1、故障树分故障树分析析Faul t Tree A nal ysi s（FTA ）FTA介绍主要内容目录目录FTA介绍概述与FMEA的对比集合与概率论基础知识目录目录概述风险分析的首要目的一方面是及时发现并排除缺陷，另一方面则是对同类 型的多套系统进行相互比较。对于可能导致系统失效的缺陷而言，风险分 析法的任务是要搞清其发生的概率以及可能导致的后果。而一旦系统发生 失效(异常事件)，那么，其造成的后果就是评估损失以及分析研究事故过 程的基础和依据。因此，风险不但与概率有关，而且还与其所导致的后果 有关。所以，在进行风险分析时，总是要关注以下的两个参数；-发生概率以及-系统失效所导致的后果FTA介绍
2、第一批的安全/风险分析（USA 150）主要侧重于调查研究系统部件/组件上各 种类型的故障（故障模式）以及各种故障模式所造成的影响（故障影响）。而 故障的影响和发生概率则被渐进地划分为四个等级：不久之后，人们就发现，随着设备和系统结构的日趋复杂，很难再进行孤立的 故障模式和故障后果分析。另外，这些风险分析方法也不适合作为定量的可靠 性分析。在可靠性原理以及逻辑代数的基础上，贝尔实验室（H. Watson, 1961年）的工程师成功地用采用逻辑符号的布尔模型对控制单元的故障进行了 描述。故障树分析也因此而诞生!在最近的10年中，故障树分析得到了进一步的改进。在大型复杂系统的安全以 及可靠性评估方
3、面，目前，故障树分析已经成为应用最广泛的分析方法。FTA介绍故障的影响故障的发生概率没有影响概率极低（1次/107工作小时）影响很小概率小（1次/105- 107工作小时）影响严重概率比较大（1次 104-105工作小时）灾难性的影响概率大（1次/IO4工作小时）6故障树分析法故障树分析( Fault Tree Analysis,FTA)故障树分析 (FTA)技术是美国贝尔电报公司的电话实验室于1961年开发的,它采 用逻辑的方法,形象地进行危险的分析工作,特点是直观、明了、思 路清晰、逻辑性强可以做定性分析,也可以做定量分析。体现了以系 统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性,它是安
4、全系统 工程的主要分析方法之一。FTA介绍7故障树分析的历史1961年由美国贝尔实验室首先提出并用于“民兵” 导弹的发射控制系统,成功地做出了对系统的随机失效问题进行预测。1965年美国波音公司研制出FA计算机程序,用于飞机的设计改进。1974年麻省理工学院采用FTA方法与事件树分析方法,进行了核电站 安全性分析,得出了核能是一种非常安全的能源的结论。目前,FTA是公认的对复杂系统进行安全性、可靠性分析的一种较好 的方法,在航天、航空、核能、轨道交通、化工等领域得到了广泛的 应用FTA介绍8什么情况下进行FTA客户要求认证需求事故调查安全关键产品安全报告评估纠正措施或设计方案分析事故根原因评估
5、安全屏障评估危害度、重要度、可靠度、风险FTA介绍目的对于导致异常事件发生的部件或者子系统的故障，借助故障树分析，就可以 发现它们之间的逻辑关系并用图表表达出来。而进行分析的目的不仅仅是要 发现导致故障的原因，而且还要弄清楚各方面的功能关系。通过故障树分析，可以做到：发现所有导致异常事件（故障树的顶事件）的故障以及故障组合，并弄清它们发生的原因，描述特别关键的事件或者事件组合（例如导致异常事件的故障），在需要的时候，计算可靠性方面的参数，包括异常事件的发生概率或 者说系统利用率，为系统设计提供客观的评价标准，以及对故障机制及其功能关系进行明确且条例分明的记录故障树分析是一种应用非常广泛的方法。
6、它一方面可以用于预防故障发生， 而另一方面，对于已经发生的故障，也可以通过故障树分析查明其原因。FTA介绍10定义定义故障树分析法（Fault Tree Analysis, 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。FTA介绍11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
