CN106803005A - 一种基于fram的工艺规程风险评价方法 - Google Patents
一种基于fram的工艺规程风险评价方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106803005A CN106803005A CN201710048180.4A CN201710048180A CN106803005A CN 106803005 A CN106803005 A CN 106803005A CN 201710048180 A CN201710048180 A CN 201710048180A CN 106803005 A CN106803005 A CN 106803005A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- technological procedure
- path
- fram
- variation
- activity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 188
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 68
- 230000006872 improvement Effects 0.000 claims abstract description 50
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 238000012502 risk assessment Methods 0.000 abstract description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 6
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 238000000540 analysis of variance Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 201000004569 Blindness Diseases 0.000 description 1
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011143 downstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
- G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0635—Risk analysis of enterprise or organisation activities
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/04—Manufacturing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Economics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Marketing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明提供一种基于FRAM的工艺规程风险评价方法，其包括以下步骤：S1、利用FRAM对工艺规程进行建模：确定工艺规程的活动子模块，对活动子模块进行变异以及变异的耦合分析，根据分析结果进行建模；S2、建立基于FRAM的工艺规程风险评价方法：识别工艺过程中潜藏的导致不期望事件发生的路径(工艺活动变异耦合方式)以及路径中的关键活动，进而识别工艺规程中的存在的相关缺陷；S3、基于消除发生路径的目的，从路径中关键活动变异抑制或消除的角度提出工艺规程改进方案，并进行有效性验证。本发明能够对工艺规程进行建模，基于模型进行风险评价，并根据评价结果得到工艺规程改进方案。对工艺规程进行改进。
Description
技术领域
本发明属于风险评估领域，具体地涉及一种基于FRAM的工艺规程风险评价方法。
背景技术
工艺规程是指导工艺的技术文件，其目的是使工艺过程和方法最合理、最经济，并能使之保质保量，优质高产。它是车间最根本和最主要的工艺文件。工艺规程完整而系统地提供了相应工艺过程的进行程序，因此，它是使用人员工作时的指南，正确地执行工艺规程是保证车间有节奏运行、提高产品质量、提高劳动生产率、确保安全生产的条件之一。
然而每年由于违反工艺规程从而引发事故的案例不计其数，究其原因主要表现在以下几个方面：操作者对规程不够熟悉、操作者对规程理解有误、操作者盲目自信、操作者的习惯行为以及一些其他因素。
针对以上问题，从已有的解决方法来看，大都是通过是组织管理方面的措施来保证过程中规程的正确执行，很少有考虑到规程本身制定或逻辑是否合理的问题。工艺规程主要有以下两方面特征：
