1、FTA（故障树图）培训材料1.FTA概述概述 故障树分析FTA (Fault Tree Analysis)是60年代发展起来的用于可靠性、安全性分析和风险评价的一种方法。 作用：主要是针对各种复杂系统与初样设计阶段进行可靠性、安全性分析。用于系统的故障分析、预测和找出系统的薄弱环节，以便在设计、制造和使用中采取相应的改进措施。 依此逐级地找下去至追查到最原始的直接因素（底问题依此逐级地找下去至追查到最原始的直接因素（底问题） 接着将这些直接因素和可能的原因作为第二级问题，再往接着将这些直接因素和可能的原因作为第二级问题，再往下找出造成第二级问题发生的全部直接因素和可能的原因下找出造成第二级问题
2、发生的全部直接因素和可能的原因 先找出导致这一问题（顶问题）发生的直接因素和可能的原因先找出导致这一问题（顶问题）发生的直接因素和可能的原因 把系统所不希望发生的故障问题作为分析的目标把系统所不希望发生的故障问题作为分析的目标采用采用相应的符号表示问题，用描述问题间逻辑因果相应的符号表示问题，用描述问题间逻辑因果关系的符号把各问题关系的符号把各问题联结联结成倒立的树状图形（故障成倒立的树状图形（故障树），用以树），用以表示表示系统特定顶问题与其各子系统或各系统特定顶问题与其各子系统或各元件的故障问题及其它有关因素之间的逻辑关系。元件的故障问题及其它有关因素之间的逻辑关系。 建树过程建树过程复杂
3、复杂 ，人不同，人不同树不同树不同应用于应用于工程技术和系统工程技术和系统工程中工程中 故障树分析的故障树分析的理论基础理论基础 ，同样，同样可用于定量分析可用于定量分析编制计算程编制计算程序，在故障树分序，在故障树分析中不可缺少析中不可缺少 定量求出失定量求出失效概率和其效概率和其他可靠性特征他可靠性特征 管理、管理、维修指南维修指南 联系联系可能因素可能因素图形演绎法图形演绎法 数据收集困难数据收集困难 系统越复杂，系统越复杂，建树越困难，建树越困难，耗时越长耗时越长 特点特点特点：特点：2.故障树的建立故障树的建立 故障树分析法一般步骤：故障树分析法一般步骤： 对所选定的系统作必要的分析
4、，确切了解系统的组成及各项操对所选定的系统作必要的分析，确切了解系统的组成及各项操作内容，熟悉其正常的作业图；作内容，熟悉其正常的作业图；对系统的故障进行定义，对预计可能发生的故障、过去发生过事对系统的故障进行定义，对预计可能发生的故障、过去发生过事例作广泛的调查例作广泛的调查 ；仔细分析各种故障的形成原因，如设计、制造、装配、运行、环仔细分析各种故障的形成原因，如设计、制造、装配、运行、环境条件、人为因素等；境条件、人为因素等；故障树常用的符号图形、名称与含义故障树常用的符号图形、名称与含义 故障树故障树是实际系统故障组合和传递的逻辑关系的正确而抽象的是实际系统故障组合和传递的逻辑关系的正确
5、而抽象的表达表达。 建树建树是是按照按照严格的演绎逻辑，严格的演绎逻辑，从从顶事件开始，顶事件开始，向下向下逐级追溯事件的直逐级追溯事件的直接原因，直至接原因，直至找出找出全部底事件为止，全部底事件为止，最后得到最后得到一棵故障树。一棵故障树。 建树所用的符号建树所用的符号 事件符号事件符号 逻辑门符号逻辑门符号 转移符号转移符号 是可能出现也不可能出现的故障事件，当给定条件满足时，这一事件就成立，否则不成立就删去条件事件4又称为展开事件或未探明事件。发生的概率小，因此对此系统来说不需要进一步分析的事件；或暂时不必或暂时不可能探明其原因的底事件省略事件3是基本故障事件（不能再进行分解）或毋须再
6、探明的事件，但一般它的故障分布是已知的，是导致其他事件发生的原因事件，位于故障树的底端，是逻辑门的输入事件而不是作为输出底事件2分为顶事件和中间事件，是由其他事件或事件组合导致的事件。在框内注明故障定义，其下与逻辑门联接，再分解为中间事件和底事件结果事件1含义名称符号序号故障树常用的事件符号及释义故障树常用的事件符号及释义 序号序号符号符号名称名称含义含义1 1事件的转移事件的转移 将故障树的某一完整部分将故障树的某一完整部分 （子树（子树） 转移到另一处复用，以减少重复并转移到另一处复用，以减少重复并简化故障树简化故障树2 2事件的转移事件的转移 由转入符号（或称转此符号）、转由转入符号（或
7、称转此符号）、转出符号（或转向符号）加上相应的标出符号（或转向符号）加上相应的标号，分别表示从某处转入和转到某处号，分别表示从某处转入和转到某处故障树常用的转移符号及释义故障树常用的转移符号及释义 建立故障树：建立故障树：顶事件是那些顶事件是那些可以分解可以分解且且有明确定义有明确定义的需要分析的系统故障。的需要分析的系统故障。导致顶事件所有可能的导致顶事件所有可能的直接原因直接原因为第一级中间事件为第一级中间事件 ，以，以此类推。将这些事件用相应的事件符号表示此类推。将这些事件用相应的事件符号表示 ，并用逻，并用逻辑辑门符号相联接门符号相联接。 依次类推，逐级向下发展，直至找到引起系统故依次