7、用于定性分析又可定量分析。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FTA介绍如某电机工作原理图开关电机 (马达)电源开关合上后无电源马达故障电源 故障线路 故障12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FTA介绍电路开关合上后马达不转13FT A的特点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
8、析，因果关系清晰、形象。对导致事故的各种原因及逻 辑关系能做出全面、简洁、形象地描述,从而使有关人员了解和掌握安全控制 的要点和措施根据各基本事件发生故障的频率数据,确定各基本事件对导致事故发生的影响 程度结构重要度由于故障树将系统故障的各种可能因素联系起来，既可进行定性分析,又可进 行定量分析和系统评价,通过定性分析,确定各基本事件对事故影响的大小,从 而可确定对各基本事件进行安全控制所应采取措施的优先顺序,为制定科学、 合理的安全控制措施提供基本的依据。通过定量分析,依据各基本事件发生的 概率,计算出顶上事件(事故)发生的概率,为实现系统的最佳安全控制目标提供 一个具体量的概念,有助于其它
9、各项指标的量化处理，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FTA介绍14FT A的不足的不足FTA分析事故原因是强项,但应用于原因导致事故发生的可能性推测是弱项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FTA分析是针对一个特定事故作分析,而不是针对一个过程或设备系统作分析, 因此具有局部性要求分析人员必须非常熟悉所分析的对象系统,能准确和熟练地应用分析方法。 往往会出现不同分析人员编制的
10、事故树和分析结果不同的现象FTA是一种系统化的演绎方法，对于复杂系统,编制事故树的步骤较多,编制的 事故树也较为庞大,计算也较为复杂,给进行定性、定量分析带来困难，过程比 较繁琐计算量很大的，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要对系统进行定量分析,必须事先确定所有各基本事件发生的概率,否则无法进 行定量分析FTA介绍风险分析零件计数法推断分析故障模式和影响 分析归纳分析故障率分析故障率 分析零件疲劳法系统状态 分析马尔科夫 过程故障模式和影响 及危害性分析事件过程分析故障树分析最常用的技术风险分析方法的相互关系FTA介绍F M E A 与与FT A
11、分析方法分析方法失效模式影响分析(Fai l ure M ode and Effects A nal ysi s， FM EA )和和故故障障 树分树分析析(Faul t Tree A nal ysi s，FTA )是是可可靠性靠性工工程中程中常常用的用的系系统可统可靠靠性性分分 析方析方法法。FTA介绍16FTA介绍17数学概率论基础知识准数学概率论基础知识准备备集合定义集合定义有某种特定性质的事物的总体称为集合有某种特定性质的事物的总体称为集合 组组成集合的事物称为元素成集合的事物称为元素 不含任何元素的集不含任何元素的集合称为空集合称为空集 元素元素a属于集合属于集合M,记作记作a M元
12、素元素a不属于集合不属于集合M,记作记作a M (或或a M )1819数学概率论基础知识准数学概率论基础知识准备备集合表示集合表示法法(1)列举法列举法:按某种方式列出集合中的全体元素按某种方式列出集合中的全体元素 例例:有限集合有限集合A =a1,a2, , an=aini=1 自然数集自然数集N=0,1,2,n,=n(2)描述法描述法:M=x|x所具有的特征所具有的特征 例例:实数集合实数集合R=x|x为有理数或无理数为有理数或无理数开区间开区间(a,b)=x| axb, x是实数是实数 闭区间闭区间a,b=x| ax b,x是实数是实数20数学概率论基础知识准数学概率论基础知识准备备集
13、合表示集合表示法法(1)列举法列举法:按某种方式列出集合中的全体元素按某种方式列出集合中的全体元素 例例:有限集合有限集合A =a1,a2, , an=aini=1 自然数集自然数集N=0,1,2,n,=n(2)描述法描述法:M=x|x所具有的特征所具有的特征 例例:实数集合实数集合R=x|x为有理数或无理数为有理数或无理数开区间开区间(a,b)=x| ax=1焊接部位接触不良=1发光二极管损坏发光二极管没 有按照时钟周 期发光=1电源故障控制电压故障发光二极管烧穿限制集电极电流的 电阻RC短路发光二极管的主要故障焊接部位接触不良故障故障树树分分析析晶体管TR1不受控制发光二极管上没有电压限制