1)工艺规程很难准确描述复杂的工艺过程。现代工艺系统日趋复杂化，工艺过程中涉及到大量的来自人员、组织、技术、环境等多方面的不同种类影响因素，各因素之间还存在着不同的复杂交互作用，而工艺规程不仅要准确描述这些工序活动要如何进行、以何种方式交互最后才能实现工艺目的，也要详细说明什么样的运行情况或交互方式会导致不期望事件，以及不期望事件出现时的处理措施。也就是说工艺规程在编写的时候必须要考虑到工艺过程中众多的异质影响因素以及各个异质因素之间复杂的关联关系，这就使得工艺规程编写难度极大，很难准确描述复杂的工艺过程。
2)工艺规程中总是存在一些具有模糊性、二义性或者是有漏洞的内容。工艺规程必须要综合考虑工艺活动的可操作性和系统性，否则就会脱离实际，无法使用，然而工艺活动的复杂性给准确、合理地设计规程带来了较大的难度，规程的预期设想与实际执行情况之间总会出现或多或少的差异，而这种差异往往是由于规程制定时内容的模糊性或二义性所导致，才影响和干扰使用者对规程的正确理解和执行。如若使用者对规程内容缺乏清晰的、正确的理解就会很容易导致其行为与规程所述产生偏差。
由此可见，识别规程中存在的具体问题，进一步改进和完善工艺规程以更好的指导工艺实践十分必要。目前，对于规程内容设计不合理或逻辑不一致的问题，缺乏全面的、系统的风险评价方面的研究和实践。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于FRAM的工艺规程风险评价方法。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种基于FRAM的工艺规程风险评价方法，其包括以下步骤：
S1、利用FRAM对工艺规程进行建模：确定工艺规程的活动子模块，对活动子模块进行变异以及变异的耦合分析，根据分析结果进行建模；
S2、建立基于FRAM的工艺规程风险评价方法：通过模型检测对所建模型进行分析，得到不期望事件的发生路径，根据路径中变异传播的方式识别路径中的关键工艺活动，根据关键工艺活动呈现的变异状态识别工艺规程中存在的相关缺陷；
S4、针对工艺规程中存在的相关缺陷提出工艺规程改进方案：基于消除发生路径的目的，从抑制或消除路径中关键工艺活动变异的角度提出工艺规程改进方案；
S5、对工艺规程改进方案进行验证：计算工艺规程改进方案的有效性Z，当工艺规程改进方案的有效性Z小于0时，判定为工艺规程改进方案有效，且绝对值越大表示改进越有效，相反则判定为改进方案无效。工艺规程改进方案的有效性Z的计算公式如下：
其中，A为改进后工艺规程不期望事件的发生路径的数量，A°为改进前工艺规
程不期望事件的发生路径的数量。
优选地，所述工艺规程改进方案包括工艺活动替换、工艺活动分隔细化、进一步全面具体化描述工艺活动以及增加必须的工艺活动。
优选地，S1中利用FRAM对工艺规程进行建模具体包括：
S11、采用有限状态机进行规约，得到FSM模型；
S12、用promela对以上的到的FSM模型进行描述，得到promela模型；
S13、将得到的promela模型和约束条件输入SPIN的界面进行验证，得到多条不期望事件发生路径。
优选地，S13还包括对各条发生路径进行仿真，并识别各条发生路径中的关键活动。
优选地，S11中有限状态机模型表述为，FSM＝(Σ,F,Q,S0,Δ)，其中：
Σ是系统所有可能的输入集合；F是系统所有可能的输出集合；Q是系统所有可能的状态集合,其中，F∈S；S0是系统所有可能的初始状态集合，其中，S0∈S；Δ是状态转移函数集合，具体描述了系统状态之间的转换，Δ为Q×Σ→Q。
优选地，FRAM中对活动子模块进行描述包括输入、输出、前提、资源、控制及时间。
优选地，S5还包括对改进后工艺规程重复步骤S1-S4，识别改进后工艺规程不期望事件发生路径的数量。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
①本发明能够对工艺规程进行建模，基于模型进行风险评价，并根据评价结果得到工艺规程改进方案。对工艺规程进行改进。
②本发明能够基于消除不期望事件发生路径的目的，从抑制或消除路径中关键工艺活动变异的角度提出工艺规程改进方案，通过改进方案消除工艺规程中存在的相关缺陷。
③本发明通过计算工艺规程改进方案的有效性Z，能够直观量化的对工艺规程的改进方案进行验证，能够避免无效的改进方案投入使用，使工艺规程仍存在相关缺陷。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明的具体实施例的叶片的部分锻造工艺的工艺流程图；
图3为本发明的具体实施例的子活动模块间关联关系矩阵表示图；
图4为本发明的具体实施例的反例路径1的仿真结果；
图5为本发明的具体实施例的反例路径2的仿真结果。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
本发明提供一种基于FRAM的工艺规程风险评价方法，FRAM的全称为FunctionalResonance Analysis Method，是一种功能共振分析方法，本专利提供一种基于功能共振分析方法的工艺规程风险评价方法，如图1所示，其包括以下步骤：
