CN115331859A - 用于核电站的设备可靠性管理方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于核电站的设备可靠性管理方法、装置及存储介质，该方法包括：对设备进行功能危险性分析，获取所述设备的目标故障状态；以所述目标故障状态为顶事件，建立所述设备的故障树模型；基于所述故障树模型，获取所述设备的关键部件及对应的故障机理；对所述故障机理按照全寿期阶段进行归类；基于归类结果，确定所述设备在所述全寿期阶段对应的可靠性管理策略，针对该故障机理，在对应的改善环节或工序制定对应的改善措施，提升设备的可靠性，解决设备的故障状态分析结果无法用于全寿期阶段的可靠性提升的问题。

Description

用于核电站的设备可靠性管理方法、装置及存储介质

技术领域

本申请涉及核电站设备管理领域，特别是涉及一种用于核电站的设备可靠性管理方法、装置及存储介质。

背景技术

核电设备是核电机组的管理单位，是核电机组安全稳定运行的基础。为保证核电机组的运行水平维持在相对理想的状态，支持各系统功能的实现，必须保证设备的可靠性和安全性。核电设备的可靠性不仅包括在设计、制造过程中赋予设备的内在可靠性，还需要考虑安装、操作、维修保障等方面的因素，是设备的固有可靠性和后天管理共同作用的结果。现有技术中，对于包括核电设备在内的复杂设备或系统，通常使用故障树分析(FTA)、功能危险性分析(FHA)等方法或工具评估设备的可靠性，以及对设备的各个功能模块和部件的故障模式进行定性分析和定量评估，以获取设备可能出现的故障状态与导致该故障状态的底层部件故障的原因分析。然而，基于FTA、FHA的设备可靠性分析和评估方法通常用于设备的初步设计或功能模块设计阶段，通过设计的手段避免可能发生的故障，或提高设备在设计阶段的可靠性，而无法对设备的制造、安装、运行、维护等全寿期阶段的可靠性提升发挥作用。

针对相关技术中存在的无法将核电设备的故障状态分析结果用于核电设备的全寿期阶段的可靠性提升的问题，目前还没有提出有效的解决方案。

发明内容

在本实施例中提供了一种用于核电站的设备全寿期可靠性管理方法、装置、计算机设备及存储介质，以解决相关技术中存在的无法将核电设备的故障状态分析结果用于核电设备的全寿期阶段的可靠性提升的问题。