14、基本电流的 电阻RB1断路RB1的主要故障（断路）RB1损坏焊接部位接触不良RB1因老化而电阻增大RB2的主要故障（断路）RB2因老化而电阻增大=1限制基本电流 的电阻RB2断路晶体管TR2不受控制RC的主要故障RC断路=1焊接部位接触不良RC损坏RB2损坏焊接部位接触不良故障故障树树分分析析反极焊接部位接触不良TR2出现机械故障TR2的主要故障（断路）晶体管TR1断路/击穿RB1短路RB2短路TR1的主要故障（短路）TR2的主要故障（短路）晶体管TR2断路/击穿TR1损坏TR2损坏=1=1=1=1=1TR1的主要故障（断路）反极TR1出现机械故障焊接部位接触不良99故障树的建造建树的注意事项
15、故障树的规范化故障树的简化和模块分解故障树定性分析故障树定量分析重要度分析分析时应注意的事项分析报告示例FTA分分析析 步骤步骤1001. 故障树的建造故障树的建造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，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。建树是一个多次反复、逐步深入完善的过程。FTA分分析析 步骤步骤1011. 故障树的建造故障树的建造常用的建树方法为演绎法演绎法，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
16、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）FTA分分析析 步骤步骤1021. 故障树的建造故障树的建造建树建树步步骤骤：1) 掌掌握系握系统统包括系统的设计资料(如说明书、原理图、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) 选选择顶择顶事事件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F
17、TA分分析析 步骤步骤1031. 故障树的建造故障树的建造3)建建造故造故障障树树对于复杂系统，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（如管路泄漏造成动力不足）电磁控制系统故障FTA分分析析 步骤步骤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104故障1. 故障树的建造故障树的建造FTA分分析析 步骤步骤飞机起落架放不下来1052. 建树注意事项建树注意事项1) 明确建树边界条件明确建树边界条件建树前
18、应对分析作出合理的假设。（产品设计、操作和环境必须进行评估、 人的因素和软件对系统的影响、必须了解导致顶事件的原因及影响之间的 关系）应在PHA或FMEA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 （同一门下的输入事件必须是相互独立的,且对输出事件有真 正的贡献）FTA分分析析 步骤步骤1062. 建树注意事项建树注意事项定义边界(约束)条件系统的物理边界 FTA应该包括哪些部件,剔除哪些?初始边界 当不期望的顶事件发生时,系统处在什么样的运行状态?反应外部应力的边界条件 分析过程应考虑哪些外部应力:战争、破坏、地震、闪电等分析的深度 故障树分析的最低层次FTA分分析析 步
19、骤步骤1072. 建树注意事项建树注意事项2) 故障事件要严格定义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FTA分分析析 步骤步骤1082. 建树注意事项建树注意事项确定顶事件FTA分分析析 步骤步骤可能的不期望的系统故 障/状态1.充分利用FMECA、PHA等分析结果错误停靠停靠在两层之间失控坠落2.哪些故障/状态可能导致安全事故、 乘员死亡或受伤？首先考虑安全性意外开门无法开门3.哪些故障/状态 都可能致系统失效？4.哪些故障/状态会导致产品功能性能下降?1092. 建树注意事项建树注意事项事件原因分析
