仪控可靠性管理感悟--分级管理

一个仪控系统中的设备元件成千上万，都去做好全寿期管理在精力和成本上都难以承受。因此诸多可靠性管理方法的第一步就是对设备进行分级管理。总的思路是找到最重要那一部分设备、部件进行重点管理。分级的依据一般是设备故障的后果和故障的概率。显然后果严重的、出事概率高的就得多做工作。

具体的分级管理思路常见的方法就是FMEA和FTA。

FMEA一般要求对每系统中每一个设备和部件进行分析，寻找其故障模式，分析故障后果，评估故障概率。这个方法的好处是通常覆盖的比较全，不会遗漏。但代价是成本很高。因此在实际执行的时候，会做一些取舍，比如某些设备类型就不分析了，某些故障模式就不考虑了等。比如只考虑设备在稳态工况下的失效影响（由于设备长时间运行在稳态工况），不考虑接插件失效等（数量太大没法分析）。

FTA则从顶事件事件逐步分析到底事件。特别对于仪控系统，可以直接从工艺专业给出的重要机械设备开始分析，沿着其控制逻辑从执行器-->处理器-->传感器的路径分析，自然形成一颗树。再在此基础上根据故障模式绘制形成故障树。FTA的优点是相对而言投入更小。但是对人员和软件的要求更高。

从我的从业经验回顾，分级管理会遇上这么2个问题：

1. 总是识别不全

识别不全最常见的原因为故障模式认识不全和分级前定规矩时认定的小概率事件真发生了。

比如FMEA的时候定规矩只分析稳态，但在系统启停的过程中，某个设备真坏了。

比如没发现冗余的系统上存在bug，能在单一故障条件下把系统弄死。

这方面的提升仅依靠投入更多的人力将会是个无底洞。因此有必要采用新的技术方法，将数字孪生技术、仿真技术、故障模式数据库结合起来。比如将仪控设备的图纸数字化之后与仿真平台/模拟机对接，按照故障模式数据库存储的故障模式去模拟故障，直接观察仿真结果。通过批量化的计算，可以直接计算出大部分FMEA/FTA结果。

对于故障模式认识不全的问题，有两个思路：经验反馈和故障注入测试。经验反馈顾名思义，通过广泛的收集各行各业的仪控设备失效模式，丰富自用的故障模式数据库。但是这样可能会多出来很多其实不用考虑的故障模式。另一个方法是故障注入测试，过程行业的故障模式很多考虑的是系统级的，在FT/FAT测试的时候对设备故障做的测试很少。如果设计厂家负责或者说愿意掏钱，做的测试覆盖面够全还好。否则就需要业主自己做一些故障注入测试。从电路的元件级故障注入，到软件故障注入，系统硬件的故障注入都有对应的方法，主要还是看成本的取舍。

2. 分级之后用不上

分级之后某设备是3取2冗余的，坏一个理论上没啥事。好死不死保电的时候坏了一个，出了几个报警把领导吓着了。要求必须有措施，可如果这也要有措施，那是不是所有冗余系统都要有相同措施？这措施成本咋搞？搞设备管理的可能经常会遇到这种尴尬问题。久而久之，分级结果和管理措施之间没有什么联系了，就会让人觉得百分级了。

解决措施个人以为有几条：

一是尽量弄成管理程序。这样至少中、基层扯皮会少不少。

二是做好宣传，把分级的效果和意义说清楚。虽然后面因为“背锅”的利益问题可能接受理论但行动背离的问题。但越多人认可，用起来遇到的阻力肯定越小。