第一个方面，在本实施例中提供了一种用于核电站的设备可靠性管理方法，所述方法包括：

对设备进行功能危险性分析，获取所述设备的目标故障状态；

以所述目标故障状态为顶事件，建立所述设备的故障树模型；

基于所述故障树模型，获取所述设备的关键部件及对应的故障机理；

对所述故障机理按照全寿期阶段进行归类；

基于归类结果，确定所述设备在所述全寿期阶段对应的可靠性管理策略。

在其中的一些实施例中，所述以所述目标故障状态为顶事件，建立所述设备的故障树模型包括：

基于预设的故障树层级与所述设备的硬件层级的对应关系，以所述设备为顶节点进行逐层分解，获取所述故障树模型的中间节点和底节点；

基于所述设备的目标故障状态，确定导致所述目标故障状态的中间节点和底节点的故障模式；

基于所述故障模式与所述目标故障状态的逻辑关系，确定所述顶节点、中间节点和底节点的连接方式。

在其中的一些实施例中，所述故障树模型的底节点对应所述设备的部件层，所述基于所述故障树模型，获取所述设备的关键部件及对应的故障机理包括：

基于所述故障树模型的底事件，获取所述设备的关键部件和对应的故障模式；

对所述故障模式进行分析，获取所述关键部件对应的故障机理。

在其中的一些实施例中，所述基于所述故障树模型的底事件，获取所述设备的关键部件和对应的故障模式包括：

获取所述故障树模型的最小割集；

确定所述最小割集中底事件的阶数；

基于预先设置的阶数阈值，获取阶数小于所述阶数阈值的目标底事件；

获取所述目标底事件对应的关键部件与故障模式。

在其中的一些实施例中，所述对所述设备进行功能危险性分析，获取所述设备的目标故障状态包括：

基于所述设备的功能，确定所述功能对应的故障状态和所述故障状态产生的后果；

基于所述后果的危险程度，将所述故障状态进行分类；

基于所述分类的结果，获取所述设备的目标故障状态。

在其中的一些实施例中，所述对所述故障机理按照全寿期阶段进行归类包括：

基于所述故障机理对应故障事件的发生时间，将所述故障机理归类到与所述发生时间对应的全寿期阶段；或

基于所述故障机理对应的检测方式，将所述故障机理归类到与所述检测方式对应的全寿期阶段。

在其中的一些实施例中，所述基于归类结果，确定所述设备在所述全寿期阶段对应的可靠性管理策略包括：

基于所述归类结果，确定所述故障机理对应的优化环节；

基于所述故障机理，制定所述优化环节的优化措施。

在其中的一些实施例中，所述基于所述故障机理，制定所述优化环节的优化措施包括：

确定所述优化环节的检测方式是否覆盖所述故障机理；

在所述检测方式未覆盖所述故障机理的情况下，针对所述故障机理建立对应的检测方式。

第二个方面，在本实施例中提供了一种用于核电站的设备可靠性管理装置，所述设备可靠性管理装置包括：

第一获取模块，用于对所述设备进行功能危险性分析，获取所述设备的目标故障状态；

建立模块，用于以所述目标故障状态为顶事件，建立所述设备的故障树模型；

第二获取模块，用于基于所述故障树模型，获取所述设备的关键部件及对应的故障机理；

归类模块，用于对所述故障机理按照全寿期阶段进行归类；

确定模块，用于基于归类结果，确定所述设备在所述全寿期阶段对应的可靠性管理策略。

第三个方面，在本实施例中提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一个方面所述的用于核电站的设备可靠性管理方法的步骤。

与相关技术相比，在本实施例中提供的用于核电站的设备可靠性管理方法，通过对设备进行功能危险性分析并获取设备的目标故障状态，根据故障后果的危险性识别该设备不可接受的故障状态；通过以该目标故障状态为顶事件，建立设备的故障树模型，确定导致该不可接受故障的底层故障模式以及各故障模式之间的逻辑关系；通过基于该故障树模型获取设备的关键部件及对应的故障机理，筛选出导致该不可接受故障发生的关键部件和对应的故障根本原因；通过对故障机理按照全寿期阶段进行归类，获取该故障机理对应的改善环节或工序；通过基于归类结果，确定设备在全寿期阶段对应的可靠性管理策略，针对该故障机理，在对应的改善环节或工序制定对应的改善措施，提升设备的可靠性，解决设备的故障状态分析结果无法用于全寿期阶段的可靠性提升的问题。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请实施例的用于核电站的设备可靠性管理方法的硬件框图；

图2是本申请实施例的用于核电站的设备可靠性管理方法的流程图；

图3是本申请实施例的以目标故障状态为顶事件建立故障树模型的流程图；

图4是本申请实施例的获取设备的关键部件和对应的故障模式流程图；

图5是本申请优选实施例的用于核电站的设备可靠性管理方法的流程图；

图6是本申请实施例的用于核电站的设备可靠性管理装置的结构框图。

具体实施方式

为更清楚地理解本申请的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例，对本申请进行了描述和说明。

除另作定义外，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应具有本申请所属技术领域具备一般技能的人所理解的一般含义。在本申请中的“一”、“一个”、“一种”、“该”、“这些”等类似的词并不表示数量上的限制，它们可以是单数或者复数。在本申请中所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变体，其目的是涵盖不排他的包含；例如，包含一系列步骤或模块(单元)的过程、方法和系统、产品或设备并未限定于列出的步骤或模块(单元)，而可包括未列出的步骤或模块(单元)，或者可包括这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或模块(单元)。在本申请中所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并不限定于物理的或机械连接，而可以包括电气连接，无论是直接连接还是间接连接。在本申请中所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。通常情况下，字符“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系。在本申请中所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等，只是对相似对象进行区分，并不代表针对对象的特定排序。

在本实施例中提供的方法实施例可以在终端、计算机、服务器或者类似的运算装置中执行。比如在计算机上运行，图1是一个实施例中执行用于核电站的设备可靠性管理方法的计算机的硬件结构框图。如图1所示，计算机可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102和用于存储数据的存储器104，其中，处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置。上述计算机还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述计算机的结构造成限制。例如，计算机还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示出的不同配置。

存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如在本实施例中的设备可靠性管理方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络包括计算机的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(NetworkInterface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

在本实施例中提供了一种设备可靠性管理方法，图2是本申请实施例的用于核电站的设备可靠性管理方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S201，对设备进行功能危险性分析，获取设备的目标故障状态。

核电设备发生故障，可能会对人员、设备和环境产生严重后果，功能危险性分析可以用于对核电设备的各种故障状态进行危险性评估。不同类型的核电设备的功能不同，例如核反应堆压力设备、热交换设备、供电设备等。不同的核电设备可以具备不同的核心功能和附加功能，基于该设备的已有功能，评估当该功能发生异常(功能异常可以包括功能完全丧失、部分丧失、运行异常等类型)时，对设备、人员和环境等造成的危害和影响。