S1、利用FRAM对工艺规程进行建模：确定工艺规程的活动子模块，对活动子模块进行变异以及变异的耦合分析，根据分析结果进行建模。建立工艺规程子模块的变异模型，利于后期进行分析。
S2、建立基于FRAM的工艺规程风险评价方法：通过模型检测对所建模型进行分析，得到不期望事件的发生路径，根据路径中变异传播的方式识别路径中的关键工艺活动，根据关键工艺活动呈现的变异状态识别工艺规程中存在的相关缺陷；
S4、针对工艺规程中存在的相关缺陷提出工艺规程改进方案：基于消除不期望事件发生路径的目的，从抑制或消除路径中关键工艺活动变异的角度提出工艺规程改进方案，通过改进方案消除工艺规程中存在的相关缺陷。
S5、对工艺规程改进方案进行验证：计算工艺规程改进方案的有效性Z，当工艺规程改进方案的有效性Z小于0时，判定为工艺规程改进方案有效，且绝对值越大表示改进越有效，相反则判定为改进方案无效。工艺规程改进方案的有效性Z的计算公式如下：
其中，A为改进后工艺规程不期望事件的发生路径的数量，A°为改进前工艺规
程不期望事件的发生路径的数量。
通过计算工艺规程改进方案的有效性Z，能够直观量化的对工艺规程的改进方案进行验证，能够避免无效的改进方案投入使用，使工艺规程仍存在相关缺陷。
优选地，所述工艺规程改进方案包括工艺活动替换、工艺活动分隔细化、进一步全面具体化描述工艺活动以及增加必须的工艺活动。
优选地，S1中利用FRAM对工艺规程进行建模具体包括：
S11、采用有限状态机进行规约，得到FSM模型；
S12、用promela对以上得到的FSM模型进行描述，进一步得到promela模型。Promela(Protocol/Process Meta Language)是一种系统规约的形式化语言，它的语法结构或变量定义与C语言都颇为相似。Promela程序由进程、信息通道和变量组成。
S13、将得到的promela模型和约束条件输入SPIN(模型检测器)的界面进行验证，得到多条不期望事件发生路径。
优选地，S13还包括对各条发生路径进行仿真，并识别各条发生路径的数量及各条发生路径中的关键活动。
优选地，S11中有限状态机模型表述为，FSM＝(Σ,F,Q,S0,Δ)，其中：
Σ是系统所有可能的输入集合；F是系统所有可能的输出集合；Q是系统所有可能的状态集合,其中，F∈S；S0是系统所有可能的初始状态集合，其中，S0∈S；Δ是状态转移函数集合，具体描述了系统状态之间的转换，Δ为Q×Σ→Q。
FSM的全称为Finite State Machin，其为一种有限状态机。
优选地，FRAM中对活动子模块进行描述包括输入、输出、前提、资源、控制及时间。
优选地，S5还包括对改进后工艺规程重复步骤S1-S4，识别不期望事件发生路径的数量。
具体实施例
选择某型航空发动机钛合金压气机叶片的部分锻造工艺为分析对象，相关工艺流程图见下图2。表1所列是与该分析有关的部分规程内容。
表1工艺与操作要求
首先，基于FRAM的工艺规程进行建模
1、工艺活动的识别与描述
根据表1中的工序活动，共识别出15个子活动模块：F1:原材料复验、F2:测β转变温度、F3:棒材切割、F4:磨外圆、f5:超声波检验、F6:除油吹砂、F7:锻坯预热、F8:喷涂玻璃润滑剂、F9:烘干固化、F10:检验、F11:坯料加热、F12:镦粗头部、挤压叶身杆部、叶身杆部聚料、F13预锻、F14:企业管理、F15:操作规程。其中F14:企业管理、F15:操作规程在此作为背景功能。
按照FRAM中的功能六边形描述方法，从输入、输出、前提、资源、控制、及时间六个方面对以上各个功能进行描述。因为子活动模块F6操作相对比较重要，在此只展示了对F6的功能描述(见表2)。
表2 FRAM对F6的描述
| 功能名称 | F6除油吹砂 |
| 描述 | 通过吹砂对棒料表面进行除油清洁，为接下来的喷涂做准备 |
| 输入 | 暂无描述 |
| 输出 | 棒料表面清洁干净 |
| 前提 | 暂无描述 |
| 资源 | 吹砂机 |
| 控制 | 操作规程 |
| 时间 | 暂无描述 |
根据以上对各个活动的六方面的描述分析，建立活动间关联关系图，如图3，图中企业管理和操作规程是两项背景功能，下面的椭圆表示相应实例中每个功能具体的输出。
图3中，对角线上的每个小方框都代表一个工艺活动的输出，从上到下依次代表：F1：原材料复验、F2:测β转变温度、F3:棒材切割、F4:磨外圆、f5:超声波检验、F6:除油吹砂、F7:锻坯预热、F8:喷涂玻璃润滑剂、F9:烘干固化、F10:检验、F11:坯料加热、F12:镦粗头部、挤压叶身杆部、叶身杆部聚料、F13预锻，的输出。而相应的两条直线折角处表示上游活动输出对其下游活动的影响(一般充当下游活动的输入或前提)，即上下游两个工艺活动中，上游工艺活动输出完成对下游工艺活动输入或前提的影响，由于本工艺过程较为简单，各个活动依次执行，所以各活动的下游活动为分别其相邻下一个活动。
由上述的表达可以看出，对角线是一条直线，这说明，其中每一个活动对其他活动还有一种影响，没有活动需要进一步细化拆分。并且线的右侧没有内容，而且后续活动对前面的活动没有影响。