8、类推，逐级向下发展，直至找到引起系统故障的全部障的全部毋需再追究毋需再追究下去的原因下去的原因 ，作为底事件。，作为底事件。顶事件顶事件中间事件中间事件底事件底事件故障树故障树建树注意事项：建树注意事项：选择建树流程时，通常是以系统功能为主线来分析所有故障事件并按逻辑贯选择建树流程时，通常是以系统功能为主线来分析所有故障事件并按逻辑贯穿始终。但一个复杂系统的主流程可能不是唯一的，因为各分支常有其自己穿始终。但一个复杂系统的主流程可能不是唯一的，因为各分支常有其自己的主流程，建树时要灵活掌握；的主流程，建树时要灵活掌握；合理地选择和确定系统及单元的边界条件合理地选择和确定系统及单元的边界条件 ；
9、故障事件定义要具体，尽量做到唯一解释；故障事件定义要具体，尽量做到唯一解释； 系统中各事件间的逻辑关系和条件必须十分清晰，不允许逻辑混乱和条件系统中各事件间的逻辑关系和条件必须十分清晰，不允许逻辑混乱和条件矛盾；矛盾； 故障树应尽量地简化，去掉逻辑多余事件，以方便定性、定量分析。故障树应尽量地简化，去掉逻辑多余事件，以方便定性、定量分析。 树图中的主要类别一般可以不先从树图中的主要类别一般可以不先从“5M1E”5M1E”出发，而是根据具体的质量问出发，而是根据具体的质量问题或逻辑关系去选取。题或逻辑关系去选取。 汽车双管路制动系统故障树：汽车双管路制动系统故障树： 3.故障树的分析故障树的分析
10、 故障树定性分析故障树定性分析故障树定量分析故障树定量分析 故障树的定性分析故障树的定性分析 找出故障树的全部最小割集或全部最小路集找出故障树的全部最小割集或全部最小路集。 原则原则比较小概率失效元件组成的各种系统失效概率时，其故障树所含最小割集比较小概率失效元件组成的各种系统失效概率时，其故障树所含最小割集的最小阶数越小，系统的失效概率越高；在所含最小割集的最小阶数相同的的最小阶数越小，系统的失效概率越高；在所含最小割集的最小阶数相同的情况下，该阶数的最小割集的个数越多，系统的失效概率越高。情况下，该阶数的最小割集的个数越多，系统的失效概率越高。 比较同一系统中各基本事件的重要性时，按各基本
11、事件在不同阶数的最小比较同一系统中各基本事件的重要性时，按各基本事件在不同阶数的最小割集中出现的次数来确定其重要性大小；所在最小割集的阶数越小，出现的割集中出现的次数来确定其重要性大小；所在最小割集的阶数越小，出现的次数越多，该基本事件的重要性越大。次数越多，该基本事件的重要性越大。主要任务主要任务割集，也叫做截集或截止集，它是导致顶上事件发生的基本事件的集合。也就是说事故树中一组基本事件的发生，能够造成顶上事件发生，这组基本事件就叫割集。引起顶上事件发生的基本事件的最低限度的集合叫最小割集。故障树的定量分析故障树的定量分析 利用故障树作为计算模型利用故障树作为计算模型，在已知底事件发生概率的
12、条件下，求，在已知底事件发生概率的条件下，求出顶事件（出顶事件（即系统失效）的发生概率即系统失效）的发生概率，从而，从而对系统的可靠性、安全性及风险作出评估对系统的可靠性、安全性及风险作出评估。 任务任务与门结构的输出输出事件发生的概率（并联系统发生失效概率）与门结构的输出输出事件发生的概率（并联系统发生失效概率）或门结构的输出输出事件发生的概率（串联系统失效概率）或门结构的输出输出事件发生的概率（串联系统失效概率）发动机的故障树：发动机的故障树：FMEA与与FTA的比较的比较 方法特点优点缺点FMEA分析每个零件的所有故障模式，用于单一故障分析，比FTA更详细。与硬件有关。属归纳法，只能定性
13、分析易懂；此法已被广泛接受，已经标准化只能分析硬件；花费时间多；经常不能考虑故障与人为因素的关系FTA从顶事件开始，找出引起故障的基本事件的集合，逻辑推理方法，能考虑人的因素、环境因素与软件。可以用电子计算机辅助建树；属演绎法，能进行定性分析和计算能找出故障的相互关系。寻找系统可能失效的方式，便于系统的维修和管理大型故障树难以理解。没有相似的系统流程表。数学上不是唯一的，涉及复杂的逻辑。只能表示两种系统状态实例实例1：目的手段型：目的手段型例：某制药厂生产骨痛贴膏，出现废片率高的问题。经过调查，症结是“膏面色泽不均匀”。实例实例2：因果分析型：因果分析型面料知识少面料知识少经经营营状状况况差差
14、管理问题管理问题购物环境差购物环境差商品结构不好商品结构不好款式陈旧款式陈旧尺寸号不全尺寸号不全低档服装少低档服装少男服式样少男服式样少售货员素质低售货员素质低服务态度差服务态度差业务知识差业务知识差说话不热情说话不热情接待不及时接待不及时扎堆聊天扎堆聊天不会推荐商品不会推荐商品缺少试衣间缺少试衣间自选范围小自选范围小样品陈列少样品陈列少灯光照明暗灯光照明暗商品管理差商品管理差价格定位高价格定位高下班关门早下班关门早退换没讲清退换没讲清货架摆放乱货架摆放乱商品落地放商品落地放商品有尘土商品有尘土实例实例2：用于因果分析主要问题：用于因果分析主要问题1.FTA概述概述 2.故障树的建立故障树的建立 3.故障树的分析故障树的分析 4.故障树故障树实例实例内容回顾：
