故障树 非常实用的工具和方法：故障树分析法（FTA）

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1对故障树的基本理解

故障树:一种逻辑图，用于指示哪些组件故障或外部事件或它们的组合将导致产品的给定故障。故障树是一种逻辑因果图，构成的要素是事件和逻辑门:事件用于描述系统、部件和组件的失效状态；逻辑门连接事件，表示事件之间的逻辑关系。

故障树分析:通过分析可能导致产品故障的硬件、软件、环境和人为因素，绘制故障树，进而确定产品故障原因的各种可能组合和/或其发生概率。

1.目的和特点

目的

帮助识别可能的故障模式和原因；

发现可靠性和安全性的薄弱环节，采取改进措施，提高产品的可靠性和安全性；

计算失败的概率；

重大故障或事故发生后，故障树分析法是故障调查的有效手段，可以系统、全面地分析事故原因，为故障的“零回报”提供支持；

指导故障诊断，改进使用和维护计划等。

特征

是一种自上而下的图形推演法；

灵活性大；

综合:硬件、软件、环境、人为因素等。；

主要用于安全分析。

2.自由贸易协定工作要求

FTA应在产品开发的早期阶段进行，以便及早发现问题，进行改进。随着设计工作的发展，FTA应不断补充、修订和完善。

“谁设计，谁分析。”:故障树应由设计师基于FMEA建立。可靠性专业人员协助指导，相关人员审核，以保证故障树逻辑关系的正确性。

结合FMEA:通过FMEA将影响安全和任务成功的关键失效模式识别为顶层事件，建立故障树进行多因素分析，找出失效模式的各种组合，为改进设计提供依据。

4)FTA输出的设计改进措施必须落实在图纸及相关技术文件中。

应采用计算机辅助故障树分析:由于故障树定性和定量分析的工作量巨大，在建立故障树后应采用计算机辅助分析，以提高其准确性和效率。

3.常见事件和逻辑门符号

常见事件符号

普通逻辑门符号

2故障树分析

1.故障树形图分析

建筑步骤

广泛收集和分析系统及其故障的相关数据；

选择顶级事件；

建立故障树；

简化故障树。

分析步骤

建立故障树；

故障树定性分析

故障树的定量分析

重要性分析

分析结论:薄弱环节

确定改进措施。

2.故障树定性分析

目的

求顶事件的原因事件和原因事件的组合；

发现潜在故障；

发现设计中的薄弱环节，从而改进设计；

指导故障诊断，改进使用和维护计划。

割集和最小割集

割集:故障树中一些底层事件的集合。当这些底部事件同时发生时，顶部事件必然会发生；

最小割集:如果割集中包含的底部事件之一被任意移除，它将不再成为割集，这样的割集就是最小割集。

示例

3.故障树的定量分析

假设

独立性:底层事件相互独立；

两种状态:元件、组件和系统只有两种状态:正常和故障

指数分布:元件、组件和系统寿命

故障树的数学描述

典型逻辑门的概率计算

顶部事件概率的计算

最小割集不相交

②最小割集之间的交集

1-总概率法

2-直接法

3-递归方法

4-近似算法

3故障树的简化

1.故障树的简化

2.故障树的模块分解

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