如何进行航空连接器的弯针分析? (附Omnicon Group Inc专家访谈实录）

连接器的弯针分析（BPA）是针对同一连接器内接触件有一个或者多个倾斜，导致与其他接触件或者壳体搭接，导致电路开路或者短路的分析。弯针主要发生在测试和安装维护过程中，弯针分析可以识别由于弯针而导致的潜在危害。

在日常维护和断开/连接连接器时，一个或多个插针可能不能正确对齐，并且可能在连接器配合过程中弯曲/损坏。这个插针，可能被弯曲和压缩在连接器中，可能与同一连接器内的其他引脚接触。

检查每一个连接器是一个耗时的过程，但作为全面的EWIS风险评估的一部分，这是必要的。下图显示了一个代表性的16针连接器。当对这种连接器进行弯针分析时，发现中心插针有6个短路的可能性。中心插针位置不可能出现多个插针短路现象。

当执行BPA分析(这是25.1709分析的一部分)，必须收集大量的数据。这意味着每个插针的功能特性和电特性必须组合起来。尽可能收集更多更全的信息，编辑在矩阵中，其中包含下列信息:

1)插针ID 

2)连接系统/电路信息:识别系统和线路的支持功能。如果这个引脚是供电的，确定类型的电源和电路保护。

3)电路状态:如果引脚有多个工作模式，那么每一个工作状态都应该被识别。

4)系统影响:故障时对系统的影响是什么?

5)危险级别:这是对飞机安全的威胁吗?

当执行BPA时，在整个分析过程中应该考虑以下几个因素:

1)物理故障:BPA关注功能故障，较少强调物理失效。这在一定程度上是由于FAA EWIS适航规章25.1709的规定。这一过程应该在EWIS安全性分析过程中执行。特别注意的是，需要考虑关键系统(如油箱)附近的连接器的物理失效影响。

2)引脚长度:一个关键方面经常被忽视的是引脚长度。弯曲的插针可以与临近的插针接触，也可能与多个引脚接触。这不仅可能对一个系统造成问题，可能对多个系统造成问题。

3)插针到连接器外壳:弯曲的插针分析不仅检查插针到插针的故障，也需要检查插针到连接器外壳的故障。

4)功能故障:识别弯针危害的等级。

弯针分析的步骤

BPA的结果应该是对飞机连接器的全面评估，并应包括建议，以确定需要做出的设计更改。

这些设计更改可能包括改变引脚定位，选择不同的连接器，和/或将线束合并或拆分为一个或多个连接器。需评估设计更改的可行性和对飞机和系统可靠性的风险。最终达到的结果是，弯针问题只影响一些非关键的系统/功能，造成有限的风险等级。

那么连接器的弯针分析，可以通过软件实现吗？我们查阅了网络上的相关论文，找到了一份2017年美国某公司的技术访谈，可以侧面看出国外公司对连接器弯针分析的重视，且已经有较成熟的软件辅助完成相关工作。

以下是访谈内容的手稿翻译。

今天的嘉宾是Nat Ozarin，奥姆尼康集团的高级软件和可靠性工程师。他有数十年的故障排除经验，特别强调飞机电气系统。在采访中，Nat回顾了自己的学术和企业背景。他详细说明了他在手动进行连接器弯针分析中遇到的挫折。同时Nat展示了故障排除背后的逻辑和OMNICOM GROUP INC.可以提供的一些专有分析软件工具。

 Nat Ozarin

JOHN GILROY ：欢迎来到约翰·吉尔罗伊的播客节目。本公司为您提供航空布线评估、测试和认证的交钥匙解决方案。本播客的重点是让你了解快速变化的航空航天行业的趋势。今天的嘉宾是Nat Ozarin，奥姆尼康集团的高级软件和责任工程师。 2009年，他被IEEE可靠性协会评为年度可靠性工程师，有人说他是连接器弯针分析（BPA）方面的世界权威，这就是我们今天的主题。 Nat经常在技术会议上发表演讲，最近的一次是2016年1月25日在亚利桑那州图森市举行的第62届年度可靠性和可维护性研讨会。Nat，最近怎么样？

NAT OZARIN ：我很好，谢谢，你呢？John？

JOHN GILROY：背景可真不错啊。我在网上查了你的资料，你有工商管理硕士学位，还有电气工程硕士学位。哇，要学习很多啊，不是吗?

NAT OZARIN ：嗯，是的。我也挺喜欢的，但已经学够了。

JOHN GILROY：哈哈哈

NAT OZARIN：现在专注于更实际的事情。

JOHN GILROY：是啊，在我们继续之前我们得先建立起你的可靠性和可信度。我们做定期的博客、文章和视频,哦,几周前我们写了一篇弯针分析的博文。Nat发了封邮件给我和他一些评论,我想,嘿,他是一个伟大的客人。这就是引发这场讨论的原因。我上网，事实上，今天早上，我去谷歌输入了BPA分析。首先出现的是你的白皮书，对吧?

NAT OZARIN ：嗯，是的，我(笑)，非常高兴看到这一点。事实上，我认为这是一篇很好的论文。

JOHN GILROY：Nat，我第一个问题是，我们知道你在学术领域有很强的背景。是什么让你把重点放在航空航天上然后研究弯针分析这个小领域?