2、工艺活动变异以及变异耦合分析
按照上述活动变异分析的方法对这十二个活动在不同运行阶段可能出现的状态(包括正常运行状态以及偏离预期的运行状态)进行分析。
根据图3所示的各子活动模块间关联关系图，逐一分析上游活动作为下游活动的输入(前提、资源、控制、时间)时其相关变异会对下游活动造成的影响。这里只展示了对活动F6的变异以及耦合分析结果(具体见表3)。
表3 F6的工艺活动变异以及变异耦合分析
注：其中数字1、2、3分别表示该活动的第一种、第二种第三种变异，为了方便后续编程，该案例的变异分析里对每一个活动的变异都做了类似的数字表示。
3、模型形式化分析：发生路径识别
(1)FRAM模型的有限状态机规约
按照以上方法部分给出的FRAM模型有限状态机规约规则，对以上所建的FRAM模型进行形式化规约，得到的FSM模型如下表4：
表4 FSM规约后模型
(2)规约后模型的promela描述
用promela对以上的到的FSM模型进行描述，得到promela模型。表5展示了部分得到的promela模型，其中int表示对变量的定义为整形，sf1,sf2…..sf13分别代表十三个活动所处的状态(对FSM模型中有限状态的描述)，f1,f2…f13分别表示十三个活动的执行次数(起初都为0，到都为1的时候，跳出循环，见倒数第四行)，表中第七行表示F5执行之后,F6开始执行(从表中可以看出，F5为F6的输入)，第八到十二行表示，F6的状态可以随机的出现1、2或3，第十三行表示F6执行之后,F7开始执行，而如果这时F6的状态为3，那么F7的状态只能为2(对FSM模型中的状态转移函数的描述)。最后一行是约束条件，也就是就需要验证的属性。
表5规约后FSM模型的promela描述
在本案例中将预锻这一工序环节不允许产生锻造裂纹作为约束条件。用TLT表达式“ltl p0{！<>(sf13＝＝1)}”表示。
(4)SPIN的验证
将得到的promela模型和约束条件输入SPIN的界面开始验证，结果共得到81条反例。也就是说当前模型中有81条不期望事件发展路径(81中活动状态组合)可能导致预锻过程产生裂纹。下面对各条路径进行仿真，并识别各条路径中的关键活动。
发生路径仿真及关键活动识别
对每条发生路径进行仿真，结果可以看出81条路径中有单环节路径1条，多环节路径80条，其中涉及共振的耦合路径80条。下面从以上路径中选两个具有代表性的例子来展示说明。
(1)不期望事件发展路径1的仿真
针对路径1，由仿真结果看出，该条路径中F1、F2、F4、F6、F7、F8、F9、F10、F11、F12都正常完成，如图4所示，而F3出现了变异“2(冷却不彻底)”，同时F5也出现了变异“1(检验标准降低)”，这样两个变异发生共振耦合，导致了F13产生裂纹。
由此可以看出，F3与F5的变异共振耦合从而导致了不期望事件的发生，而这两个变异都是由两个活动内部的变化引起的，故在此条反例路径中F3、F5为关键活动。
(2)不期望事件发展路径2的仿真
针对路径2的仿真结果，由仿真结果看出，如图5所示，该条路径中F1、F2正常完成，F3出现了变异“(1)冷却方式不对”，F4正常完成，F5超声波检验正常完成(3)，成功地将F3导致的不合格材料剔除(共振后变异消减)。接下来F6正常完成，而F7出现了变异“(2)温度较低”导致了F8“(3)涂料流淌”的变异，接着F9出现了“干燥时间较短(1)”的变异，此时两者共振耦合发生了材料未晾干这一情况，而接着F10发生了“(1)跳过未执行”这一变异，导致了F11“涂层破坏(2)”的变异，最终导致了F13出现裂纹(1)。
其中，F3与F5发生耦合，消除了F3的变异，从而切断了该变异的传播，不会发生反例路径一的结果，根据以上方法部分的关键活动识别分析，该路径中关键活动为F7、F9以及F10。
4、规程缺陷识别及改进
针对第一条不期望事件发展路径的规程缺陷识别与改进
根据得到的发生路径中关键活动的变异，识别规程中存在的缺陷。第一条路径中的关键活动为F3和F5，F3出现的变异为“冷却不够”，F5的变异为“检验标准降低”。
规程中对F3的描述为“将棒材切成符合定尺长度的坯料，切割时必须进行冷却，防止切割面产生超温过烧”它只强调了必须进行冷却，没有具体说明冷却到什么程度，这样就会导致不同的操作者有不同的理解，在具体操作的时候就会出现不同的冷却程度进而出现冷却不够的变异。所以规程中存在对F3操作方式表述不明确的问题。
规程中对F5的描述为“超声波检验方法按照国军标GJB494A-2008的附录A的规定进行，坯料需要进行百分之百的超声波检验”，其中给出了具体的参照标准，但经过现场调研得知，在实际执行的时候很多情况下会出现更改检验标准的情况，当然大多数情况下不会出现什么问题，但也有一些情况是降低了检验标准会导致不合格的材料流向下游工序，对于这种情况规程里缺少相应要求以约束检验标准的更改。
下面从切断路径的角度出发(消除变异或抑制其变异幅度)，提出规程修改完善的意见。F3出现的变异为“冷却不够”，F5的变异为“检验标准降低”，这时两个变异耦合就会导致锻造裂纹的产生，所以这两个变异至少要消除或抑制一个。