功能危险性分析可以通过对功能的故障状态和对应的危害性进行打分或评级，来评估和对比不同功能发生异常产生的影响。其中，对于评估后认为无法接受的危害和影响，可以将对应的故障状态作为目标故障状态，通过针对性的可靠性优化和改进避免该故障状态的发生。

步骤S202，以该目标故障状态为顶事件，建立设备的故障树模型。

设备通常由功能单元和更底层的部件构成，这些功能单元和部件共同作用实现设备的功能，因此各功能单元和部件之间存在连接和逻辑关系。通过这些连接和逻辑关系，可以分析得到在底层的哪些功能单元和部件出现何种故障模式的情况下，能够触发设备处于目标故障状态，以及这些功能单元和部件的故障模式之间存在怎样的逻辑关系。以功能单元和部件作为故障树模型的节点，以逻辑关系为连接建立设备的故障树模型。

步骤S203，基于该故障树模型，获取设备的关键部件及对应的故障机理。

关键部件可以是故障树模型中能够单独或与其他部件、功能单元共同导致目标故障状态发生的部件。故障机理是该关键部件发生能够导致目标故障状态发生的故障模式的原因。例如，ARE调节阀为关键部件，导致目标故障状态发生的故障模式为“ARE调节阀渗漏”，对应的故障机理是调节阀密封圈老化。

步骤S204，对故障机理按照全寿期阶段进行归类。

全寿期阶段可以包括设备的设计、制造、安装、运行、维修等阶段，在不同的阶段，对设备的操作均会对其可靠性产生影响。例如，在设计阶段由于选用了型号不合适的部件，设备可靠性下降；在维修阶段由于对损坏的部件进行更换以使可靠性上升等。将导致目标故障状态发生的部件的故障机理按照全寿期阶段进行归类，可以在该全寿期阶段克服或避免该故障机理导致的故障发生。

步骤S205，基于归类结果，确定设备在全寿期阶段对应的可靠性管理策略。

不同的全寿期阶段对设备可靠性产生影响的方式不同。例如在设计阶段，采用不同的设计方案、选择不同的部件型号等会对设备可靠性产生影响；在制造阶段，部件采购环节、生产制造环节以及验收测试环节等会对设备可靠性产生影响；在运行阶段，设备的运行时间、运行环境和人员操作等也会对设备可靠性产生影响。因此，在不同的全寿期阶段，针对归类到该阶段的故障机理，采用针对性的可靠性管理策略避免该故障机理导致的故障模式，提升该阶段的设备可靠性。

通过上述步骤S201～S205，本实施例通过对设备进行功能危险性分析并获取设备的目标故障状态，根据故障后果的危险性识别该设备不可接受的故障状态；通过以该目标故障状态为顶事件，建立设备的故障树模型，确定导致该不可接受故障的底层故障模式以及各故障模式之间的逻辑关系；通过基于该故障树模型获取设备的关键部件及对应的故障机理，筛选出导致该不可接受故障发生的关键部件和对应的故障根本原因；通过对故障机理按照全寿期阶段进行归类，获取该故障机理对应的改善环节或工序；通过基于归类结果，确定设备在全寿期阶段对应的可靠性管理策略，针对该故障机理，在对应的改善环节或工序制定对应的改善措施，提升设备的可靠性，解决设备的故障状态分析结果无法用于全寿期阶段的可靠性提升的问题。

在其中的一些实施例中，图3是本实施例的以目标故障状态为顶事件建立设备的故障树模型的流程图，如图3所示，该流程包括如下步骤：

步骤S301，基于预设的故障树层级与设备的硬件层级的对应关系，以设备为顶节点进行逐层分解，获取故障树模型的中间节点和底节点。

故障树是用于描述顶事件发生原因的自顶向下的逻辑因果关系图，包括事件和连接关系。在本实施例中，事件包括节点和该节点的故障模式，连接关系用于描述各事件之间的逻辑关系。

在步骤S301中，按照设备的硬件层级搭建故障树模型，即建立节点。通常硬件层级可以包括设备层、功能单元层和部件层，其中功能单元层还可以细分为子单元、模块、组件等。可以预先设置故障树模型的顶节点对应设备层，底节点对应部件层，中间节点对应功能单元层。根据该对应关系对设备的硬件结构进行逐层分解，获取对应层级中的各中间节点和底节点。

