故障树分析(全面)

《故障树分析(全面)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、故障树分析——FaultTreeAnalysis（FTA）一、概述定义：故障树分析法（FaultTreeAnalysis,FTA）是在系统设计过程中，通过对可能造成系统失败的各种因素（包括硬件、软件、环境、人为因素）进行分析，画出逻辑框图（即故障树），从而确定系统失效原因的各种可能组合方式或其发生概率，以计算系统失效概率，采取相应的措施，以提高系统可靠性的一种设计分析方法。广泛应用于一些重大军事装备研制和宇航、电子、化工等行业的安全分析中。一、概述故障树分析方法在系统可靠性分析、安全性分析和风险评价中具有重要作用和地位。既可用于定性分析又可定量

2、分析。在故障树分析中，对于所研究系统的各类故障状态或不正常工作情况统称为故障事件。与故障事件对应的是成功事件。两者均称为事件。故障树是一种为研究系统某功能故障而建立的一种倒树状的逻辑因果关系图一、概述如某电机工作原理图开关电机(马达)电源电路开关合上后马达不转开关合上后无电源马达故障电源故障线路故障由图可知：故障树主要由事件和逻辑门构成，图中的事件用来描述系统或元部件的故障状态，逻辑门把事件联系起来，表示事件之间的逻辑因果关系一、概述FTA的特点：是一种图形演绎法，是故障事件在一定条件下的逻辑推理方法，可针对某一故障事件，作层层追踪分析(自上而

3、下)；这种图形化的方法清楚易懂，使人们对所描述的事件之间的逻辑关系一目了然，而且便于对各种事件之间复杂的逻辑关系进行深入的定性和定量分析；由于故障树将系统故障的各种可能因素联系起来，可有效找出系统薄弱环节和系统的故障谱，在系统设计阶段有助于判明系统的隐患和潜在故障，以便提高系统的可靠性；故障树可作为管理和维修人员的一个形象的管理、维修指南，可用于培训使用、维修和管理人员，可用来制订维修计划和检修排故方案一、概述FTA的不足：无法解决顶事件和底事件的发生概率不确定（模糊概率）问题，故障树分析法要求系统的底事件和顶事件是一个确定性事件，即要么发生故

4、障要么正常，这样才能确定顶事件是否处于正常状态。然而对于非确定性的模糊事件构成的故障树，用传统的故障树分析法就显得无能为力了。无法解决一个底事件对应多个故障现象（即故障树之间的交叉）等问题。故障树的构成是依照一定的人的认识和经验来构造的，如果人的知识不完全或不准确，对故障系统的诊断就往往会有纰漏。FTA是一种系统化的演绎方法，所以分析过程比较繁琐，计算量很大，需要借助于计算机完成，在分析过程中稍有疏忽，有可能漏过某一个后果严重的故障模式。二、故障树分析的一般步骤(1)选择顶事件。据工程实际需要选择合理的顶事件(2)建立故障树(3)故障树的定性分

5、析a)故障树的简化b)求最小割集(4)故障树的定量分析a)求顶事件的发生概率b)重要度分析(5)确定设计上的薄弱环节（找出问题所在）(6)采取措施，提高产品的可靠性和安全性三、常用事件及其符号符号说明底事件元、部件在设计的运行条件下发生的随机故障事件，故障分布已知实线圆——硬件故障虚线圆——人为故障未探明事件表示该事件可能发生，但是概率较小，可以勿需再进一步分析的故障事件，在故障树定性、定量分析中一般可以忽略不计。顶事件中间事件人们不希望发生的显著影响系统技术性能、经济性、可靠性和安全性的故障事件。包括故障树中除底事件及顶事件之外的所有事件三、

6、常用事件及其符号符号说明开关事件：已经发生或必将要发生的特殊事件条件事件：描述逻辑门起作用的具体限制的特殊事件入三角形：位于故障树的底部，表示树的A部分分支在另外地方。出三角形：位于故障树的顶部，表示树A是在另外部分绘制的一棵故障树的子树。A符号说明(a)(b)相同转移符号（A是子树代号，用字母数字表示）：（a）表示“下面转到以字母数字为代号所指的地方去”（b）表示“由具有相同字母数字的符号处转移到这里来”(a)(b)相似转移符号（A同上）：（a）表示“下面转到以字母数字为代号所指结构相似而事件标号不同的子树去”，不同事件标号在△旁注明（b）表

7、示“下面转到以字母数字为代号所指结构相似而事件标号不同的子树去”，不同事件标号在△旁注明三、常用事件及其符号四、常用逻辑门及其符号符号说明与门Bi(i=1,2,…,n)为门的输入事件，A为门的输出事件Bi同时发生时，A必然发生，这种逻辑关系称为事件交用逻辑“与门”描述，逻辑表达式为或门当输入事件中至少有一个发生时，输出事件A发生，称为事件并用逻辑“或门”描述，逻辑表达式为四、常用逻辑门及其符号符号说明表决门：n个输入中至少有r个发生，则输出事件发生；否则输出事件不发生。异或门：输入事件B1，B2中任何一个发生都可引起输出事件A发生，但B1，B2

8、不能同时发生。相应的逻辑代数表达式为四、常用逻辑门及其符号符号说明禁门：仅当“禁门打开条件”发生时，输入事件B发生才导致输出事件A发生；打开条件写入方