20、的INS原则Immediate-不要遗漏任何事件 Necessary-仅包括实际上必须的事件 Sufficient-不包括多于最小必须的事件部件故障分析遵从PSC原则Primary Fault-在规定的使用条件下由系统、元、部件本身引起质量 问题的故障Second Fault-超出设计使用条件引起故障,也包括环境震动、应力超 标等Command Fault-由本系统中其他与该分析对象有接口关系的部件发出错误控制信号、指令或超声的影响引起的,旦这些影响消除后,系统或 部件即可恢复正常状态。人为因素如:选件或安装、设置不正确导致FTA分分析析 步骤步骤1102. 建树注意事项建树注意事项3) 应应
21、从上从上向向下逐下逐级级建建树树这样可防止建树时发生事件的遗漏4) 建建树时树时不不允许允许门门与门与门直直接相接相连连，故，故障障树节树节点点必须必须有有描描述述信息信息 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) 用用直接直接事事件代件代替替间接间接事事件件使事件具有明确的定义且便于进一步向下发展6) 重重视共视共因因事事件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FTA分分析析
22、步骤步骤1113. 故障树的规范化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FTA分分析析 步骤步骤1123. 故障树的规范化故障树的规范化特殊特殊事事件的件的规规范化范化：未探明事件 根据其重要性(如发生概率的大小，后果严重程度等等)和数据的完备性，或者当作基本事件或者删去：重要且数据完备的未探明事件当作基本事件对待 不重要且数据不完备的未探明事件则删去 其
23、它情况由分析者酌情决定开关事件：当作基本事件条件事件：总是与特殊门联系在一起的，它的处理规则在特殊门 的等效变换规则中介绍FTA分分析析 步骤步骤顺序与门变换为与门1133. 故障树的规范化故障树的规范化 特殊特殊门门的规的规范范化原化原则则： 顺序顺序与与门变门变换换为与为与门门输出不变，顺序与门变为与门，其余输入不变，顺序条件事件作 为一个新的输入事件FTA分分析析 步骤步骤2/4表决门变换为或门与门的组合1143. 故障树的规范化故障树的规范化 表决门变换表决门变换为或门和与门的组合为或门和与门的组合FTA分分析析 步骤步骤3. 故障树的规范化故障树的规范化 异或门变换为或异或门变换为或
24、门、与门和非门组合门、与门和非门组合115FTA分分析析 步骤步骤3. 故障树的规范化故障树的规范化 禁门变换为与门禁门变换为与门原输出事件不变，禁门变换为与门，与门之下有两个 输入，一个为原输入事件，另一个为禁止条件事件116禁门变换为与门FTA分分析析 步骤步骤1174. 故障树的简化和模块分解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FTA分分析析 步骤步骤1184. 故障树的简化
25、和模块分解故障树的简化和模块分解 故障树的简化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 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FTA分分析析 步骤步骤4. 故障树的简化和模块分解故障树的简化和模块分解布尔代数常用规则119FTA分分析析 步骤步骤4. 故障树的简化和模块分解故障树的简化和模块分解120FTA分分析析 步骤步骤1214. 故障树的简化和模块分解故障树的简化和模块分解故障故障树树的模的模块块分分解解 模模块块：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
26、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FTA分分析析 步骤步骤求最小割集的故障树1225. 故障树定性分故障树定性分析析 下行法下行法FTA分分析析 步骤步骤1235. 故障树定性分故障树定性分析析 下行下行法法 从步骤1到2时，因下面是或门，所以在步骤2中的位 置换之以竖向串列。从步骤2到3时，因下面是与门， 所以横向并列，以此下去，直到第6步。共得到9个割 集：X1,X4 , X6,X4 , X7,X5 , X6,X5 , X7 ,X3,X6,X8,
