基于模糊故障树的医疗器械设备可靠性分析.pdf

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基于模糊故障树的医疗器械设备可靠性分析.pdf

第13卷第6期 江 苏 技 术 师 范 学 院 学 报 V01.13.No.6 2007年12月 JOURNALOFJIANGSUTEACHERSUNIVERSITY0FTECHNOLOGY Dee..2007 基于模糊故障树的医疗器械设备可靠性分析 杨进1,俞浩荣2 (1.淮海工学院机械工程系,江苏连云港222005: 2.常州机电职业技术学院机械工程系,江苏常州213000) 摘要:提出了一种用于医疗器械可靠性研究的模糊故障树分析方法,较好地解决了医疗器械失效故障树分析 中基本事件可靠度的模糊性问题,并给出应用实例。 关键词:医疗器械;模糊故障树;可靠性分析 中图分类号:THl23 文献标识码:A 0 引 言 长期以来,我国部分医疗器械产品质量不稳定,失效率高,可靠度低,其主要原因之一,就是缺乏对医 疗器械产品的可靠性要求【l】。随着现代医学科学技术的发展,人们对医疗器械产品的性能、精度、结构、自 动化程度等方面的质量要求越来越高,必须用可靠性技术来予以保证。同时,医疗器械又是与人体生命密 切相关的特殊产品,其可靠性技术较之其它工业产品有其特殊性。因此,将故障树分析方法应用于医疗器 械的故障分析中,形成一种故障诊断系统,为医疗器械的设计提供了可靠性服务。 1 故障树分析方法简介 Tree 故障树分析(Fault 种图形演绎方法,通过层层深入的分析,把所有的失效原因、失效模式用逻辑和或逻辑积的形式绘制成树 形。通过FTA的定性分析,能找出导致顶事件发生的所有故障模式;通过YrA的定量分析,能求出顶事件 发生的概率以及其它定量指标(如底事件结构重要度、概率重要度、相对概率重要度等)[2-31。 常规的基于布尔代数和概率论的系统故障树分析的理论研究己取得了较大成功,工程应用也取得了 一定成果。但是,现有的理论和方法需要给出故障树顶事件和底事件发生的概率的精确值,在实际情况中 这样做是很困难的。一方面系统组成单元失效的原因不仅仅是由客观不确定因素造成的,还有一些是人 为的主观原因,如人为失误、设计经验等模糊不确定性因素所造成;另一方面精确的概率量化需要大量的 数据供统计之用|4】,而在医疗器械这种高可靠性系统中故障发生频率很低,无法获取大量的数据。因此,在 对系统进行故障树分析时,底事件发生的故障概率本身带有一定的不确定性,即模糊性,这时,传统的故 障树分析难以处理此类问题,应引进模糊数学中的相关理论和方法。 收稿日期:2007—09—02;修回日期:2007—11-12 基金项目:淮海工学院自然科学基金项目(Z2005039) 作者简介:杨进(1971一),男,江苏连云港人,讲师,硕士,研究方向为机电一体化设计。 万方数据 第6期 杨进俞浩荣:基于模糊故障树的医疗器械设备可靠性分析 2模糊故障树分析的基本理论 采用模糊数来给定故障事件发生的概率,可同时处理不确定性问题的两个方面:随机性和模糊性。 如给出故障事件的概率介于0.1。o.3之间,则很可能在0.16左右,这就可用一个模糊数来描述它。由 此看出,结合工程技术人员的实际经验和判断来构造模糊数的隶属函数,用模糊数来描述事件发生的概 率,既能降低获取事件发生概率精确值的难度,从而较为准确地描述出故障事件的概率,同时又能在一 定程度上允许有描述的误差㈣,因此这种方法具有较大的灵活性和适应性。 2.1 模糊数的代数运算 设论域u为实数,P表示“大约为m”的模糊数,参照函数为线性,则模糊数P可表示为:P=(m—O/, 在该区间之内的数值在一定程度上隶属于模糊数P,越靠近均值m,隶属度越大,且隶属函数呈线性变 模糊数加法(+): Pl(+)p2=(ol,m1,b1)(+)(砚,m2,b2)=(口1+啦,m1+,礼2,bl+b2); 模糊数减法(一): Pl(一)P2=(ol,m1,b1)(一)(啦,m2,b2)=(ol一啦,ml一,孔2,b1一b2); 模糊数乘法(X): a,2,,nl,孔2,blb2)。 Pl(×)P2=(ol,m1,b1)(×)(啦,m2,b2)=(口1 2.2故障树分析的模糊算子 若事件i发生

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