步骤S302，基于设备的目标故障状态，确定导致目标故障状态的中间节点和底节点的故障模式。

目标故障状态表明设备的某个功能出现异常，根据实现该功能的具体功能单元和部件，找到对应的中间节点和底节点；根据该功能单元和部件对于该功能的实现方式，确定触发该目标故障状态的故障模式。节点与故障模式共同构成故障树模型的事件。例如，核反应堆设备包括蒸汽发生器功能单元，蒸汽发生器功能单元包括ARE调节阀部件。当核反应堆跳堆为目标故障状态时，导致该目标故障状态发生的一种功能单元故障模式为蒸汽发生器水位异常。而导致蒸汽发生器水位异常的一种部件故障模式为ARE调节阀失灵，因此“ARE调节阀失灵”为该故障树模型的一个底事件。

步骤S303，基于该故障模式与目标故障状态的逻辑关系，确定顶节点、中间节点和底节点的连接方式。

在导致目标故障状态的中间节点和底节点的故障模式中，有些节点的故障模式发生必然导致目标故障状态发生，有些节点的故障模式还需要其他节点同时发生故障才会导致目标故障状态发生。节点之间不同的逻辑关系可以用对应的逻辑符号表示。例如，ARE调节阀失灵这一故障模式的发生必然导致目标故障状态发生，因此该部件与该功能单元之间，以及该功能单元与目标故障状态之间可以通过“或门”逻辑符号连接。

通过上述步骤S301～S303，本实施例通过以设备为顶节点对设备硬件结构进行逐层分解，获取故障树模型的中间节点和底节点，建立故障树的整体层级结构；通过基于设备的目标故障状态，确定导致目标故障状态的中间节点和底节点的故障模式，通过目标功能分解和故障状态分析获取故障树各节点的故障模式，获取故障树的事件；基于该故障模式与目标故障状态的逻辑关系，确定顶节点、中间节点和底节点的连接方式，获取故障树各事件的逻辑连接，为后续通过故障树模型进行关键部件的筛选提供实现基础。

在其中的一些实施例中，涉及基于故障树模型获取设备的关键部件及对应的故障机理的具体流程。该流程包括如下步骤：

步骤S11，基于故障树模型的底事件，获取设备的关键部件和对应的故障模式。

故障树模型的底事件包括底节点和该底节点对应的故障模式。本实施例中的底节点为部件层，即设备可管理的最小单位。可以将部件层中能够导致目标故障状态发生的部件作为关键部件，并获取该部件对应的故障模式。关键部件可以是能够单独导致目标故障状态发生的部件，也可以包括与其他部件、功能单元共同作用导致目标故障状态发生的部件。从目标故障状态的发生概率来看，能够单独导致目标故障状态发生的部件重要程度更高。

步骤S12，对故障模式进行分析，获取关键部件对应的故障机理。

故障模式是故障的状态或现象的描述，例如“齿轮箱紧固螺钉松脱”，而故障机理是该部件发生该故障模式的深层原因，例如“齿轮箱在震动环境下长期运行”和“螺钉拧紧力矩不足”等。

通过上述步骤S11～S12，本实施例通过基于故障树模型的底事件，获取设备的关键部件和对应的故障模式，获取导致目标故障状态发生的关键部件和故障模式清单；通过对故障模式进行分析，获取关键部件对应的故障机理，找到与故障模式对应的深层故障原因，从部件的工作原理层面避免该故障模式的发生，提升设备的可靠性。

在其中的一些实施例中，图4是本实施例的基于故障树模型的底事件获取设备的关键部件和对应的故障模式的流程图，如图4所示，该流程包括如下步骤：

步骤S401，获取故障树模型的最小割集。

假设故障树模型中包括N个底事件，其中C∈N为某些底事件的集合。当C中的所有底事件发生时，顶事件必然发生，则C为故障树的1个割集。如果C中去掉任意1个底事件后就不再是割集，则C为最小割集。即最小割集是导致目标故障状态发生的最少底事件的集合。例如，步骤S302中，“ARE调节阀失灵”是导致“核反应堆跳堆”的一个最小割集。最小割集对降低设备的目标故障状态发生概率具有重要意义。

步骤S402，确定该最小割集中底事件的阶数。

如果一个最小割集中只包含一个底事件，则该底事件为一阶底事件，即单个底事件即可导致目标故障状态发生。底事件的阶数为包含该底事件的最小割集中元素的数量。当一个底事件存在于多个最小割集中时，选择阶数最小的为该底事件的阶数。

步骤S403，基于预先设置的阶数阈值，获取阶数小于阶数阈值的目标底事件。

底事件的阶数越小，对于顶事件的重要度越高。例如当底事件阶数为1时，则该底事件单独发生即可导致顶事件发生，是必须避免出现的情况。如果阶数阈值设为2，则只获取阶数为1的底事件为目标底事件，而对于阶数为2或更大的底事件，需要2个或更多的部件出现对应的故障模式才会导致顶事件发生，概率较小，在资源有限的情况下可以不进行进一步分析。