27、X2通过集合运算吸收律规则简化以上割集，得到 全部最小割集。因为X 6 X 4 X 6 X 6 ,X 6 X 5 X 6 X 6所以x4 x6和 x5 x6被吸收，得到全部最小割集：X1,X 4 , X 7 ,X5 , X 7 ,X3,X 6 ,X8 ,X 2 FTA分分析析 步骤步骤5. 故障树定性分故障树定性分析析 上行法上行法仍以上述故障树为例，用上 行法求最小割集。故障树的 最下一级为：M 4 X 4 X 5M 5 X 6 X 7M 6 X 6 X8往上一级为：M2 M4M5 (X4 X5 )(X6 X7 ) X4 X6 X4 X7 X5 X6 X5 X7M3 X3 M6 X3 X6
28、X8124FTA分分析析 步骤步骤1255. 故障树定性分故障树定性分析析上行上行法法 再往上一级为：M1 M 2 M 3 X 4 X 6 X 4 X 7 +X 5 X 6 X 5 X 7 X 3 X 6 X 8最上一级为：T X1 X 2 M1 X1 X 2 X 4 X 7 X5 X 7 X3 X 6 X8上式共有7个积项，因此得到7个最小割集：X1,X 2,X3,X6,X8,X 4 , X7 ,X5 , X7 FTA分分析析 步骤步骤1266. 故障树定量分析故障树定量分析定量分析的主要任务之一是计算或估计顶事件发生的概率 定量定量分分析时析时的的假假设设底事件之间相互独立底事件和顶事件都
29、只考虑二种状态发生或不发生，也就是说元部件和系统都是只有二种状态正常或故障一般情况下，故障分布都假定为指数分布单调关联系统FTA分分析析 步骤步骤 ( x) ( x1 , x2 , xn )(7-1)则顶事件T发生的概率（不可靠度）FS (t)为6. 故障树定量分析故障树定量分析 利用结构函数计算事件发利用结构函数计算事件发生的概率生的概率已知n个事件组成的故障树，其结构函数为P(T ) Fs (t) E (x) gF (t) gF1 (t), F2 (t),随机变量xi 的期望值：E xi (t ) P xi (t ) 1 Fi (t ), Fn (t)(7-2)(7 -3 )FTA分分析析
30、 步骤步骤127, KR 及底事件发生的概率， 为： FS (t)则顶事件T发生的概率（不可靠度）K1, K2 ,x1 , x2 , xni 1 P (T ) P (FsKi )( 7 -4 )R6. 故障树定量分析故障树定量分析利用利用最最小割小割集集计算计算事事件发件发生生的概的概率率 求求顶顶事事件发件发生生概率概率的的精精确确值值 若已知故障树所有最小割集（MCS）为FTA分分析析 步骤步骤128129 P(Ki K j Kk ) (1)P(K1K2 K R ) P(Ki K j ) Fs P(T ) P( Ki ) P(Ki ) i1m11i jk Ri11i j RRRFs P(T
31、 ) P( Ki ) P(K i )i 1i 1RR6. 故障树定量分析故障树定量分析Ki 之间不相容时：Ki 之间相容时：FTA分分析析 步骤步骤1306. 故障树定量分析故障树定量分析通常，最小割集中含有重复的底事件，即最小割集之间是相交的， 此时计算顶事件发生的概率就必须用相容事件的概率公式（即容斥 公式）或不交化代数。当但MCS的个数足够大时，用这个公式计算 就会产生“组合爆炸”。所需的计算项数按指数率增长。因此，通 常计算顶事件概率精确值都采用化相交和为不相交和的方法。化相交和为不相交和的方法有很多，常用的有：直接化法和递推化 法。FTA分分析析 步骤步骤6. 故障树定量分析故障树定
32、量分析(1)直接化法根据集合运算的性质，有：131上式可以推广到一般通式如下：K1 K 2 K R FTA分分析析 步骤步骤当顶事件T由不交和表示后，即可由底事件发生的概率值求出顶事件发生的 概率值P(T)当MCS较多时，精确计算顶事件发生的概率一般都用计算机进行。仅仅在MCS 不太多时，才用手工计算1326. 故障树定量分析故障树定量分析FTA分分析析 步骤步骤1336. 故障树定量分析故障树定量分析求求顶事顶事件件发生发生概概率的率的近近似似值值 在许多实际工程问题中，精确计算是不必要的，这是因为：统计得到的基本数据往往是不很准确的，因此用底事件的数据计 算顶事件发生的概率值时精确计算没有