对于F3的变异，我们可以通过对规程里活动的执行条件或操作环境添加限制，对相应的内容做一定的补充，从而来消除这种变异。例如将规程修改为“将棒材切成符合定尺长度的坯料，切割时必须进行冷却，防止切割面产生超温过烧，操作期间冷却效果必须达到XX度(根据工程需要来设定)以下”。
对于F5的变异，可以在规程里应增加相应要求以约束检验标准的更改，例如“检验标准更改的时候必须有完备的更改程序和批准手续”这样一定程度上可以抑制“更改标准，降低标准”这一变异。
针对第二条不期望事件发展路径的规程缺陷识别及修改
该路径中关键活动为F7、F9以及F10，F7的变异为“温度较低”F9的变异为“烘干时间较短”F10的变异为“跳过未执行”。
锻坯预热的温度较低会导致涂料流淌，从而延长干燥时间，一旦干燥时间未做更改或是较短的话就会导致涂层不能完全晾干，一旦没有检验到，就会导致在第十一步坯料加热的时候出现涂层破坏。由此看的出来，严格限制锻坯预热温度以及烘干时间至关重要，规程里对这两个功能执行时的温度和时间分别作了一定的要求，但是从分析来看(以上的分析情况是向一线操作人员了解到的实际中可能发生的)这里规程的内容与实际执行情况有一定的差异，涂层在特定温度状态下，需要的干燥时间不同，所以规程中存在与实际情况有差异的缺陷。
本案例中，我们对相关活动变异提出了控制措施，首先我们可以从不同温度涂层状态下所需要干燥时间的分析入手，制定合理的温度时间对应关系，从而保证涂层彻底的干燥，消除该条不期望事件发展路径。另外，我们也可以从消除F10的变异入手，F10为检验(对坯料表面涂层质量的检验)这里出现了“跳过未执行”的变异，之所以这样可能是操作人员由于工作负荷大或工作时间紧迫造成的有意或无意造成的，这时，我们可以在检验后面增加一个新的活动用来检验“检验”这个活动是否已经执行，例如增加一个“检验登记”的活动，这样就可以消除F10“跳过未执行”的这一变异。
5、有效性验证
根据改进后的规程重复以上建模分析的步骤(在此不做详细描述)，验证后得到的发生路径共有31条，相对于之前的81条路径，计算得出有效性Z＝-50/81,Z小于0，且绝对值较大，因此工艺规程的改进方案是有效的，并且有效程度较高。从结果可以看出这种对规程的修改和完善可以有效减少不期望事件发生的可能路径。也就是说解决规程本身设计不合理或表述不完整等问题，一定程度上可以提高规程的执行度，有效减少由于违反工艺规程导致的不期望事件的发生概率。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
①本发明能够对工艺规程进行建模，基于建模进行风险评价，并根据评价结果得到工艺规程改进方案。对工艺规程进行改进。
②本发明能够基于消除不期望事件发生路径的目的，从抑制或消除路径中关键工艺活动变异的角度提出工艺规程改进方案，通过改进方案消除工艺规程中存在的相关缺陷。
③本发明通过计算工艺规程改进方案的有效性Z，能够直观量化的对工艺规程的改进方案进行验证，能够避免无效的改进方案投入使用，使工艺规程仍存在相关缺陷。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种基于FRAM的工艺规程风险评价方法，其特征在于：其包括以下步骤：
S1、利用FRAM对工艺规程进行建模：确定工艺规程的活动子模块，对活动子模块进行变异以及变异的耦合分析，根据分析结果进行建模；
S2、建立基于FRAM的工艺规程风险评价方法：通过模型检测对所建模型进行分析，得到不期望事件的发生路径，根据路径中变异传播的方式识别路径中的关键工艺活动，根据关键工艺活动呈现的变异状态识别工艺规程中存在的相关缺陷；
S4、针对工艺规程中存在的相关缺陷提出工艺规程改进方案：基于消除发生路径的目的，从抑制或消除路径中关键工艺活动变异的角度提出工艺规程改进方案；
S5、对工艺规程改进方案进行验证：计算工艺规程改进方案的有效性Z，当工艺规程改进方案的有效性Z小于0时，判定为工艺规程改进方案有效，且绝对值越大表示改进越有效，相反则判定为改进方案无效，工艺规程改进方案的有效性Z的计算公式如下：
其中，A为改进后工艺规程不期望事件的发生路径的数量，A°为改进前工艺规程不期望事件的发生路径的数量。
2.根据权利要求1所述的基于FRAM的工艺规程风险评价方法，其特征在于：工艺规程改进方案包括工艺活动替换、工艺活动分隔细化、进一步全面具体化描述工艺活动以及增加必须的工艺活动。
3.根据权利要求1所述的基于FRAM的工艺规程风险评价方法，其特征在于：S1中利用FRAM对工艺规程进行建模具体包括：
S11、采用有限状态机进行规约，得到FSM模型；
S12、用promela对以上的到的FSM模型进行描述，得到promela模型；
S13、将得到的promela模型和约束条件输入SPIN的界面进行验证，得到多条不期望事件发生路径。
4.根据权利要求3所述的基于FRAM的工艺规程风险评价方法，其特征在于：S13还包括对各条发生路径进行仿真，并识别各条发生路径中的关键活动。
