FRACAS在數(shù)字化儀控平臺研發(fā)過程中的應用

劉明星　許標　彭勇　韓文興　王明星

【摘 要】本文闡述了FRACAS的優(yōu)點及其重要性，簡要敘述了在FRACAS實施過程中故障報告、故障分析、糾正措施及驗證、故障閉環(huán)的程序及FRACAS流程。并闡述了數(shù)字化儀控平臺研發(fā)過程中建立FRACAS的必要性，在該平臺實施FRACAS管理體系后，不僅使產(chǎn)品的質量以及可靠性得到了有效的提高，也為后續(xù)相關的研發(fā)改進提供了輔助的參考依據(jù)。

【關鍵詞】FRACAS；故障信息；閉環(huán)管理

0 引言

數(shù)字化儀控系統(tǒng)在眾多系統(tǒng)中扮演極其關鍵重要的角色。各大安全系統(tǒng)在數(shù)字化儀控系統(tǒng)的保駕護航下實現(xiàn)了可靠、無故障安全運行，由此可見提高數(shù)字化儀控系統(tǒng)的可靠性是保證系統(tǒng)安全運行的前提，同樣具有良好可靠性的數(shù)字化儀控系統(tǒng)也是各大系統(tǒng)設備商追求的最終目標。而在數(shù)字化儀控系統(tǒng)設計采用FRACAS（Failure Reporting，Analysis and Corrective Action System）故障報告、分析與糾正措施系統(tǒng)，亦稱為“故障信息閉環(huán)管理系統(tǒng)”是有效將數(shù)字化儀控系統(tǒng)可靠性提高的最佳途徑之一。

1 FRACAS概述

FRACAS是利用“信息反饋，閉環(huán)控制”的原理，通過建立一套規(guī)范化的程序流程，使發(fā)生的產(chǎn)品故障能得到及時的報告和糾正，從而實現(xiàn)產(chǎn)品可靠性的增長，達到對產(chǎn)品可靠性的要求，防止故障再現(xiàn)的故障閉環(huán)管理方法和系統(tǒng)。

從本質上講，F(xiàn)RACAS是一種閉環(huán)可靠性問題歸零的管理制造。它保證在產(chǎn)品研制、生產(chǎn)過程中所有硬件可靠性問題、軟件缺陷等均能按規(guī)定的時間向規(guī)定的管理級別進行報告，分析其原理，制定和實施有效的糾正措施，并實行跟蹤、監(jiān)控。它是實現(xiàn)可靠性增長、提高設計質量、生產(chǎn)決策的有力工具。

FRACAS在國際國內具有廣泛的應用背景，例如：

1）美國在1980年頒布實施了MIL-STD-785B《系統(tǒng)和設備研制生產(chǎn)的可靠性大綱》，要求軍用系統(tǒng)承包商建立FRACAS和故障審查委員會，以監(jiān)督和控制研制過程中的故障分析和糾正活動。

2）在我國軍用標準中，GJB450A-2004《裝備可靠性工作通用要求》將FRACAS列為可靠性工作的日?？颇恐唬籊JB841-90《故障報告、分析和糾正措施系統(tǒng)》是一部專門闡述FRACAS工作要求的規(guī)范。

3）在ISO 9001《質量管理體系要求》中，也把糾正和預防措施作為質量體系的20個要求之一。標準要求企業(yè)應有既定的渠道對所掌握的澡合格信息進行分析，并采取糾正和預防措施來消除不合格產(chǎn)品的原因，以防止不合格的再次發(fā)生。這是不斷提高管理水平的必須過程。

從總體上講，F(xiàn)RACAS的思路已經(jīng)滲透到各個行業(yè)各種領域之中。

2 數(shù)字化儀控平臺研發(fā)中FRACAS的意義和重要性

眾所周知，一切有關可靠性的活動都是圍繞著故障展開的，均是為了防止、控制和消除故障。建立并實施數(shù)字化儀控平臺研發(fā)中的FRACAS意義就是在于它對產(chǎn)品在研制過程中所發(fā)生的故障進行嚴格的“歸零”化管理[1]，以保證做到產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)故障時，及時報告、查明原因、正確糾正、防止再現(xiàn)，從而從根本上真正實現(xiàn)了產(chǎn)品質量和可靠性的提高，達到產(chǎn)品最初設計對質量和可靠性的預期要求。

