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1對(duì)故障樹的基本理解

故障樹:一種邏輯圖，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。故障樹是一種邏輯因果圖，構(gòu)成的要素是事件和邏輯門:事件用于描述系統(tǒng)、部件和組件的失效狀態(tài)；邏輯門連接事件，表示事件之間的邏輯關(guān)系。

故障樹分析(FTA):通過分析可能導(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，進(jìn)而確定產(chǎn)品故障原因的各種可能組合和/或其發(fā)生概率。

1.目的和特點(diǎn)

(1)目的

幫助識(shí)別可能的故障模式和原因；

發(fā)現(xiàn)可靠性和安全性的薄弱環(huán)節(jié)，采取改進(jìn)措施，提高產(chǎn)品的可靠性和安全性；

計(jì)算失敗的概率；

重大故障或事故發(fā)生后，故障樹分析法(FTA)是故障調(diào)查的有效手段，可以系統(tǒng)、全面地分析事故原因，為故障的“零回報(bào)”提供支持；

指導(dǎo)故障診斷，改進(jìn)使用和維護(hù)計(jì)劃等。

(2)特征

是一種自上而下的圖形推演法；

靈活性大；

綜合:硬件、軟件、環(huán)境、人為因素等。；

主要用于安全分析。

2.自由貿(mào)易協(xié)定工作要求

(1) FTA應(yīng)在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段進(jìn)行，以便及早發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)行改進(jìn)。隨著設(shè)計(jì)工作的發(fā)展，F(xiàn)TA應(yīng)不斷補(bǔ)充、修訂和完善。

(2)“誰設(shè)計(jì)，誰分析?！?故障樹應(yīng)由設(shè)計(jì)師基于FMEA建立?？煽啃詫I(yè)人員協(xié)助指導(dǎo)，相關(guān)人員審核，以保證故障樹邏輯關(guān)系的正確性。

(3)結(jié)合FMEA:通過FMEA將影響安全和任務(wù)成功的關(guān)鍵失效模式(即嚴(yán)重程度為一級(jí)和二級(jí)的失效模式)識(shí)別為頂層事件，建立故障樹進(jìn)行多因素分析，找出失效模式的各種組合，為改進(jìn)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

(4)4)FTA輸出的設(shè)計(jì)改進(jìn)措施必須落實(shí)在圖紙及相關(guān)技術(shù)文件中。

(5)應(yīng)采用計(jì)算機(jī)輔助故障樹分析:由于故障樹定性和定量分析的工作量巨大，在建立故障樹后應(yīng)采用計(jì)算機(jī)輔助分析，以提高其準(zhǔn)確性和效率。

3.常見事件和邏輯門符號(hào)

(1)常見事件符號(hào)

(2)普通邏輯門符號(hào)

2故障樹分析

1.故障樹形圖分析

(1)建筑步驟

廣泛收集和分析系統(tǒng)及其故障的相關(guān)數(shù)據(jù)；

選擇頂級(jí)事件；

建立故障樹；

簡化故障樹。

(2)分析步驟

建立故障樹；

故障樹定性分析

故障樹的定量分析

重要性分析

分析結(jié)論:薄弱環(huán)節(jié)

確定改進(jìn)措施。

2.故障樹定性分析

(1)目的

求頂事件的原因事件和原因事件的組合(最小割集)；

發(fā)現(xiàn)潛在故障；

發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié)，從而改進(jìn)設(shè)計(jì)；

指導(dǎo)故障診斷，改進(jìn)使用和維護(hù)計(jì)劃。

(2)割集和最小割集

割集:故障樹中一些底層事件的集合。當(dāng)這些底部事件同時(shí)發(fā)生時(shí)，頂部事件必然會(huì)發(fā)生；

最小割集:如果割集中包含的底部事件之一被任意移除，它將不再成為割集，這樣的割集就是最小割集。

(3)示例

3.故障樹的定量分析

(1)假設(shè)

獨(dú)立性:底層事件相互獨(dú)立；

兩種狀態(tài):元件、組件和系統(tǒng)只有兩種狀態(tài):正常和故障

指數(shù)分布:元件、組件和系統(tǒng)壽命

(2)故障樹的數(shù)學(xué)描述

(3)典型邏輯門的概率計(jì)算

(4)頂部事件概率的計(jì)算

(1)最小割集不相交

②最小割集之間的交集

1-總概率法

2-直接法

3-遞歸方法

4-近似算法

3故障樹的簡化

1.故障樹的簡化

2.故障樹的模塊分解

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