5.根据权利要求3所述的基于FRAM的工艺规程风险评价方法，其特征在于：S11中有限状态机模型表述为，FSM＝(Σ,F,Q,S0,Δ)，其中：
Σ是系统所有可能的输入集合；F是系统所有可能的输出集合；Q是系统所有可能的状态集合,其中，F∈S；S0是系统所有可能的初始状态集合，其中，S0∈S；Δ是状态转移函数集合，具体描述了系统状态之间的转换，Δ为Q×Σ→Q。
6.根据权利要求5所述的基于FRAM的工艺规程风险评价方法，其特征在于：FRAM中对活动子模块进行描述包括输入、输出、前提、资源、控制及时间。
7.根据权利要求4所述的基于FRAM的工艺规程风险评价方法，其特征在于：S5还包括对改进后工艺规程重复步骤S1-S4，识别改进后工艺规程不期望事件发生路径的数量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710048180.4A CN106803005B (zh) | 2017-01-20 | 2017-01-20 | 一种基于fram的工艺规程风险评价方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710048180.4A CN106803005B (zh) | 2017-01-20 | 2017-01-20 | 一种基于fram的工艺规程风险评价方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106803005A true CN106803005A (zh) | 2017-06-06 |
| CN106803005B CN106803005B (zh) | 2019-08-06 |
Family
ID=58988096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710048180.4A Expired - Fee Related CN106803005B (zh) | 2017-01-20 | 2017-01-20 | 一种基于fram的工艺规程风险评价方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106803005B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006077590A2 (en) * | 2005-01-19 | 2006-07-27 | Favoweb Ltd. | A system and method for bouncing failure analysis |
| CN103473274A (zh) * | 2013-08-22 | 2013-12-25 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种机加工三维工艺规程卡的构建方法 |
| CN104866731A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-08-26 | 南昌航空大学 | 面向小批量生产的潜在工艺失效模式挖掘方法 |
| CN105653764A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-06-08 | 中国南方电网有限责任公司 | 电网安全事故风险等级在线评估与预警方法 |
| CN105809572A (zh) * | 2016-03-01 | 2016-07-27 | 山东省水利勘测设计院 | 基于过程目标多影响因素的长距离输水系统安全评价方法 |
| CN106096834A (zh) * | 2016-06-02 | 2016-11-09 | 淮南师范学院 | 一种基于sem‑fsvm的煤矿安全管理风险评价方法 |
-
2017
- 2017-01-20 CN CN201710048180.4A patent/CN106803005B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006077590A2 (en) * | 2005-01-19 | 2006-07-27 | Favoweb Ltd. | A system and method for bouncing failure analysis |
| CN103473274A (zh) * | 2013-08-22 | 2013-12-25 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种机加工三维工艺规程卡的构建方法 |
| CN104866731A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-08-26 | 南昌航空大学 | 面向小批量生产的潜在工艺失效模式挖掘方法 |
| CN105653764A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-06-08 | 中国南方电网有限责任公司 | 电网安全事故风险等级在线评估与预警方法 |