步骤S404，获取目标底事件对应的关键部件与故障模式。

通过上述步骤S401～S404，本实施例通过获取故障树模型的最小割集并确定该最小割集中底事件的阶数，获取不同底事件与目标故障状态的逻辑关系；通过获取阶数小于阶数阈值的目标底事件，对底事件基于重要度进行筛选；通过获取目标底事件对应的关键部件与故障模式获取对应的部件和故障模式，以进行对应的故障机理分析并制定对应的优化措施。

在其中的一些实施例中，涉及对设备进行功能危险性分析并获取设备的目标故障状态的具体流程。该流程包括如下步骤：

步骤S21，基于设备的功能，确定功能对应的故障状态和故障状态产生的后果；

步骤S22，基于后果的危险程度，将故障状态进行分类；

步骤S23，基于分类的结果，获取设备的目标故障状态。

将设备的功能、对应的故障状态和产生的后果列入功能危险性分析表，可以通过打分的方式对不同的故障状态产生的后果进行危险性的评估和分类。分类的标准可以是对人员、环境和设备的影响。例如，可以将故障状态导致的后果分为灾难性、危险、重大和轻微等级别。根据评估和分类结果，将后果无法接受的一个或多个级别对应的故障状态作为目标故障状态。

通过上述步骤S21～S23，本实施例通过基于设备的功能，确定功能对应的故障状态和故障状态产生的后果，全面罗列设备的各种故障状态，避免产生遗漏；通过基于后果的危险程度，将故障状态进行分类，从危险性后果的角度对各种故障状态进行较客观的评估；通过基于分类的结果，获取设备的目标故障状态，选择无法接受的后果对应的级别进行故障树分析，并提升对应部件的可靠性。

在其中的一些实施例中，对故障机理按照全寿期阶段进行归类的方法包括：

基于故障机理对应故障事件的发生时间，将故障机理归类到与该发生时间对应的全寿期阶段。

故障机理是指关键部件对应的故障模式的根本原因，该根本原因可以是在某个全寿期阶段对设备的某个功能单元或部件进行的操作引入了该故障机理，并导致了对应的故障模式发生。例如，与故障模式“齿轮箱紧固螺钉松脱”对应的一个故障机理为“螺钉拧紧力矩不足”，则说明在制造阶段的齿轮箱组装环节存在不规范操作，需要对该环节的操作规程或检测规范进行优化。因此，可以根据该故障机理追溯到引入该故障机理的全寿期阶段，并对该全寿期阶段的操作进行优化和改善，以避免引入该故障机理，进而避免对应故障模式的发生，提升设备的可靠性。

在另外的一些实施例中，对故障机理按照全寿期阶段进行归类的方法还可以包括：

基于故障机理对应的检测方式，将故障机理归类到与该检测方式对应的全寿期阶段。

除了上述根据故障机理的引入阶段进行归类以外，还可以根据故障机理的检测方式进行归类。例如导致“齿轮箱紧固螺钉松脱”的故障机理“齿轮箱在震动环境下长期运行”，该故障机理在设备的运行阶段引入，但由于客观原因无法通过消除震动环境来避免，而是通过定时对螺钉进行紧固功能检测来进行可靠性的优化。基于该检测方式，可以将故障机理归入该螺钉紧固功能检测对应的维修阶段，通过对维修阶段的螺钉定时检测操作进行优化，避免“齿轮箱紧固螺钉松脱”这一故障模式的发生，提升设备的可靠性。

在其中的一些实施例中，涉及基于归类结果，确定设备在全寿期阶段对应的可靠性管理策略的具体流程，该流程包括如下步骤：

S31，基于归类结果，确定故障机理对应的优化环节；

S32，基于故障机理，制定该优化环节的优化措施。

不同的全寿期阶段包括不同的操作环节。例如，设计阶段可以包括总体方案设计、详细设计、部件选型等环节，制造阶段可以包括部件采购、部件生产、单元组装及生产测试等环节，安装阶段可以包括环境准备、安装操作、验收测试等环节。可以根据故障机理的引入操作或检测方式，确定对应的优化环节和优化措施。

通过上述步骤S31～S32，本实施例通过基于归类结果，确定故障机理对应的优化环节，并制定该优化环节的优化措施，对该故障机理执行针对性的优化操作，避免引入或减少引入该故障机理的概率，进而避免关键部件发生对应的故障模式，导致设备发生目标故障事件，避免产生严重后果。