運行FRACAS既有糾正已有故障的現(xiàn)實意義，又能對未來研制新品防止發(fā)生類似故障起到積極的預防作用[5]；此外，通過長期實施FRACAS管理體系，可系統(tǒng)、全面對產(chǎn)品故障進行跟蹤處理，積累大量處理故障的實踐經(jīng)驗和方法，對輔助類似產(chǎn)品的改進和設計提供了科學有效的參考依據(jù)，起到“舉一反三”防止其它產(chǎn)品設計出現(xiàn)類似問題的作用[4]。

3 數(shù)字化儀控平臺研發(fā)中FRACAS實施流程和要求

完整的FRACAS工作流程以及故障信息傳遞和處理流程[2]，如圖1所示。

FRACAS的核心是對故障的閉環(huán)管理[3]。因此在不同的項目實施FRACAS閉環(huán)管理時，可以根據(jù)項目本身的具體情況進行選取，而后再根據(jù)選取的步驟安排項目FRACAS流程每一步需要處理的內容、責任人、提交對象和內容等等。

對于數(shù)字化儀控平臺研發(fā)而言可將FRACAS流程劃分為：故障報告和核實、故障分析及確定糾正措施糾、結癥措施確認和故障閉環(huán)四個工作階段。

為完成FRACAS閉環(huán)管理，在該過程中需要完整填寫一系列相關表格，以提供足夠的信息用于故障報告、原因查找分析、采取糾正措施、糾正措施評審等工作，同時這些表格將作為故障信息管理的重要資料用于存檔管理，以保證故障信息的完整性、準確性和可追溯性。

GJB 841-1990《故障報告、分析和糾正措施系統(tǒng)》中規(guī)定了故障報告表、故障分析報告表和糾正措施實施報告報表形式，在數(shù)字化儀控平臺研發(fā)FRACAS填寫表格以GJB 841-1990為總體思想為主線結合了項目特點將兩者合并形成新表格形式。

3.1 故障報告和核實階段

第一步是報告故障，在產(chǎn)品的研發(fā)、試驗過程中發(fā)生的所有故障以及重大的質量問題，都應及時記錄并填寫相關的報告表。故障信息應該按照GJB 841-1990要求進行記錄，并在規(guī)定的時間內向相關的管理部門進行報告。其中報告的內容應能完整、真實反映故障發(fā)生的一切情況，以便故障的復現(xiàn)和后續(xù)對故障的分析包括以下幾點：

a.故障發(fā)生的時機，是研發(fā)階段還是試驗階段；

b.產(chǎn)品發(fā)生故障的時間、地點以及何種試驗；

c.故障產(chǎn)品所處的環(huán)境條件以及所處的狀態(tài)；

d.發(fā)生故障時的觀測者信息；

e.發(fā)生故障時觀測者所觀測到的故障癥候和現(xiàn)象描述；

f.故障發(fā)生時重要條件，包括使用、環(huán)境條件等，以及故障影響。

此外，故障報告須規(guī)定上報的時間限制，一般故障報告應在多長時間上報到相關管理層級，對于重大的故障需多久上報到項目的最高層級。故障核實：有故障小組對發(fā)生的故障進行核實，即重新證實初次觀測故障的真實情況，進一步定位到故障件，用相同的合格件替換后重新進行測試以確定故障被糾正，對于更換故障件進行測試以便明確故障的范圍。在故障核實后，將生成的故障報告遞交到相關的小組。完成故障核實后，須完成相關表格的填寫，并把結果告知項目負責人和故障審查委員會。