| CN105809572A (zh) * | 2016-03-01 | 2016-07-27 | 山东省水利勘测设计院 | 基于过程目标多影响因素的长距离输水系统安全评价方法 |
| CN106096834A (zh) * | 2016-06-02 | 2016-11-09 | 淮南师范学院 | 一种基于sem‑fsvm的煤矿安全管理风险评价方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘晓东: "基于FDR的飞行安全定量评价模型FRAM-FD", 《电子科技大学学报》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106803005B (zh) | 2019-08-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2611239C2 (ru) | Прогноз операций технического обслуживания двигателя летательного аппарата | |
| Gupta | Beyond PDCA-A new process management model | |
| CN105488185B (zh) | 一种知识库的优化方法和装置 | |
| CN106125573B (zh) | 基于图形化模型的飞机前轮转弯控制盒设计方法 | |
| Joshi et al. | FMEA and alternatives v/s enhanced risk assessment mechanism | |
| CN110992204A (zh) | 基于大数据技术的应急柴油发电机组可靠性评价方法及系统 | |
| CN106469353A (zh) | 一种面向大数据的项目合作企业智慧筛选排序方法 | |
| CN113379293B (zh) | 一种批产飞机工程更改评估方法 | |
| CN110210171A (zh) | 一种数学模型验模工具 | |
| CN105138612B (zh) | 数据一致性差异原因的分析和定位的方法及系统 | |
| CN106803005A (zh) | 一种基于fram的工艺规程风险评价方法 | |
| Zhang et al. | Qualitative simulation model for software engineering process | |
| US20090182442A1 (en) | Framework for results interpretation and guided refinement of specifications for plc logic verification | |
| CN107885607B (zh) | 一种基于嵌入式系统软件多视图事故模型的建模方法 | |
| CN115510555A (zh) | 航空发动机试验的分析方法 | |
| CN104794010A (zh) | 一种系统内信息交互优化方法 | |
| CN111125634B (zh) | 基于质量方法的可靠性分析方法及系统 | |
| Bertolini et al. | Reliability design of industrial plants using Petri nets | |
| Wirabhuana et al. | Simulation and re-engineering of truck assembly line | |
| Friederich et al. | A Framework for Validating Data-Driven Discrete-Event Simulation Models of Cyber-Physical Production Systems | |
| CN113656970A (zh) | 一种航空发动机产品工艺提升方法、系统、设备及介质 | |
| Cole | Practical issues relating to statistical failure analysis of aero gas turbines | |
| CN113485940A (zh) | 一种基于参数抽象建模的组合测试用例生成方法 | |
| Digiesi et al. | A model to evaluate the Human Error Probability in inspection tasks of a production system | |
| CN112231062A (zh) | 一种用于可编程工业控制器的安全测试系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190806 Termination date: 20200120 |