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1、故障樹分析——FaultTreeAnalysis(FTA)1.故障樹的基本概念2.故障樹(FTA)建造3.故障樹定性分析4.故障樹定量分析5.分析時(shí)注意事項(xiàng)目錄1.故障樹的基本概念第1部分:故障樹的基本概念故障樹是一種特殊的倒立樹狀的邏輯因果關(guān)系圖。故障樹分析(FaultTreeAnalysis,FTA)是以一個(gè)不希望發(fā)生的產(chǎn)品故障事件或?yàn)?zāi)害性危險(xiǎn)事件即頂事件作為分析的對(duì)象,通過由上向下的嚴(yán)格按層次的故障因果邏輯分析,逐層找出故障事件的必要而充分的直接原因,畫出故障樹,最終找出導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有可能原因和原因組合,在有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)可計(jì)算出頂事件發(fā)生的概率和底事件重
2、要度。1.1定義:第1部分:故障樹的基本概念①判明可能發(fā)生的故障模式和原因;②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;③計(jì)算故障發(fā)生概率;④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,為故障“歸零”提供支持;⑤指導(dǎo)故障診斷、改進(jìn)使用和維修方案等。1.2目的:第1部分:故障樹的基本概念1.2特點(diǎn)和不足:特點(diǎn)不足①有很大的靈活性;②是一種自上而下的圖形演繹方法;③進(jìn)行FTA的過程也是一個(gè)更深入認(rèn)識(shí)系統(tǒng)的過程;④可以定量地計(jì)算復(fù)雜系統(tǒng)的故障發(fā)生概率,為改善和評(píng)估系統(tǒng)可靠性提供定量數(shù)據(jù);⑤相當(dāng)于一個(gè)形象的
3、故障診斷指南;無法解決頂事件和底事件的發(fā)生概率不確定(模糊概率)問題。無法解決一個(gè)底事件對(duì)應(yīng)多個(gè)故障現(xiàn)象(即故障樹之間的交叉)等問題。構(gòu)成依照一定人的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來構(gòu)造的,如果人的知識(shí)不完全或不準(zhǔn)確,對(duì)故障系統(tǒng)的診斷就往往會(huì)有紕漏。系統(tǒng)化的演繹方法,分析過程比較繁瑣,計(jì)算量很大,需要借助于計(jì)算機(jī)完成,若在分析過程中稍有疏忽,有可能漏過某一個(gè)后果嚴(yán)重的故障模式。1.3FTA和FMEA區(qū)別:第1部分:故障樹的基本概念1.3FTA和FMEA區(qū)別:第1部分:故障樹的基本概念1.4故障樹工作要求: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(jì)工作進(jìn)展,F(xiàn)TA應(yīng)
4、不斷補(bǔ)充、修改、完善?!罢l設(shè)計(jì),誰分析”故障樹應(yīng)由設(shè)計(jì)人員在FMEA基礎(chǔ)上建立。可靠性專業(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(jì)提供依據(jù)。FTA輸出的設(shè)計(jì)改進(jìn)措施,必須落實(shí)到圖紙和有關(guān)技術(shù)文件中應(yīng)采用計(jì)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(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行分析,以提高其精度和效率。第1部分:故障樹的基本概念1.5FTA常用事件
5、、邏輯門符號(hào):①頂事件:FTA中所關(guān)心的最后結(jié)果事件,位于樹的頂端,它只是邏輯門的輸出事件而不是輸入事件②底事件:僅導(dǎo)致其他事件的原因事件,位于樹的底端,它只是邏輯門的輸入事件而不是輸出事件。第1部分:故障樹的基本概念1.5FTA常用事件、邏輯門符號(hào):符號(hào)說明底事件元部件在設(shè)計(jì)的運(yùn)行條件下發(fā)生的隨機(jī)故障事件,故障分布已知實(shí)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,可以勿需再進(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(jì)。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。中間事件包括故障
6、樹中除底事件及頂事件之外的所有事件開關(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第1部分:故障樹的基本概念1.5FTA常用事件、邏輯門符號(hào):符號(hào)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(shí)發(fā)生時(shí),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(gè)發(fā)生時(shí),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)式為表決門n個(gè)輸入中至少有r個(gè)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(gè)發(fā)生都可引起輸出事件A發(fā)生,但B1,B2不能同時(shí)
7、發(fā)生。相應(yīng)的邏輯代數(shù)表達(dá)式為第1部分:故障樹的基本概念1.5FTA常用事件、邏輯門符號(hào):13符號(hào)說明入三角形出三角形入三角形: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。相同轉(zhuǎn)移符號(hào)(a)(b)(A是子樹代號(hào),用字母數(shù)字表示):(a)表示“下面轉(zhuǎn)到以字母數(shù)字為代號(hào)所指的地方去”(b)表示“由具有相同字母數(shù)字的符號(hào)處轉(zhuǎn)移到這里來”相似轉(zhuǎn)移符號(hào)(a)(b)(A同上):(a)表示“下面轉(zhuǎn)到以字母數(shù)字為代號(hào),所指結(jié)構(gòu)相似但事件標(biāo)號(hào)不同的子樹去”,不同事件標(biāo)號(hào)在△旁注明(b)表示“由具有相同字母數(shù)字
8、為代號(hào),所