在其中的一些实施例中，涉及基于故障机理制定优化环节的优化措施的具体流程，该流程包括如下步骤：

S41，确定优化环节的检测方式是否覆盖故障机理；

S42，在检测方式未覆盖故障机理的情况下，针对该故障机理建立对应的检测方式。

在根据故障机理的检测方式进行全寿期阶段的归类和优化环节的确定之后，应确定该优化环节是否包括该故障机理的检测内容。例如对于故障机理“齿轮箱在震动环境下长期运行”，将其归类到维修阶段的检测规范制定环节，并确定该环节的检测规范是否包括齿轮箱螺钉的紧固功能检测的内容。如果已包括，则在后续执行环节按照规范执行即可覆盖该故障机理；如果未包括，则在检测规范中增加齿轮箱螺钉的紧固功能检测内容，以避免该故障机理导致的关键部件故障模式。

通过上述步骤S41～S42，本实施例通过确定优化环节的检测方式是否覆盖故障机理，并在检测方式未覆盖故障机理的情况下，针对该故障机理建立对应的检测方式，避免该故障机理对应的故障模式发生，触发设备的目标故障状态。

下面通过优选实施例对本实施例进行描述和说明。

图5是本优选实施例的用于核电站的设备可靠性管理方法的流程图。如图5所示，该流程包括如下步骤：

S501，基于设备的功能，确定功能对应的故障状态和故障状态产生的后果；

S502，基于后果的危险程度，将故障状态进行分类；

S503，基于分类的结果，获取设备的目标故障状态；

S504，基于预设的故障树层级与设备的硬件层级的对应关系，以设备为顶节点进行逐层分解，获取故障树模型的中间节点和底节点；

S505，基于设备的目标故障状态，确定导致目标故障状态的中间节点和底节点的故障模式；

S506，基于故障模式与目标故障状态的逻辑关系，确定顶节点、中间节点和底节点的连接方式；

S507，获取故障树模型的最小割集；

S508，确定最小割集中底事件的阶数；

S509，基于预先设置的阶数阈值，获取阶数小于阶数阈值的目标底事件；

S510，获取目标底事件对应的关键部件与故障模式；

S511，对故障模式进行分析，获取关键部件对应的故障机理；

S512，基于故障机理对应故障事件的发生时间，将故障机理归类到与发生时间对应的全寿期阶段；或基于故障机理对应的检测方式，将故障机理归类到与检测方式对应的全寿期阶段；

例如对关键部件故障机理按照设计、制造、安装、维修、运行等全寿期阶段进行归类。

S513，基于归类结果，确定故障机理对应的优化环节；

例如“齿轮箱在震动环境下长期运行”和“螺钉拧紧力矩不够”故障机理可以分别归类为维修阶段的“维修策略制定”和“维修工艺操作”两个环节。

S514，基于故障机理，制定优化环节的优化措施。

例如，如果部件的故障机理归类为“设计选型”环节，说明该部件故障模式对应的故障机理是设计选型不合理，需要从“设计选型”方面进行有针对性管理，可以通过设计变更采用更合理的设计，或者更换实现同功能的部件型号，从固有可靠性提升角度避免部件同类故障模式产生，进而避免设备故障导致不可接受的后果。

如果部件的故障机理归类为“制造质量”环节，说明该部件故障模式对应的故障机理是制造质量不合格，需要从“制造质量”方面进行针对性管理，可以从严格执行和完善采购技术规范、开展重要设备监造、加强备件采购和验收管理等角度出发，保障设备部件的制造质量，从固有可靠性提升角度避免部件同类故障模式产生，进而避免设备故障导致不可接受的后果。

如果部件的故障机理归类为“安装工艺”环节，说明该部件故障模式的故障机理是安装工艺不合格，需要从“安装工艺”方面进行针对性管理，在工程安装阶段，严格执行现场安装管理、加强安装人员的技能保障、对工程验收进行严格把控等，避免由于安装问题导致部件故障进而引发设备故障概率的上升。

如果部件的故障机理归类为“维修工艺”环节，说明该部件故障模式产生的原因是因为维修工艺不合格，需要从“维修工艺”方面进行针对性管理，需要对维修人员加强技能培训，对维修工作过程加强监督和管理，通过识别维修关键点、细化维修程序等方式确保维修工艺满足设备运行要求，避免由于维修工艺原因导致部件失效进而引发设备故障。

如果部件的故障机理归类为“维修策略”环节，说明该部件故障模式产生的原因是因为维修策略不合理，需分析现有的维修策略是否能够有效管理该部件的故障模式，如果没有，需要制定预测或预防性维修策略，保障该部件故障模式得到有效管理，避免该故障模式发生进而引发设备不可接受的故障后果。