3.2 故障分析及確定糾正措施階段

第二步是故障分析和確定糾正措施階段，產(chǎn)品研制相關小組收到故障核實報告后，就要對故障進行故障分析，故障分析的專業(yè)人員針對產(chǎn)品設計和其它缺陷問題，通過各種手段對故障的產(chǎn)品進行測試、試驗、觀察、分析確定發(fā)生故障的部位和故障發(fā)生的原因并對產(chǎn)品發(fā)生故障問題提出建設性的糾正措施并填寫相關故障分析報告，報告內容應包含以下幾個方面的內容：

a.分析產(chǎn)品故障發(fā)生技術層面的原因及其機理，所發(fā)生故障是否與安全相關；

b.故障件名稱，所發(fā)生故障等級是一般故障還是重大故障；

c.發(fā)生故障是相關故障還是非相關故障以方便估計在未來使用中是否會發(fā)生類似故障；

d.是否是人為故障？是否為責任故障以便在產(chǎn)品估計可靠性時考慮是否加入該故障，同時也利于辨清產(chǎn)品是故障源還是受害者。

同時故障分析報告還包括故障的調查和故障原因及其機理詳細分析、論證過程以及針對該故障建議采取的糾正措施等信息。

故障分析小組提交的故障分析及確定糾正措施報告須經(jīng)故障審查委員會的進行審查、評審核實，以確保故障糾正措施實施的可行性和有效性。若提交的分析報告未通過故障審查委員會審查，故障小組須更深層次區(qū)剖析故障，找到故障發(fā)生的根本原因，并針對其制定糾正措施直至通過故障審查委員會審評；如果故障分析及確定糾正措施報告通過故障審查委員會審查，則故障責任小組依據(jù)提交的糾正措施報告徹底實施糾正措施。此時，要求故障相關人員填寫糾正措施實施報告表糾正措施實施情況及其效果欄信息，并將信息報送項目負責人知曉，F(xiàn)RACAS流程將進入下一個階段——糾正措施確認階段。

3.3 糾正措施確認階段

第三步是糾正措施確認階段，在該階段對已經(jīng)采取故障糾正措施的故障件，相對應的故障責任小組應對相關的試驗及方法，如調試、測試等來驗證糾正措施實際的有效性，如果驗證效果不滿意或者達不到預期的效果，則重返故障分析階段，需要進一步分許故障以便可以采取其他糾正措施，直至故障得到了徹底的解決。糾正措施實施滿足以下兩個條件則認為糾正措施有效：1.通過跟蹤和查看實施記錄，證明故障原因分析正確在采取措施后故障已消除，此類故障已不再出現(xiàn)；2.糾正措施實施的過程中沒有出現(xiàn)新的故障。糾正措施確認有效以后，糾正措施實施相關人員應如實填寫糾正措施實施的詳細過程和效果，并將相關信息匯報予項目負責人。

3.4 故障閉環(huán)階段

故障閉環(huán)階段是確定發(fā)生的故障是否得到根本的解決。故障只有經(jīng)過故障分析及確定糾正措施和糾正措施的最終確認，F(xiàn)RACAS故障報告才算得到閉環(huán)。對于未能解決的故障問題，應當經(jīng)過故障審查委員會的討論審查并取得最終通過，而未能解決的問題在審查委員會討論中生成的報告、分析、糾正措施應給予說明理由，那么也可認為是故障閉環(huán)，但要作為未解決的遺留問題立案備查。在FRACAS故障閉環(huán)管理的各個階段及環(huán)節(jié)中所輸出的有關故障信息的報告文檔故障信息管理小組均需對其進行整理、分類并統(tǒng)一歸檔，并將相關信息報送項目負責人知曉。

4 結束語

建立FRACAS是可靠性管理重要組成部分，數(shù)字化儀控平臺研發(fā)過程中只有嚴格有效運行FRACAS，才能及時報告在產(chǎn)品研發(fā)過程中所捕獲的故障信息，將故障信息分析確認，針對故障確定和實施故障糾正措施，規(guī)避和防止類似故障的再次發(fā)生；同時實現(xiàn)產(chǎn)品設計故障信息規(guī)范化的管理，對提高產(chǎn)品的質量與可靠性具有積極的推動作用，從根本上實現(xiàn)了建立數(shù)字化儀控平臺研發(fā)過程中FRACAS的目的。

【參考文獻】

[1]GJB841-1990 故障報告、分析和糾正措施系統(tǒng)[S].

[2]趙高飛，陳曉彤，等.FRACAS信息化技術的運用[Z].

[3]賀國芳.可靠性數(shù)據(jù)的收集與分析[M].北京.國防工業(yè)出版社，2000.

[4]梅啟智，廖炯生，孫惠中.系統(tǒng)可靠性工程基礎[M].科學出版社，1992.

[責任編輯：王偉平]