我們先來(lái)看一個(gè)案例

電機(jī)故障樹(shù)

基本概念

故障樹(shù)定義

故障樹(shù)是指用于指示哪些組件故障或外部事件或它們的組合將導(dǎo)致產(chǎn)品的給定故障的邏輯圖。

故障樹(shù)是一種邏輯因果關(guān)系圖，構(gòu)圖的元素是事件和邏輯門(mén)事件用來(lái)描述系統(tǒng)和元、部件故障的狀態(tài)邏輯門(mén)把事件聯(lián)系起來(lái)，表示事件之間的邏輯關(guān)系

故障樹(shù)分析

通過(guò)分析可能導(dǎo)致產(chǎn)品故障的硬件、軟件、環(huán)境和人為因素，繪制故障樹(shù)，然后確定產(chǎn)品故障原因的各種可能組合和/或它們的發(fā)生概率。

定性分析定量分析

自由貿(mào)易協(xié)定的目的

目的

幫助判明可能發(fā)生的故障模式和原因；發(fā)現(xiàn)可靠性和安全性薄弱環(huán)節(jié)，采取改進(jìn)措施，以提高產(chǎn)品可靠性和安全性；計(jì)算故障發(fā)生概率；發(fā)生重大故障或事故后，F(xiàn)TA是故障調(diào)查的一種有效手段，可以系統(tǒng)而全面地分析事故原因，為故障“歸零”提供支持；指導(dǎo)故障診斷、改進(jìn)使用和維修方案等。

自由貿(mào)易協(xié)定的特點(diǎn)

是一種自上而下的圖形演繹方法；有很大的靈活性；綜合性：硬件、軟件、環(huán)境、人素等；主要用于安全性分析；

故障樹(shù)的常見(jiàn)事件符號(hào)

故障樹(shù)的常用邏輯門(mén)符號(hào)

故障樹(shù)的常用邏輯門(mén)符號(hào)

故障樹(shù)的常用邏輯門(mén)符號(hào)

故障樹(shù)的常用邏輯門(mén)符號(hào)

故障樹(shù)示例

自由貿(mào)易區(qū)(Free Trade Area)

建筑臺(tái)階

廣泛收集并分析系統(tǒng)及其故障的有關(guān)資料；選擇頂事件；建造故障樹(shù)；簡(jiǎn)化故障樹(shù)。分析步驟建立故障樹(shù)；故障樹(shù)定性分析故障樹(shù)定量分析重要度分析分析結(jié)論：薄弱環(huán)節(jié)確定改進(jìn)措施

故障樹(shù)定性分析

目的

尋找頂事件的原因事件及原因事件的組合（最小割集）發(fā)現(xiàn)潛在的故障發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)，以便改進(jìn)設(shè)計(jì)指導(dǎo)故障診斷，改進(jìn)使用和維修方案

割集和最小割集的概念

割集：故障樹(shù)中一些底事件的集合，當(dāng)這些底事件同時(shí)發(fā)生時(shí)，頂事件必然發(fā)生；最小割集：若將割集中所含的底事件任意去掉一個(gè)就不再成為割集了，這樣的割集就是最小割集。

道路集和最小道路集的概念

路集：故障樹(shù)中一些底事件的集合，當(dāng)這些底事件同時(shí)不發(fā)生時(shí)，頂事件必然不發(fā)生；最小割集：若將路集中所含的底事件任意去掉一個(gè)就不再成為路集了，這樣的路集就是最小路集。

最小割集的意義

最小割集對(duì)于降低復(fù)雜系統(tǒng)的潛在事故風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義

如果每個(gè)最小割集中至少有一個(gè)底層事件永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生(發(fā)生概率極低)，那么頂層事件永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生(發(fā)生概率極低)，系統(tǒng)中潛在事故發(fā)生的概率最小

消除可靠性關(guān)鍵系統(tǒng)中的一階最小割集，可消除單點(diǎn)故障

可靠性關(guān)鍵系統(tǒng)不允許有單點(diǎn)故障。其中一種方法是在設(shè)計(jì)時(shí)分析故障樹(shù)，找出一階最小割集，在其級(jí)別或更高級(jí)別增加一個(gè)and門(mén)，使AND門(mén)盡可能靠近頂事件。

最小割集可以指導(dǎo)系統(tǒng)的故障診斷和維修

如果系統(tǒng)出現(xiàn)某一故障模式，則與之對(duì)應(yīng)的某一最小割集中的所有底部事件都必須已經(jīng)發(fā)生。在進(jìn)行維護(hù)時(shí)，如果只修復(fù)一個(gè)有故障的部件，系統(tǒng)可以恢復(fù)功能，但其可靠性水平遠(yuǎn)未恢復(fù)。根據(jù)最小割集的概念，只有修復(fù)同一最小割集中的所有部件故障，才能恢復(fù)系統(tǒng)的可靠性和安全性設(shè)計(jì)水平。

故障樹(shù)定性分析

例子

根據(jù)與門(mén)、或門(mén)的性質(zhì)和割集的定義，可以方便地求出故障樹(shù)的割集，如下:

{X1}、{X2、X3}、{X1、X2、X3}、{X2、X1}、{X1、X3}

根據(jù)與門(mén)、或門(mén)的性質(zhì)和割集的定義，可以方便地求出故障樹(shù)的最小割集，如下:

{X1}，{X2，X3}

最小割集求解方法

常用的方法有兩種:向下法和向上法

下行法求解最小割集

向下法:與門(mén)增加割集容量，或門(mén)增加割集數(shù)量；

上行法求解最小割集

上行方式:利用設(shè)定的操作規(guī)則，簡(jiǎn)化吸收操作。

在上面的例子中，底部事件的上層是:

向上一級(jí):

在前一級(jí):

最后的結(jié)果是:

最小割集比較根據(jù)最小割集含底事件數(shù)目(階數(shù))排序，在各個(gè)底事件發(fā)生概率比較小，且相互差別不大的條件下，可按以下原則對(duì)最小割集進(jìn)行比較：階數(shù)越小的最小割集越重要在低階最小割集中出現(xiàn)的底事件比高階最小割集中的底事件重要在最小割集階數(shù)相同的條件下，在不同最小割集中重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)越多的底事件 越重要

一個(gè)

結(jié)束

一個(gè)

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