起重作业故障树模型分析汇总

1、模板九、起重作业故障树模型分析9.1 起重作业故障树分析该工程起重设备存在于车间、仓库等主要生产、储存场所，在生产过程 中起着举足轻重的作用，大量的原料、成品、半成品都要使用起重设备进行 吊装，生产设备的检修与安装就更离不开起重设备。据国家有关部门统计， 冶金企业的起重设备所造成的伤害事故占各类伤害事故的30%fc右，杜绝或减少起重伤害事故已是安全管理的一个重要课题。现根据该工程中使用的主 要起重设备的特点，结合同类行业事故案例，本报告现以起重作业伤人事故 为例进行故障树分析。起重伤害危险性最大的事故为起重设备在运行过程失 稳倾翻事故，但从以往的事故统计来看，失稳倾翻事故发生的可能性较小， 主

2、要的起重伤害为吊运过程的伤人事故，本评价以起重机吊钩吊物坠落伤人事故为顶上事件，采用故障树进行重点分析。9.1.1 编制故障树起重机吊钩吊物坠落彳人故障树图见图 9.1、图9.1续图1、图9.1续图2 及图9.1续图3。1模板九、起重作业故障树模型分析6起重机吊钩吊物坠落伤人事故吊钩吊物下有人A1吊钩吊物坠落A2人在吊物下挂钩指挥未起作用起重钢丝绳破裂吊具吊索破裂吊物脱落吊物在人上空通过C1人在吊 物工行指挥不灵 | /A、 |一A 强度不足 C8-p2 57 -TT5rVX10吊物超重X2司机操作失误看见未制止X3X4X8X5非挂钩工指挥X9过载保护器失灵E2钢丝绳脱槽磨轴D6轴质量差X66

3、材质B7卷筒固定绳夹断裂X67磨损严重C11-i平衡轮轴断裂X19惯性超重 F3?起吊埋在地下物体歪拉 斜吊X14X1起吊不 明重量 的重物估计错误X16X17明知超重仍起吊 /X18震动X65钢丝绳脱槽-E5吊物接近额定负荷始吊速度过快设计缺陷X46X12V吊物棱 J角缺口 垫好X38 1X39使用变形 磨损的吊 、索具吊具选用不合理钢丝绳有死结捆绑方法不正确）吊具、吊索腐蚀X40X41X42X4X45吊运钢水及其他金属液体或赤热金属所用链条吊环未定期退火滑轮轮X64护罩不 起作用X44图9.1起重作吊钩吊物坠落伤人故障树图9.1续图2图9.1续图1C7+吊钩脱落B6吊物坠落C10C9浮动物

4、脱落吊物没 设计吊 装点D3X4X53吊具脱钩无防止脱钩装置X56图9.1续图3D4吊运中常具松动IE3吊钩折断D5+1吊钩强度不足 E4过载工法确 翻、万正 兜件不吊物下降时被“垫“住X55模板九、起重作业故障树模型分析9.1.2故障树定量分析9.1.2.1 伤害事故类别的概率计算(1) A概率计算求最小割集按行列法进行运算得到:17Ai出出2X1X9X9C1 1广X2X9X3X9X6X9X4X9X5X9B1X10X1X10X8C1 X6X10X2X10X3X10X4X10X5X10所以，最小割集有24个，分别为:Ki= xi,x7K2=X2,X7K5= X5,X7K6=X6,X7K9= X

5、3,X8 K 10= X4,X8K13= X1,X9K14=X2,X9K17= X5,X9K18=X6,X9K21= X3,X1。 K 22= X4,X10K3= X3,X7K4=X4,X 7K7= X1,X8K8=X2,X 8K11=X5,X8K12=X6,X 8K15=X3,X9K16=X4,X 9K 19= X1,X 10K 20= X2,X 10K 23= X5,X 10K 24= X6,X 10求A概率(qQAl=XlX7+X2X7+X3X7+X4X7+X5X7+X6X7+XlX8+X2X8+X3X8+X4X8+X5X8 +X6X8+XlX9+X2X9+X3X9+X4X9+X5X9+