如果部件的故障机理归类为“运行操作”环节，说明该部件故障模式产生的原因是因为运行操作不合理导致，需要从运行操作方面进行针对性的管理，例如，对关键敏感设备设定标识，对重要设备的运行频度进行合理控制等等。

通过上述步骤S501至S514，根据故障后果的危险性识别该设备不可接受的故障状态作为目标故障状态；基于设备硬件层级和各节点的故障模式与目标故障状态之间的逻辑关系建立故障树模型；根据故障树模型的最小割集，基于阶数阈值筛选出导致该目标故障状态发生的关键部件和对应的故障模式；根据故障模式分析故障机理，将故障机理按照对应的全寿期阶段进行归类，并确定改善环节或工序；针对该故障机理，在对应的改善环节或工序制定对应的改善措施，提升设备的可靠性，解决设备的故障状态分析结果无法用于全寿期阶段的可靠性提升的问题。

需要说明的是，在上述流程中或者附图的流程图中示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

在一些实施例中，本申请还提供了一种用于核电站的设备可靠性管理装置，该设备可靠性管理装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。以下所使用的术语“模块”、“单元”、“子单元”等可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。

在一些实施例中，图6是本实施例的用于核电站的设备可靠性管理装置的结构框图，如图6所示，该装置包括：

第一获取模块61，用于对设备进行功能危险性分析，获取设备的目标故障状态；

建立模块62，用于以目标故障状态为顶事件，建立设备的故障树模型；

第二获取模块63，用于基于故障树模型，获取设备的关键部件及对应的故障机理；

归类模块64，用于对故障机理按照全寿期阶段进行归类；

确定模块65，用于基于归类结果，确定设备在全寿期阶段对应的可靠性管理策略。

本实施例中的用于核电站的设备可靠性管理装置，通过第一获取模块61对设备进行功能危险性分析并获取设备的目标故障状态，根据故障后果的危险性识别该设备不可接受的故障状态；通过建立模块62以该目标故障状态为顶事件，建立设备的故障树模型，确定导致该不可接受故障的底层故障模式以及各故障模式之间的逻辑关系；通过第二获取模块63基于该故障树模型获取设备的关键部件及对应的故障机理，获取导致该不可接受故障发生的关键部件和对应的故障根本原因；通过归类模块64对故障机理按照全寿期阶段进行归类，获取该故障机理对应的改善环节或工序；通过确定模块65基于归类结果，确定设备在全寿期阶段对应的可靠性管理策略，针对该故障机理，在对应的改善环节或工序制定对应的改善措施，提升设备的可靠性，解决设备的故障状态分析结果无法用于全寿期阶段的可靠性提升的问题。

在其中的一些实施例中，建立模块包括第一获取子模块、第一确定子模块和第二确定子模块。第一获取子模块用于基于预设的故障树层级与设备的硬件层级的对应关系，以设备为顶节点进行逐层分解，获取故障树模型的中间节点和底节点；第一确定子模块用于基于设备的目标故障状态，确定导致目标故障状态的中间节点和底节点的故障模式；第二确定子模块用于基于故障模式与目标故障状态的逻辑关系，确定顶节点、中间节点和底节点的连接方式。

本实施例中提供的用于核电站的设备可靠性管理装置，通过第一获取子模块以设备为顶节点对设备硬件结构进行逐层分解，获取故障树模型的中间节点和底节点，建立故障树的整体层级结构；通过第一确定子模块基于设备的目标故障状态，确定导致目标故障状态的中间节点和底节点的故障模式，通过目标功能分解和故障状态分析获取故障树各节点的故障模式，获取故障树的事件；通过第二确定子模块基于该故障模式与目标故障状态的逻辑关系，确定顶节点、中间节点和底节点的连接方式，获取故障树各事件的逻辑连接，为后续通过故障树模型进行关键部件的筛选提供实现基础。

在其中的一些实施例中，第二获取模块包括第二获取子模块和第三获取子模块。第二获取子模块用于基于故障树模型的底事件，获取设备的关键部件和对应的故障模式；第三获取子模块用于对故障模式进行分析，获取关键部件对应的故障机理。

本实施例中提供的用于核电站的设备可靠性管理装置，通过第二获取子模块基于故障树模型的底事件，获取设备的关键部件和对应的故障模式，获取导致目标故障状态发生的关键部件和故障模式清单；通过第三获取子模块对故障模式进行分析，获取关键部件对应的故障机理，找到与故障模式对应的深层故障原因，从部件的工作原理层面避免该故障模式的发生，提升设备的可靠性。