33、实际意义。Fs P(T ) P( Ki ) P(Ki )i1i 1RRFTA分分析析 步骤步骤6. 故障树定量分析故障树定量分析134FTA分分析析 步骤步骤1356. 故障树定量分析故障树定量分析根据上式计算：7P(100) FS (100) ( Fi (100)i1iK j F1 (100) F4 (100) F7 (100) F5 (100) F7 (100) F3 (100) F6 (100) F8 (100) F2 (100) 0.01 (0.02 0.03) (0.02 0.03) 0.01 0.03 0.03 0.01 0.0912上述近似计算顶事件发生概率的方法，可用于最小割集
34、之间有重 复出现的底事件的情况FTA分分析析 步骤步骤1367.重要度分析重要度分析定量分析的另一重要任务是计算重要度一个零件、部件或最小割集对顶事件的贡献称为重要度由于设计的对象不同，要求不同，所采用的重要度分析方法也不 同常用的重要度分析方法，有概率重要度、结构重要度、关键重要 度（相对重要度）等。在实际工程中，根据具体情况选用FTA分分析析 步骤步骤7.重要度分析重要度分析概率重要度137FTA分分析析 步骤步骤7.重要度分析重要度分析138FTA分分析析 步骤步骤7.重要度分析重要度分析关键关键重要重要度度139FTA分分析析 步骤步骤7.重要度分析重要度分析140FTA分分析析 步骤
35、步骤(8-3)7.重要度分析重要度分析结构结构重重要要度度141FTA分分析析 步骤步骤142称Ii 为结构重要度，是因为它与顶事件发生概率毫无关系，仅取决于第 个部件在系统结构中所处的位置。例：仍以本故障树为例，试求各部件的结构重i要度。 解：该系统由三个部件，所以有 23 8 种状态。7.重要度分析重要度分析FTA分分析析 步骤步骤7.重要度分析重要度分析143FTA分分析析 步骤步骤1448.分析时应注意的事项分析时应注意的事项FTA可用于安全性、可靠性和风险分析，应与FMEA结合进行。FMEA基本上是单因素分析，并可确定每种故障模式的严重度类别。FTA根据FMEA所 确定的严重程度，选
36、择顶事件进行多因素综合分析。应通过FMEA找出影响安全及 任务成功的关键故障模式作为顶事件,建立故障树进行多因素分析,找出各种故障 模式组合,为改进设计提供依据。“谁设计,谁分析。”故障树应由设计人员在FMEA基础上建立。可靠性专业人员协助、指导,并由有关人 员审查,以保证故障树逻辑关系的正确性以及分析结果的可信。在产品研制早期就应进行FTA,以便早发现问题并进行改进。随设计工作进展,FTA 应不断补充、修改、完善。产品定义、故障判据、建树的边界条件等必须明确FTA输出的设计改进措施,必须落实到图纸和有关技术文件中应采用计算机辅助进行FTA由于故障树定性、定量分析工作量十分庞大,因此建立故障树
37、后,应采用计算机辅 助进行分析,以提高其精度和效率。FTA分分析析 步骤步骤1459.分析报告分析报告产品(系统、子系统、设备等)定义；产品的功能框图；顶事件及其选择原则；建树的假设；完整的故障树；定性、定量分析过程、结论及相应建议；定量分析时数据的来源；最小割集清单及重要度表。FTA分分析析 步骤步骤14610. 工作坊工作坊FTA分分析析 步骤步骤147故障树分析的基本程序1.熟悉系统:要详细了解系统状态及各种参数,绘出工艺流程图或布置图2.调查事故:收集事故案例,进行事故统计,设想给定系统可能发生的事故3.确定顶事件:要分析的对象即为顶事件。对所调查的事故进行全面分析,从中找出后 果严重
38、且较易发生的事故作为顶事件4.确定目标值:根据经验教训和事故案例,经统计分析后,求解事故发生的概率(频率), 以此作为要控制的事故目标值。5.调查原因事件:调查与事故有关的所有原因事件和各种因素。6.画出故障树:从顶事件起,逐级找出直接原因的事件,直至所要分析的深度,按其逻辑 关系,画出故障树7.分析:按故障树结构进行简化,确定各基本事件的结构重要度。8.事故发生概率:确定所有事故发生概率,标在故障树上,并进而求出顶上事件(事故) 的发生概率9.比较:比较分可维修系统和不可维修系统进行讨论,前者要进行对比,后者求出顶上事件发生概率即可10.分析:原则上是上述10个步骤,在分析时可视具体问题灵活掌握,如果故障树规模很 大,可借助计算机进行。目前我国故障树分析一般都考虑到第7步进行定性分析为止, 也能取得较好效果总结总结