6、X6X9+XlXl0+X2Xl0+X3Xl0+X4Xl0+X5Xl0+X6Xl0qA产 1-(1-q iq7)(1-q 2q7)(1-q 3q7)(1-q 4q7)(1-q 5q7)(1-q 6q7)(1-q ) (1-q 2q8)(1-q 3q8)(1-q 4q8)(1-q 5q8)(1-q 6q8)(1-q iq9)(1-q 2qg)(1-q 3q9)(1- q4q9)(1-q 5q9)(1-q 6q9)(1-q iq10)(1-q 2q10)(1-q 3q10)(1-q 4q10)(1-q sq.) (1-q 6中)将表9.1中数值代入得：qM 1-(1-10 3 x 5X 102)(1

7、-10 -2 x 5X 10-2) (1-10 -2 x 5X 10-2) (1-10-3X5X 10-2) (1-5 X10-2X5X10-2) (1-10 -3X5X 10-2) (1-10 -3 x 10-3)(1-10 -2 x10-3) (1-10-2x10-3)(1-10-3x10-3)(1-5 X10-2X10-3)(1-10-3x10-3)(1-10-3 x10-3)(1-10-2x10-3)(1-10-2x10-3)(1-10-3x10-3) (1-5 x 10-2x 10-3)(1-10 -3x10-3)(1-10 -3X8X 10-2)(1-10 -2X8 x 10-2)

8、(1-10 -2X8X10-2)(1-10-3x 8X10-2) (1-5x10-2X8X10-2)(1-10-3X8X 10-2)=10-2表9.1基本事件发生概率取值表代号基本事件名称qi1-q iA1吊钩、吊物卜后人X1人在吊物下作业10-30.999X2被迫通过10-20.99X3视线不清10-20.99X4司机操作失误10-30.999X5非司机开车5X 10-20.95X6人在吊物下行走10-30.999X7无人指挥-25X 100.95X8疏忽人息10-30.999X9看见未制止10-30.999代号基本事件名称qi1-q iX10非挂钩工指挥一一-28X 100.92B3吊钩失

9、控X11电器（制动器）故障一一-42X100.9998X12吊荷接近额定值一一-12X100.8X13起吊速度过快1010.9X14起吊埋在地下的物体10-20.99X15歪拉斜吊_-25X 100.95X16重量不明_-25X 100.95X17传计错误1020.99X18明知超重仍起吊10-30.999X19过载保护器失灵10-4X20机械故障（制动器）10-30.999X21（控制器）电器故障10-4X22（控制器）机械故障-35X 100.995P4起重钢丝绳破断X12 X19见BX23选用/、合理10-40.9999X24断股超标10-40.9999X25钢丝绳质量差10-50.99

10、999X26磨损腐蚀超限10-40.9999X27扭结硬伤10-40.9999X28脱槽使用5X 10-40.9995X29非司机开车_-25X 100.95X30过度疲劳10-30.999X31不懂操作技术10-20.99X32麻痹大意10-30.999代号基本事件名称qi1-q iX33未装限位器_-25X 100.95X34开车前未检查-35X 100.995X35带病（开车）_-25X 100.95X36卷扬机械损坏10-30.999X37卷扬电器装置损坏10-40.9999B5吊具、吊索破断X12 X19见B2X38设计缺陷10-40.9999X39吊物棱角缺口未垫好10-40.99

11、99X40使用变形磨损的吊具、吊索10-50.99999X41索具选用/、当10-40.9999X42吊具选用/、合理10-40.9999X43钢丝绳后死结10-40.9999X44吊具、吊索受热质变10-40.9999X45捆绑方法不止确10-30.999X46吊具、吊索腐蚀10-40.9999B6吊物脱落X47吊物上有浮放物10-30.999X48吊物晃动10-20.99X50未困牢而起吊10-30.999X51歪吊工件10-30.999X53未设计吊装点10-40.9999X54兜翻工件方法不止确10-30.999X55吊物下降时被垫住10-30.999X56没有防脱钩装置10-30.9

12、99X57未按标量设计吊钩10-40.9999代号基本事件名称qi1-q iX58制造质量差10-40.9999X59补焊吊钩10-30.999X60吊钩磨损超限10-40.9999X61裂纹10-40.9999B7平衡轮断裂X62Orii10-40.9999X63滑轮轮缘坏10-40.9999X64护罩不起作用10-30.999X65振动-25X 100.95X66轴质量差10-40.9999X67卷筒固定绳夹断裂10-61-10-6注：参见事故树分析与应用一书，机械工业出版社出版。(2) B概率计算求最小割集故障树结构函数式：B=GC= (X2l+X22) X 1l+X20+Xl9(X 1

