fta故障樹分析

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1、故障樹分析FaultTreeAnalysis8/30/20211內(nèi)容提要概述故障樹的基本概念定義目的、特點FTA工作要求常用事件、邏輯門符號故障樹分析定性分析定量分析重要度分析故障樹的簡化8/30/20212概述切爾諾貝利核泄露事故、美國的挑戰(zhàn)者號升空后爆炸和印度的博帕爾化學(xué)物質(zhì)泄露。FMECA：單因素分析法，只能分析單個故障模式對系統(tǒng)的影響。FTA可分析多種故障因素（硬件、軟件、環(huán)境、人為因素等）的組合對系統(tǒng)的影響。FMECA和FTA是工程中最有效的故障分析方法，F(xiàn)MECA是FTA的基礎(chǔ)。各工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)用：核工業(yè)、航

2、空、航天、機(jī)械、電子、兵器、船舶、化工等。8/30/20213泰坦尼克海難海難后果船體鋼材不適應(yīng)海水低溫環(huán)境，造成船體裂紋觀察員、駕駛員失誤，造成船體與冰山相撞船上的救生設(shè)備不足，使大多數(shù)落水者被凍死距其僅20海里的California號無線電通訊設(shè)備處于關(guān)閉狀態(tài)，無法收到求救信號，不能及時救援頂事件邏輯門中間事件底事件8/30/20214電機(jī)故障樹8/30/20215基本概念故障樹定義故障樹指用以表明產(chǎn)品哪些組成部分的故障或外界事件或它們的組合將導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生一種給定故障的邏輯圖。故障樹是一種邏輯因果關(guān)系圖，構(gòu)圖的元素是

3、事件和邏輯門事件用來描述系統(tǒng)和元、部件故障的狀態(tài)邏輯門把事件聯(lián)系起來，表示事件之間的邏輯關(guān)系8/30/20216基本概念故障樹分析（FTA）通過對可能造成產(chǎn)品故障的硬件、軟件、環(huán)境、人為因素進(jìn)行分析，畫出故障樹，從而確定產(chǎn)品故障原因的各種可能組合方式和(或)其發(fā)生概率。定性分析定量分析8/30/20217FTA目的目的幫助判明可能發(fā)生的故障模式和原因；發(fā)現(xiàn)可靠性和安全性薄弱環(huán)節(jié)，采取改進(jìn)措施，以提高產(chǎn)品可靠性和安全性；計算故障發(fā)生概率；發(fā)生重大故障或事故后，F(xiàn)TA是故障調(diào)查的一種有效手段，可以系統(tǒng)而全面地分析事故原因，為

4、故障“歸零”提供支持；指導(dǎo)故障診斷、改進(jìn)使用和維修方案等。8/30/20218FTA特點特點是一種自上而下的圖形演繹方法；有很大的靈活性；綜合性：硬件、軟件、環(huán)境、人素等；主要用于安全性分析；8/30/20219FTA工作要求在產(chǎn)品研制早期就應(yīng)進(jìn)行FTA，以便早發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行改進(jìn)。隨設(shè)計工作進(jìn)展，F(xiàn)TA應(yīng)不斷補(bǔ)充、修改、完善?！罢l設(shè)計，誰分析?！惫收蠘鋺?yīng)由設(shè)計人員在FMEA基礎(chǔ)上建立?？煽啃詫I(yè)人員協(xié)助、指導(dǎo)，并由有關(guān)人員審查，以保證故障樹邏輯關(guān)系的正確性。應(yīng)與FMEA工作相結(jié)合應(yīng)通過FMEA找出影響安全及任務(wù)成功的關(guān)鍵

5、故障模式（即I、II類嚴(yán)酷度的故障模式）作為頂事件，建立故障樹進(jìn)行多因素分析，找出各種故障模式組合，為改進(jìn)設(shè)計提供依據(jù)。8/30/202110FTA工作要求FTA輸出的設(shè)計改進(jìn)措施，必須落實到圖紙和有關(guān)技術(shù)文件中應(yīng)采用計算機(jī)輔助進(jìn)行FTA由于故障樹定性、定量分析工作量十分龐大，因此建立故障樹后，應(yīng)采用計算機(jī)輔助進(jìn)行分析，以提高其精度和效率。8/30/202111故障樹常用事件符號符號說明底事件元、部件在設(shè)計的運(yùn)行條件下發(fā)生的隨機(jī)故障事件。實線圓——硬件故障虛線圓——人為故障未探明事件表示該事件可能發(fā)生，但是概率較小，勿需

6、再進(jìn)一步分析的故障事件，在故障樹定性、定量分析中一般可以忽略不計。頂事件人們不希望發(fā)生的顯著影響系統(tǒng)技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和安全性的故障事件。頂事件可由FMECA分析確定。中間事件故障樹中除底事件及頂事件之外的所有事件。8/30/202112故障樹常用事件符號符號說明開關(guān)事件：已經(jīng)發(fā)生或必將要發(fā)生的特殊事件。條件事件：描述邏輯門起作用的具體限制的特殊事件。入三角形：位于故障樹的底部，表示樹的A部分分支在另外地方。出三角形：位于故障樹的頂部，表示樹A是在另外部分繪制的一棵故障樹的子樹。A8/30/202113故障樹常用邏

7、輯門符號符號說明與門Bi(i=1,2,…,n)為門的輸入事件，A為門的輸出事件Bi同時發(fā)生時，A必然發(fā)生，這種邏輯關(guān)系稱為事件交用邏輯“與門”描述，邏輯表達(dá)式為或門當(dāng)輸入事件中至少有一個發(fā)生時，輸出事件A發(fā)生，稱為事件并用邏輯“或門”描述，邏輯表達(dá)式為8/30/202114故障樹常用邏輯門符號符號說明表決門：n個輸入中至少有r個發(fā)生，則輸出事件發(fā)生；否則輸出事件不發(fā)生。異或門：輸入事件B1，B2中任何一個發(fā)生都可引起輸出事件A發(fā)生，但B1，B2不能同時發(fā)生。相應(yīng)的邏輯代數(shù)表達(dá)式為8/30/202115故障樹常用邏輯門符號

8、符號說明禁門：僅當(dāng)“禁門打開條件”發(fā)生時，輸入事件B發(fā)生才導(dǎo)致輸出事件A發(fā)生；打開條件寫入橢圓框內(nèi)。順序與門：僅當(dāng)輸入事件B按規(guī)定的“順序條件”發(fā)生時，輸出事件A才發(fā)生。非門：輸出事件A是輸入事件B的逆事件。8/30/202116故障樹常用邏輯門符號符號說明相同轉(zhuǎn)移符號（A是子樹代號，用字母數(shù)字表示）：左圖表示“下面