此外，结合上述实施例中提供的用于核电站的设备可靠性管理方法，在本实施例中还可以提供一种存储介质来实现。该存储介质上存储有计算机程序；该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种用于核电站的设备可靠性管理方法。

需要说明的是，在本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，在本实施例中不再赘述。

应该明白的是，这里描述的具体实施例只是用来解释这个应用，而不是用来对它进行限定。根据本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在不进行创造性劳动的情况下得到的所有其它实施例，均属本申请保护范围。

显然，附图只是本申请的一些例子或实施例，对本领域的普通技术人员来说，也可以根据这些附图将本申请适用于其他类似情况，但无需付出创造性劳动。另外，可以理解的是，尽管在此开发过程中所做的工作可能是复杂和漫长的，但是，对于本领域的普通技术人员来说，根据本申请披露的技术内容进行的某些设计、制造或生产等更改仅是常规的技术手段，不应被视为本申请公开的内容不足。

“实施例”一词在本申请中指的是结合实施例描述的具体特征、结构或特性可以包括在本申请的至少一个实施例中。该短语出现在说明书中的各个位置并不一定意味着相同的实施例，也不意味着与其它实施例相互排斥而具有独立性或可供选择。本领域的普通技术人员能够清楚或隐含地理解的是，本申请中描述的实施例在没有冲突的情况下，可以与其它实施例结合。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于核电站的设备可靠性管理方法，其特征在于，所述方法包括：

对设备进行功能危险性分析，获取所述设备的目标故障状态；

以所述目标故障状态为顶事件，建立所述设备的故障树模型；

基于所述故障树模型，获取所述设备的关键部件及对应的故障机理；

对所述故障机理按照全寿期阶段进行归类；

基于归类结果，确定所述设备在所述全寿期阶段对应的可靠性管理策略。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述目标故障状态为顶事件，建立所述设备的故障树模型包括：

基于预设的故障树层级与所述设备的硬件层级的对应关系，以所述设备为顶节点进行逐层分解，获取所述故障树模型的中间节点和底节点；

基于所述设备的目标故障状态，确定导致所述目标故障状态的中间节点和底节点的故障模式；

基于所述故障模式与所述目标故障状态的逻辑关系，确定所述顶节点、中间节点和底节点的连接方式。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述故障树模型的底节点对应所述设备的部件层，所述基于所述故障树模型，获取所述设备的关键部件及对应的故障机理包括：

基于所述故障树模型的底事件，获取所述设备的关键部件和对应的故障模式；

对所述故障模式进行分析，获取所述关键部件对应的故障机理。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述故障树模型的底事件，获取所述设备的关键部件和对应的故障模式包括：

获取所述故障树模型的最小割集；

确定所述最小割集中底事件的阶数；

基于预先设置的阶数阈值，获取阶数小于所述阶数阈值的目标底事件；

获取所述目标底事件对应的关键部件与故障模式。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述设备进行功能危险性分析，获取所述设备的目标故障状态包括：

基于所述设备的功能，确定所述功能对应的故障状态和所述故障状态产生的后果；

基于所述后果的危险程度，将所述故障状态进行分类；

基于所述分类的结果，获取所述设备的目标故障状态。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述故障机理按照全寿期阶段进行归类包括：

基于所述故障机理对应故障事件的发生时间，将所述故障机理归类到与所述发生时间对应的全寿期阶段；或

基于所述故障机理对应的检测方式，将所述故障机理归类到与所述检测方式对应的全寿期阶段。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于归类结果，确定所述设备在所述全寿期阶段对应的可靠性管理策略包括：

基于所述归类结果，确定所述故障机理对应的优化环节；

基于所述故障机理，制定所述优化环节的优化措施。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述故障机理，制定所述优化环节的优化措施包括：

确定所述优化环节的检测方式是否覆盖所述故障机理；

在所述检测方式未覆盖所述故障机理的情况下，针对所述故障机理建立对应的检测方式。

9.一种用于核电站的设备可靠性管理装置，其特征在于，所述设备可靠性管理装置包括：

第一获取模块，用于对所述设备进行功能危险性分析，获取所述设备的目标故障状态；

建立模块，用于以所述目标故障状态为顶事件，建立所述设备的故障树模型；

第二获取模块，用于基于所述故障树模型，获取所述设备的关键部件及对应的故障机理；

归类模块，用于对所述故障机理按照全寿期阶段进行归类；

确定模块，用于基于归类结果，确定所述设备在所述全寿期阶段对应的可靠性管理策略。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的用于核电站的设备可靠性管理方法的步骤。

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