13、2Xl3+Xl4+Xl5+Xl6+Xl7+Xl8)=XllX2l+X20X2l+X22Xll+X20X22+Xl2Xl3Xl9X2l+Xl2Xl3Xl9X22+Xl4Xl9X2l+Xl4Xl9X22+Xl5Xl9X2l+Xl5Xl9X22+Xl6Xl9X2l+Xl6Xl9X22+Xl7Xl9X2l+Xl7Xl9X22+Xl8Xl9X2l+Xl8Xl9X22 得到最小割集16个，分别为：K= xii,x 21 K2= X20,x 21K3 = X22,X 11 K4= X20,X22 K5= X12,X13,X19,X 21K6= X 12,X 13,X 19,X 22 K 7=X 14,X 1

14、9,X 21 K 8= X 14,X 19,X 22 K 9= X15,X19,X 21Ko= X 15,X 19,X 22 K 11= X16,X 19,X 21 K 12 = X 16,X19,X 22 K 13= X17,X19,X 21K4= X 17,X 19,X 22 K 15= X18, X19,X 21 K 16= X 18,X19,X 22求B概率由结构函数式可得：qB3-1- (1- q1q2i) (1- q2oq2i) (1- q22q1) (1- q2oq22)(1- qi2qi3qi9q2i) (1- q12q13q19q22) (1- q4qI9q21) (1- q

15、14q19q22) (1- q15q19q21) (1- q15q19q22) (1- q 16q19q21) (1- q 16q19q22) (1- q 17q19q21) (1- q 17q19q22) (1- q 18q19q21) (1- q 18q19q22)将表9.1中数值代入得qB3=1.3 x 10-5。(3) R概率计算求最小割集故障树结构函数式为：B=G+G+G=X19(X 12X13+X14+X15+X16+X17+X18)+X 23+X24+X25+X26+X27+X28+(X 29+X30+X31+X32 )X 33+(X 34+X35)(X 36+X37)=X19X

16、12X13+X19X14+X19X15+X19X16+X19X17+X19X18+X23+X24+X25+X26+X27+X28 +X29X33+X30X33+X31X33+X32X33+X29X34X36+X29X34X37+X29X35X36+X29X35X37+X30X34X36+X30X34X37+X30X35X36+X30X35X37+X31X34X36+X31X34X37+X31X35X36+X31X35X37+X32X34X36 +X32X 34X 37+X32X35X36 +X32X 35X 37得到最小割集32个，分别为：K= X19, X12, X13； K2= X19,

17、X14 ； K3= X19, X15； K4= X19, X16； K5=X19,X17； K= X19, X18； K7= X23；K8=X24;K9=X25;K|0= X26； K11= X27； K12= X28； K13= X29 , X33 ；K4= X30 , X33；K15= X31, X33 ；K 16= X32, X33； K17= X29 , X34 , X36)； K8= X29 , X34 ,X37； K19= X29 , X35 , X36； K20= X29 , X35 , X37 ； K21= X30 , X34 , X36 ；K>2= X30,X34 ,X

18、37 ；K23=X30 , X35 , X36)；&4= X30 ,X35 ,X37)；&5= X31 ,X34 , X36 ；K26= X31,X34, X37；K 27= X31 , X35 ,X36 ； &8= X31 ,X35 ,X37； K29=X32 , X34,X36 ； K30=X32 ,X34 , X37 ；K31= X32 , X35 ,X36)；K32= X32 , X35 , X37。求B概率按B的结构函数式，近似计算概率。将表9.1中数值代入得：qB4=104 x ( 2 x 10-1 x 10-1+10-2+10-3+5 x 10-2 x 1

19、0-2+10-3 ) +10-4+10-4+10-5+10-4+10-4+5X 10-4+ (5X 10-2+10-3+10-2+10-3) 5 X 10-2+ (5X10-2+5X 10-3) (10-3+10-4)=4 x 10-3(4) R概率计算求最小割集故障树结构函数式为：B5=X19(X 12X13+X14 +X15+X16 +X17+X18)+X 38 +X39+X40+X41+X42+X43+X44+X45+X46=X19X12X13+X19X14+X19X15+X19X16+X19X17+X19X18+X38+X39+X40+X41+X42+X43+X44+X45+X46得到