NAT OZARIN：很久以前，我大学毕业后的第一份工作是在航空航天行业，从那时起，我大约有一半的生命都在航空航天领域。在我目前的工作中，我的任务是为一架商用飞机的一些电路板和连接器做一个故障模式影响分析(FMEA)，当做弯针分析时，我大概通过了7个连接器中的5个，我说:“这太荒谬了。肯定有办法让电脑，呃，来处理这件事;这并不难。”为了完成任务,我想出了一个原始的方法，即使用Excel,但我意识到这不是正确的方式,我开始开发一种几何方法,使用双精度三角和代表连接器的几何物理尺寸,位置,插针直径,等等,让计算机在这种情况下，编译Excel中一个非常复杂的可视化基础程序，给出了弯曲引脚的所有排列，每个排列的概率来生成工作表。目标是电脑能做的一切，就让电脑去做吧，只留给人类，更适合人类能做的事。这些算法经过了几年的发展，但我认为它们运行得很好，我们已经使用了它们。

JOHN GILROY：是的，我在想，如果我在家里做一个装修，我是想用电钻还是手动钻?我肯定推荐你使用电钻。尽可能开发和使用自动化工具，我认为这是你很多工作的起源，对吗?

NAT OZARIN ：是的，机器明显比人类犯的错误少，比人类快得多，而且它提供可重复的结果，如果有任何疑问，你总是可以重新检查并验证它。

JOHN GILROY：在第一段的白皮书,你谈论人们做一些分析有时是不完整的,可能是不准确的 ,你发现自动化软件可以改善这些问题,对吗?

NAT OZARIN：这是正确的。通常情况下，关于如何进行弯针分析并没有那么多的参考来源，通常它是用图形化的方式完成的，一些人看一下连接器的布局然后决定a引脚是否可以到达R引脚或K引脚，但事实上并不能覆盖到全部的可能性。完整分析的重点是尽可能识别真正的危险。

JOHN GILROY：所以，我觉得有趣的是，从一个人的角度，一个工程师的角度来看，软件的自动化功能可以让你把精力集中到电路系统中，而不是繁琐的插针和线缆布置。软件会让你的工作更有效率。

NAT OZARIN：是的。通常情况下，仅仅是判断哪个插针会和哪个插针短路，然后填写重复的信息和工作表可能需要几周的时间。而计算机可以在几分钟内完成，在节省的时间内，你现在可以专注于电路中真正发生的事情而不用分心于其他图形问题或者其他你不应该担心的事情。

JOHN GILROY：所以这是你公司销售的软件吗?

NAT OZARIN：不，我们用它来服务我们的客户。我们为客户运营。我们会考虑租赁它，它确实有用户手册，我们会考虑把它租给另一家需要它的公司，并为它提供培训，但我们不会把它打包出售。

JOHN GILROY：从系统评估的角度来看，我们通常在安装或维护过程中诊断弯针的问题，你认为问题通常是在那里出现的吗?

NAT OZARIN：连接器有两种失效的方式。一种是操作不当，另一种是，特别是在飞机上，电线会从压接的针中拔出，出现腐蚀。该分析分析了两种情况，一种是由于操作不当导致设备发生物理弯曲，另一种情况是没有发生弯曲，但腐蚀已经进入连接器，导致开路或短路。

JOHN GILROY：这很有趣。我只是想把这一问题扩展到航空航天之外，还有其他行业存在这种问题吗?

NAT OZARIN：任何一种行业，医疗行业等等，如果电连接器有可能发生短路或开路，就会导致不良的结果。当然，连接器弯针分析也适用于那些行业。

JOHN GILROY：这种情况在航空航天工业中被放大得更多，因为不好的事情可能会发生。如果汽车不能启动或其他什么事故，这是可以接受的，但如果飞机的电路故障，这可能是绝不允许发生的。我想一旦你收集数据并进行分析，你会把关键问题和非关键问题分开吗?

NAT OZARIN：是啊，因为如果有一个弯曲的插针或者一个开放的连接点就会出问题。希望在大多数情况下，它是良性的或者至少是一种你可以在某种退化模式下可控的情况，至少是安全的。你特别感兴趣的是一个意外的短路或开放，可能会导致一些灾难性的结果，或其他无法接受的结果。

JOHN GILROY：所以，我试着从一个新手的角度，或者行业外的人的角度来看待这个问题。看起来你已经把一个机械的过程自动化了。

NAT OZARIN：就是这个想法。人们没有理由花时间去猜测什么是可行的。当然，对工程师来说，在有60到80个引脚的连接器上做三角运算，试图找出那个插针到哪个插针可以短路，这是不可行的。这是软件可以完成的。

JOHN GILROY：弯针分析是FAA DERs要求的一部分吗?

NAT OZARIN：不一定，但美国联邦航空局确实将弯针分析列为可能适用于系统的分析类型之一。弯针分析是一种失效模式与影响分析(FMEA)。如果一家公司正在对组件进行失效模式影响分析，那么就应该考虑弯针分析，因为连接器确实会失效。我觉得，在学习这个的过程中，很多人都很重视高科技设备的故障，但却不太重视低等技术配置，比如布线，但布线会导致飞机从天上掉下来。所以我认为应该更加重视接线分析和弯针分析。

JOHN GILROY：事实上，在离你住的地方不远的地方，TWA是800，那是15，20年前的事了吧? 这是由于那架飞机的电气故障。

无论如何，我通常会问我的嘉宾，他们最喜欢的飞机是什么。我们在谈论飞机和航空航天，那你最喜欢什么飞机呢，Nat?

NAT OZARIN：如果一定要选一个，我可能会说是波音737，原因有很多，我工作的奥姆尼康集团(Omnicon Group)对现在属于波音737的产品进行了分析。

JOHN GILROY：所以你觉得安全了，是吧(笑)?

NAT OZARIN：我觉得在波音737上非常安全。

JOHN GILROY：太好了。好的，我要感谢我今天的嘉宾，Nat Ozarin，奥姆尼康集团的高级软件可靠性工程师。非常感谢你，Nat。

NAT OZARIN：好的，非常感谢，John，保重。