故障树分析(上)讲课讲稿.ppt

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1、故障树分析(上)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常用事件及其符号常用逻辑门及其符号1.故障树的建造(1)建树工作要求建树者对于系统及其组成部分有充分的了解(2)应由设计人员、使用维修人员、可靠性安全性工程技术人员共同研究完成。(3)建树是一个多次反复、逐步深入完善的过

2、程。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开关电机(马达)电源1.故障树的建造常用的建树方法为演绎法，从顶事件开始，由上而下，逐级进行分析，即1）分析顶事件发生的直接原因，将顶事件作为逻辑门的输出事件，将所有引起顶事件发生的直接原因作为输入事件，根据它们之间的逻辑关系用适当的逻辑门连接起来2）对每一个中间事件用同样方法，逐级向下分析，直到所有的输入事件都不需要继续分析为止（此时故障机理或概率分布都是已知的）1.故障树的建造建树步骤：1)掌握系统包括系统的设计资料(如说明书、原理图、

3、结构图)、试验资料（试验报告、试验记录等）、使用维护资料以及用户信息等2)选择顶事件顶事件的选取根据分析的目的不同，可分别考虑对系统技术性能、可靠性和安全性、经济性等影响显著的故障事件。如“飞机起落架放不下来”将直接危及飞机安全。当对起落架进行安全性分析时，就可以选“起落架放不下来”这一顶事件进行故障树分析3)建造故障树对于复杂系统，建树时应按系统层次由上到下逐级展开。如“飞机起落架放不下来”这一事件，其原因：收放机构本身发生故障（机构卡死）上位锁故障收放作动筒故障连杆机构故障液压系统故障（如管路泄漏造成

4、动力不足）电磁控制系统故障1.故障树的建造1.故障树的建造飞机起落架放不下来收放机构本身发生故障液压系统故障上位锁故障连杆机构故障收放作动筒故障电磁控制系统故障2.建树注意事项1)明确建树边界条件建树前应对分析作出合理的假设。如导线不会故障、暂不考虑人为故障、软件故障等的一些假设应在FHA的基础上，将那些不重要的因素舍去，从而减少树的规模及突出重点2)故障事件要严格定义否则将难以得到正确的故障树。复杂系统的FTA工作往往由许多人共同完成，如定义不统一，将会建出不一致的故障树3)应从上向下逐级建树这样可防止

5、建树时发生事件的遗漏2.建树注意事项4)建树时不允许门与门直接相连为了防止不对中间事件严格定义就仓促建树，从而导致难以进行评审，或导致逻辑混乱使后续建树时出错。5)用直接事件代替间接事件使事件具有明确的定义且便于进一步向下发展6)重视共因事件共同的故障原因会引起不同的部件故障甚至不同的系统故障共因事件对系统故障发生概率影响很大，故建树时必须妥善处理共因事件若某个故障事件是共因事件，则对故障树的不同分支中出现该事件必须使用同一事件符号3.故障树的规范化在对故障树进行分析之前应首先对故障树进行规范化处理，使之

6、成为规范化故障树，以便进行定性和定量分析规范化故障树是指仅含有“顶事件、中间事件、基本事件”三类事件，以及“与”、“或”、“非”三种逻辑门的故障树为此需要对故障树中的特殊事件和特殊逻辑门进行处理和变换4.故障树的简化和模块分解故障树的简化和模块分解并不是故障树分析的必要步骤。对故障树不作简化和模块分解，或简化和模块分解不完全，并不会影响以后定性分析和定量分析的结果。然而，对故障树尽可能的简化和模块分解，可有效减少故障树的规模，从而减少分析工作量故障树的简化用相同转移符号表示相同子树，用相似转移符号表示相似

7、子树用布尔代数法简化，去掉明显的逻辑多余事件和明显的逻辑多余门4.故障树的简化和模块分解故障树的模块分解模块：故障树中至少两个底事件的集合，向上可到达同一逻辑门，而且必须通过此门才能到达顶事件按模块的定义，找出故障树中尽可能大的模块每个模块构成一个模块子树，可单独地进行定性分析和定量分析对每个模块子树用一个等效的虚设底事件来代替，将顶事件与各模块之间的关系，转换为顶事件与底事件之间的关系，从而使原故障树得以简化5.故障树定性分析求最小割集。研究最小割集可以找出故障树的薄弱环节割集是故障树的若干底事件的集合

8、，如果这些底事件都发生,则顶事件必然发生最小割集是底事件数目不能再减少的割集，即在最小割集中任意去掉一个底事件之后，剩下的底事件集合就不是割集一个最小割集代表引起故障树顶事件发生的一种故障模式5.故障树定性分析求最小割集的方法—下行法根据故障树的实际结构，从顶事件开始，逐级向下寻查：遇到与门就将其输入事件排在同一行（只增加割集阶数，不增加割集个数）遇到或门就将其输入事件各自排成一行（只增加割集个数，不增加割集阶数）这样直到全部