20、最小割集15个，分别为：K1= X19, X12,X13； K2= X19, X14；K3=X19,X15 ；K4=X19,X16； K= X19, X17； K6= X19,X18； K7= X38)； R= X39)；K9= X40 ；K(0= X41；K11=X42 ；K2=X43；K13=X44 ；K14=X45；K15=X46。求R概率按R的结构函数式近似计算得：qB5= q 19(q 12q13+q14+q15+q16+q17+qi8)+q 38+q39+q40+q41+q42+q43+q44+q45+q46将表中数值代入得：qB5=1.7 X10-3O(5) R概率计算求最小割集

21、故障树的结构函数式为：R=G+C0=G+D+D+Q=X47X48+X42 +X50+X51 +X45+X53 +X56(X 54+X55)+X 57+X58+X59+X60+X61+X19X12X13+X19X14+X19X15+X19X16+X19X17+X19X18得出最小割集19个，分别为：K= X19,X12,X13； K2= X19, X14；K3= X19,X15 ；K4=X19,X16； K5= X19,X17； K6= X19,X18 ； K7=X42； &= X5。 ；K=X51；Ko=X45；Kl1= X53； K2= X57；Kl3=X58；Kl4= X59 ；

22、Kl5= X60 ；K16=X6l；K17= X55, X56 ； Kl8= X54 , X56 ；Kl9= X47 , X48)求B概率按结构函数式近似计算得：qB6=q47q48+q42+q50+q5i+q45+c|53+q56(q 54+q55)+q 57+q58+q59+qso+q6i+qi9qi2qi3+qi9qi4+qi9qi5+qi9qi6+qi9qi7+q19qi8将表9.i中数值代入得：qB6=4.6Xi0-3。(6) 8概率计算求最小割集按行列法进行运算。得到最小割集 4 个,分别为：Ki=X66 ； K=X62 ； K3=X63,X 65;K=x 64,x 65。求B概率

23、故障树结构函数式为：B7=X66 +X62+X63X65 +X64X65qB7=i- (i- q 66)(i- q 62) (i- q 63q65)(i- q 64q65)将表9.i中数值代入得：qB7=2.5Xi0-4。(7)起重机吊钩吊物坠落伤人事故概率计算故障树结构函数式为：T=A(B3+R+B+B+B+X67)g=qAii- (i- qB3)(i- qB4)(i- qB5)(i- qB6)(i- qB7)(i- q67)=i0-2i- (i-i.3 xi0-5) (i- 4 xi0-3) (i- i.7 xi0-3) (i- 4.6x i0-3) (i- 2.5 x i0-4) (i-

24、 i0 -6)=i0-49.1.2.2 概率重要度分析根据公式Ig(i)=二qi得到：Ig (i)= =1- (1- q B3) (1- q B4) (1- q B5) (1- q B6) (1- q B7) (1- 狗q67)代入数值得到Ig (A) =10-2o同理可得-3Ig (R) =9.899 X10 oIg (B) =9.934 X 10-3。Ig (R) =9.91 X10-3。Ig (B6) =9.94 X10-3。-3Ig (B) =9.897 X10 o3Ig(X67)=9.895 x 10 o9.1.2.3临界重要度分析CIg (A) = Ig (A) qA1/g=10-

25、2x 10-2/10-4=1；同理可得：CIg (R) =1.287 X 10-3；_ _/ 、 _ _-1CIg (B) =3.974X 10 ；CIg (R) =1.685 X 10-1；-1CIg (R) =4.572X 10 ；CIg (B7) =2.474X 10-2；5CIg (67) =9.895 X10 o因此，临界重要度顺序为：CIg (Ai) > CIg (R) > CIg (B) > CIg (R) > CIg (B7)> CIg (R) > CIg (67)。9.1.3结果分析(1)从故障树图9-1及其续图看，造成顶上事件的基本事件很 多，有67个。逻辑或门28个，逻辑与门13个，这说明此类事故易 发生。(2)顶上事件发生的概率为 10-4O中间事件：吊钩、吊物下有 人发生概率为10-2;吊钩失控发生概率1.3 X 10-5；起重钢丝绳破断发 生概率为4X10-3；吊具、吊索破断发生概率为1.7 X10-3；吊物脱落 发生概率为4.6 X10-3；平