轨道交通RAMS工程：故障数据判定与记录指南

故障数据是可靠性数据中的重要部分，它是对产品故障时状况的描写，如故障发生时产品的工作时间，发生故障的现象及原因，故障后对产品及其上属系统造成的影响等。

1.故障及关联故障

按GJB451的定义，故障即产品或产品的一部分不能或将不能完成预定功能的事件或状态。产品不能完成规定的功能表现在：在规定的条件下工作，它的一个或几个性能参数不能保持在要求的上下限之间；其结构部分、组件、元件等，在工作条件下破损、断裂、丧失完成功能的能力。产品所需完成的功能，根据产品应用的场合，规定的工作条件，以及技术条件预先规定。同种产品用于不同的场合，完成功能的标准可能不同，如军用和民用，军用不合格时，民用可能是合格的。对于非电产品故障判据往往不明确，如过度磨损、轴承运转声音嘈杂等，许多故障不得不由主观判断，确定其故障判据较困难，但有些故障仍可规定一定的界限，如噪声、渗漏率等。

故障判据一旦明确，即可根据此判据判定产品故障；所谓判据即是故障的界限，超过此界限就是故障。预期会在现场使用中出现的产品故障为关联故障。与此相反，非关联故障指已经证实是未按规定的条件使用而引起的故障，或已经证实仅属某项将不采用的设计所引起的故障。

在动车组的外门系统故障中，关联故障所占比例很大。这点从表6-1的统计中可以看出。

表6-1 门系统故障比率

在产品可靠性分析中，凡被判定为非关联故障的故障，应不计为故障。例如某厂在进行供氧系统的可靠性试验中，取4套产品进行6782h试验，其中试验过程中共出故障30次，经FRACAS进行纠正后证明有效故障22次，共13种模式，尚余关联故障8次。表6-2记录了供氧系统故障与关联故障，则可靠性评估取8次关联故障进行。(www.xing528.com)

表6-2 供氧系统故障与关联故障记录

在收集故障数据时，首先根据故障判别标准确定产品是否发生故障，进一步再判别其是否为关联故障。从非关联故障的定义还可以看出，从属故障、误用及人为因素、非使用条件下使用等引起的故障等都属非关联故障。当然在对故障数据进行剔除时，应根据产品当时的物理背景进行分析，不能胡乱接受，也不能一律舍弃，尤其是对新产品，只要它正确地反映事实，那它就可能成为发现早期产品缺陷的重要途径。

2.故障模式及失效机理

（1）故障模式 故障模式是故障表现形式。在可靠性试验或现场使用中，产品的故障模式是最基本的故障数据，由此分析故障产生的原因，进而寻找薄弱部分，改进产品的可靠性；在产品研制阶段，故障模式的分析是故障模式、影响及危害度分析FMECA（Failure Mode Effect and Criticality Analysis）工作的基础，因此，有必要弄清列车系统或产品在各功能级上的全部故障模式。典型的故障模式有：工作中断、工作时断时续、工作性能下降、提前或滞后接通等。对于列车产品具体系统，其故障模式的记录应更具体一些。

（2）失效机理 失效机理是引起故障的物理、化学和材料特性等变化的内在原因。它与故障模式的根本区别是：故障模式是故障的外在表现，即能观察（包括检测）到的不正常现象，而失效机理则是引起这些现象的内在原因。对于作为故障模式的疲劳、磨损、腐蚀和作为失效机理的疲劳、磨损、腐蚀，在说法上虽然是相同，但其概念是不同的，如产品材料表面出现黑斑、坑点，就是腐蚀现象，其故障模式应为腐蚀，但腐蚀的机理还有温度等其他原因，所以其失效机理不能概而论之为腐蚀。

收集现场产品故障原因数据，将有助于对失效机理的分析和验证，这也是深入进行故障分析的基础。