FMECA在民航自动转报系统的应用

张媛

摘要：论文中首先利用故障模式影响及危害性分析法对现阶段国内使用的自动转报系统出现的故障，从硬件及实现的功能方面进行统计并分类，对可能造成民航自动转报系统运行中断的因素进行深入分析以及风险评估，然后从人、机、环、管四个主要方面出发，从设备维护、故障排除、规章制度及人为因素角度切入，解决共同故障及共模故障两方面的问题。

关键词：自动转报;不间断运行;故障模式影响及危害性分析法;故障

中图分类号：TN915.85 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）12-0038-01

1 故障分析法--故障模式影响及危害性分析法

所谓的“FMECA”，也就是对于故障模式影响及其危害性的分析，英文名称为Failure Mode， Effects and Criticality Analysis，是一种归纳分析方面的方法。 FMECA的基本的原理是，在对于超故障原因的剖析方面，做到了这样的几点：一是对于系统之中每一个潜在故障模式的鉴别;二是对于系统结构的分析;三是对于客户需求的挖掘;四是对于现有资料的研究。这样，“故障模式分析表格”就得以科学地建立了。在此基础上，对于故障发生时的相关要素实施了估算。而系统的可靠性，正是得益于事后损失成本的降低而得以提升。

2 FMECA分析法介绍

2.1 硬件法分析

一般情况之下，作为最低级别的分析方面的具体方法，硬件分析法所集中的为系统里面故障的模式分析里面。而这样的故障必须是潜在的。这样的分析优点是显著的：既严密而又具体。在全部的元件无必要实施分析的情况下，或者是在系统非常复杂的情景之中，这样的方法是并不适用的。

2.2 功能的分析法

功能的分析方法在这样的几种情形之下是适用的：其一为分析的顺序为自上而下;其二为产品的复杂程度提出了自初始的约定层次出发，向着下面开始分析;其三为对于一些故障的模式予以忽略。

3 利用FMECA方法的论证与分析

无论是设备，还是系统的分析，对于FMECA来说，都是首要的环节。这样，在功能分析失败的情况，为了对有可能的危险后果予以有效避免，要做到影响以及故障模式方面的分析。此次结合自动转报系统的运行。

3.1 论证与方案阶段的FMECA应用

在对中国民航空管通信系统开展FMECA工作时，除了考虑组成通信系统的主要网络设备，在进行系统级FMECA工作时，还需要站在民航空管运行保障的高度，全面考虑影响运行保障系统可靠性的方方面面，也即结构系统级FMECA工作。在網络运行过程中，网络结构、运行环境、设备维护、管理等方面不断暴露出故障，通过对全网开展系统级FMECA工作不断提高网络运行的可靠性。

根据民航空管行业要求，以及可借鉴其它行业的可靠性成功案例。空管通信设备的可靠性分析及工作运行，主要FMECA进行功能级的整体研究，将以多协议适配器为例，并借助于对产品设计的具体分析，将其对于产品的种种影响确定下来。在此基础上，要实施系统级FMECA的分析。研究之中，我们可以采用研制过程早期加强可靠性设计、充分的较低层次试验、依靠进行工程设计分析而不依靠预计、借鉴类似行业现成设备的工程分析方法。

3.2 利用FMECA方法对自动转报系统的初步分析

以全国民航转报系统为分析对象，统计分析的时间段从2010年8月1日至2017年7月31日。

3.3 统计对象分析

针对民航转报系统运行保障过程的数据跟踪调查，分析范围覆盖中国民航7大空管局，涵盖77个运行保障单位，涉及大、中、小自动转报系统有90套，主要工作对象547台适配器设备，共分析367个故障模式;分析了系统级故障模式13个。

故障模式分析：经分析，多协议接入适配器主要故障模式有以下几种：

（1）设备自动重启（外接环境干扰，影响系统处理;watch dog误操作）;（2）无输出（设备的主要功能完全丧失）;（3）部分端口无输出（此设备的部分功能无法实现，但不影响全部功能）;（4）输出不稳定（出现传输、接收误码，通信时断时续）;（5）切换故障（备份设备误切换或切换时间过长）。

适配器主要故障原因有以下几种：

（1）元器件的质量不稳定（双流端口驱动弱、电源电压低、时钟晶振频率不准）;（2）生产工艺及安装流程不稳定（有虚焊接、手工焊点不均、背板安装不合理、漏安装部件、驱动软件版本不符）;（3）软件模块的维护变更后组合测试不充分（只针对通用版本进行测试及试用，不少定制开发的场景缺少有效验证，此问题潜伏时间长）;（4）设备硬件故障，包括RJ45插件老化、风扇板卡、交换引擎、电源模块、主板、端口及所在接入板卡故障、CPU 故障、内存故障、模式卡故障、板卡没插实、网线虚接、插头松动等;（5）系统软件故障，主要指启动配置文件、运行配置文件错误、内存泄露、驱动程序故障、watch dog误判断、进程异常退出、通信软件bug、应用程序欠优化、IOS 丢失、IOS bug;（6）安全及兼容性方面的原因，主要指线路电气信号的干扰、嵌套式的跟踪监控、对接收后转发的信息来源未校验;（7）接口容量不足等。

4 结语

本论文重点介绍了FMECA分析方法在民航自动转报系统中的应用。介绍利用该方法对故障现象进行分析的要素，并针对民航转报系统运行保障过程的数据跟踪调查，对调查结果进行统计分析，得出有可能导致民航自动转报系统中断的两方面故障模式，即共性模式和共模故障模式。

参考文献

[1]王庆阵.基于V-34协议的调制解调器的分析与研究[D].电子科技大学，2004（12）：33-35.

[2]李大海.关于自动转报系统安全保障体系的思考[J].科技资讯，2010（4）：53-55.

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