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FTY故障树分析

 牵牛360 2017-04-07

故障树分析法(Fault Tree Analysis,简称FTA)

就是在系统(过程)设计过程中,通过对可能造成系统故障的各种因素(包括硬件、软件、环境、人为因素等)进行分析,画出逻辑框图(即故障树),从而确定系统故障原因的各种可能组合及其发生概率,以计算系统故障概率,采取相应的纠正措施,提高系统可靠性的一种设计分析方法.


故障树分析主要应用于

  1. --复杂系统的功能逻辑分析;

  2. --分析同时发生的非关键事件对顶事件的综合影响;

  3. --评价系统可靠性与安全性;

  4. --确定潜在设计缺陷和危险;

  5. --评价采用的纠正措施;

  6. --简化系统故障查找。


FTA分析主要步骤:

建立故障树、故障树的规范化、简化和模块分解、故障树的定性分析和故障树的定量分析。

建树步骤:

选定顶事件--某一影响最大的系统故障;将造成系统故障的原因逐级分解为中间事件;直至底事件--不能或不需要分解的基本事件,构成一张树状的逻辑图--故障树。

  1. 选择和确定顶事件:顶事件是系统最不希望发生的事件,或是指定进行逻辑分析的故障事件。

  2. 分析顶事件:寻找引起顶事件发生的直接的必要和充分的原因。将顶事件作为输出事件,将所有直接原因作为输入事件,并根据这些事件实际的逻辑关系用适当的逻辑门相联系。

  3. 分析每一个与顶事件直接相联系的输入事件。如果该事件还能进一步分解,则将其作用下一级的输出事件,如同b中对顶事件那样进行处理。

  4. 重复上述步骤,逐级向下分解,直到所有的输入事件不能再分解或不必要再分解为止,即建成了一棵倒置的故障树。

定性分析

目的是为了弄清系统(或设备)出现某种故障(即顶事件)的可能性有多少,分析哪些因素会引发系统的某种故障。

定量分析

目的是得到在底事件互相独立和已知其发生概率的条件下,顶事件发生概率和底事件重要度等定量指标(GJB 768)。

常用的指标是:顶事件发生的概率、底事件重要度等。


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.确定顶上事件:要分析的对象即为顶上事件。对所调查的事故进行全面分析,从中找出后果严重且较易发生的事故作为顶上事件。

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:从顶上事件起,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


失效性图解符号说明:

故障树分析所用符号有三类,即事件符号,逻辑门符号,转移符号。

FTY故障树分析

事件符号

(1) 矩形符号:它表示顶上事件或中间事件,也就是需要往下分析的事件。将事件扼要记入矩形方框内。

(2) 圆形符号:它表示基本原因事件,或称基本事件。它可以是人的差错,也可以是机械、元件的故障,或环境不良因素等。它表示最基本的、不能继续再往下分析的事件。

(3) 屋形符号:主要用于表示正常事件,是系统正常状态下发生的正常事件。

(4) 菱形符号: 它表示省略事件,主要用于表示不必进一步剖析的事件和由于信息不足,不能进一步分析的事件。

FTY故障树分析

FTY故障树分析

——逻辑与门:表示仅当所有输入事件都发生时,输出事件才发生的逻辑关系。

——逻辑或门:表示至少有一个输入事件发生,输出事件就发生的逻辑关系。

——条件与门:表示B1、B2不仅同时发生,而且还必须再满足条件α,输出事件A才会发生的逻辑关系。

——条件或门:表示任一输入事件发生时,还必须满足条件α,输出事件A才发生的逻辑关系。

——排斥或门:表示几个事件当中,仅当一个输入事件发生时,输出事件才发生的逻辑关系。

——限制门:表示当输入事件B发生,且满足条件X时,输出事件才会发生,否则,输出事件不发生。限制门仅有一个输入事件。

——顺序与门:表示输入事件既要都发生,又要按一定的顺序发生,输出事件才会发生的逻辑关系。

——表决门:表示仅当n个事件中有m(m≤n)个或m个以上事件同时发生时,输出事件才会发生。

FTY故障树分析

转移符号包括:

——转入符号。表示转入上面以对应的字母或数字标注的子故障树部分符号。

——转出符号。表示该部分故障树由此转出,。

FTY故障树分析

FTA的示例

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