”，“背压腔卡滞 ”的“上层逻辑门： 与(2) ”； 这样就建立 上下层之间的关系。 7.如权利要求5所述的基于MBSE的FTA、 FMEA一体化分析方法， 其特征在于， 所述步骤S4 中， 运行MBS E相应模块， 输出相应故障模式的故障树信息， 并输出任意指 定故障模式的故障 树信息。 8.如权利要求6所述的基于MBSE的FTA、 FMEA一体化分析方法， 其特征在于， 所述步骤S5 中， 通过插件读取EXCEL， 通过识别故 障模式的上下层关系， 形成了故 障树， 同时， 获得故 障 模式的故障原因、 影响、 上层影响、 最终影响以及故障模式的相关属性， 生成FM EA表格。 9.如权利要求6所述的基于MBSE的FTA、 FMEA一体化分析方法， 其特征在于， 所述步骤S6 中， 对故障模式进 行动态维护， 随着功能设计方案的改进、 故障模式识别的改进以及其他信 息的变化， 及时进行信息更新维护， 可以随时导出生成FTA和FM EA。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114218772 A 2一种基于MBSE 的FTA、 FMEA一体 化分析方 法 技术领域 [0001]本发明涉及航天技 术领域， 特别涉及一种基于 MBSE的FTA、 FM EA一体化分析 方法。 背景技术 [0002]基于模型的系统工程(MBSE)是航天型号中新兴的技术， 按照系统工程的原理进行 系统的、 模型化的系统组织高度集成融合管理和具体实施， 可以有效的提高工作质量和效 率。 借助于 MBSE的思想和技 术工具， 开展与产品设计一体化的FTA、 FM EA工作。 [0003]传统的FMEA(故障模式及影响分析)工作主要按照GJB1391/Z 《故障模式、 影响及危 害性分析指南》 ， FTA主要按照GJB/Z  768 《故障树分析指南》 ， 两者 都是可靠性工作的重要内 容， 但是两者是作为两个独立的工作项目， 中间缺少有机的联系， 或者说， 两者之间需要人 为的关联。 [0004]FTA(故障树分析)分析是自顶向下开展分析， FMEA 是自下向上进行分析， 二者 互为 补充， 但是在具体实践 中， 二者之间缺少关联， 一方面导致二者之 间对故障描述方面存在不 一致性； 另一方面， 二 者之间存在较多的重复， 导 致工作的重复性。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种基于MBSE的FTA、 FMEA一体化分析方法， 在 MBSE集成环 境下， 一体化实现FTA、 FMEA工作， 即在开展FTA工作时， 同时完善了FMEA信息； 在开展FMEA工 作时， 同时完 善了FTA信息 [0006]MBSE是一个集成、 协同的工作环境， 在这个工作环境中， 产品设计师可以进行产品 设计开发、 包括产品的功 能设计， 可靠性工作人员基于产品设计师 的功能设计开展故障分 析， 包括FM EA、 FTA工作。 [0007]本发明的技术方案提供了一种基于MBSE的FTA、 FMEA一体化分析方法， 包括如下步 骤： [0008]S1、 确定分析对象， 即产品设计师所完成的功能设计； 在 MBSE中采用活动图进行功 能设计； [0009]S2、 在所述步骤S1的基础上， 针对所述活动图中的每一个模块， 开展故障分析， 把 功能模块的相应故障列出， 并指明关系； [0010]S3、 随着MBSE的功能设计逐层 细化， 在相应的层级继续实施所述 步骤S2； [0011]S4、 运行MBSE， 输出EXC EL； [0012]S5、 通过插 件读取所述EXCEL， 对数据进行处 理， 同时自动生成FTA及FM EA； [0013]S6、 设计过程信息及时维护， 并重复步骤S2 ‑S5。 [0014]本发明提供的基于MBSE的FTA、 FMEA一体化分析方法， 利用MBSE的理论和方法， 与 功能设计同步开展故 障分析， 一体化实施了FMEA和FTA； 提高故障分析信息的一致性， 提高 了故障分析的效率。 使FTA工作更加系统， 形成了整个系统的全面的FTA， 改变了传统工作仅 对部分故障模式开展FTA的现状。说　明　书 1/3 页 3 CN 114218772 A 3