故障树分析faulttreeanalysis

1、l 故障树分析(fault tree analysis)Ø 概述 故障树分析常常使用村图来研究系统、过程或者产品的某个特定的失效故障。故障可能已经发生或者是潜在的。从追溯失效开始，辨别出导致故障的情况或事件的方式，从而找出根本的事件或原因。当每一个原因的概率已知时，失效的概率就能被计算出来。故障树分析的主要目的是确定那些能够降低或者消除故障的改进。Ø 适用场合 ·在设计或者重新设计系统、过程、产品或服务的过程中，辨别潜在失效的原因并且寻找阻止失效发生的方法； ·在事故、错误或其他失效已经发生后，辨别出原因，防止将来的失效发生； ·尤其是当系统很

2、复杂，失效有多个内在相关的原因时。Ø 实施步骤 1辨别出将要检查的系统或者过程，常包括限制分析的边界范围，在这里流程图是很有用的。 2辨别出要分析的失效类型，范围尽可能缩小和具体，并称做顶事件。在表的顶部画一个矩形，在里面描述失效。 3识别出导致顶事件的直接原因，并且把写在他们所引起事件的下方。 4对每个事件提问“这是基本的原因吗？或者能够分析出它的直接原因吗？”如果这个事件基本失效，画圆圈圈住它。如果能够分析出原因，则画矩形。根据具体情况，使用表5.4的其他事件符号。 5“这些事件怎样与它们所引起的事件相联系？”使用表5.5中门的符号来显示它们的关系。低一级的事件是输人事件，他们所

3、引起的事件是输出变量，位于门的上面。 6对于每个非基本的事件，重复步骤35，直到树的所有分枝都以基本事件或者不充分事件结束。 7（可选项）为了得出失效的数学概率，需给出每个基本事件的概率。使用布尔代数来计算每个高一级事件和顶事件的概率。数学方法的讨论超出本书的范围。FTA软件使计算更加容易。 8通过分析树来理解原因之间的关系并找到阻止失效的方法。使用门关系找到最有效的方法来降低风险。通过概率或者系统的知识把注意力集中在最可能发生的原因中。Ø 示例 图表5.58是一个公路安全项目的故障树：机动车倒翻的单一机动车事故。许多门是“或门”，但是在第三个水平上，事件则是用“与门”相连接。例如，

4、一个机动车从路上翻下去，三个事件一定发生：机动车离开路，没有障碍在路上阻止它，横向力施加给了该机动车。“机动车离开了路”紧跟着一个转换标志，因为事件有多个原因，没有写在这个表的这个部分。同样，最低部的事件也在其他地方有连续。 故障树建议了降低机动车翻转风险的几种方法。在每个“与门”，消除输入事件之一将会阻止输出事件的发生，因此护栏能够阻止已经翻的车离开公路，靠的是在机动车路上放置障碍。在“或门”，减少任意个输入事件都会降低失效的风险。使路肩平坦、防滑轮胎、培训司机从刹车中恢复都能够降低翻车的风险。Ø 注意事项 ·表的每个层级都代表了得出基本原因事件中很小的一步，不要急于采取

5、大的跳跃，否则可能去掉这个树的重要分枝。 ·当搜寻一个失效的直接原因时可以考虑如下直接原因： 没有输入； 在安装或者操作过程中人为的失误； 主要的失效：年龄、疲劳、随机的失效； 次要的失效：在超出设计限的条件下进行操作，环境的影响（振动、地震、湿气）； 指挥失误：控制失效之后非计划性操作。 ·表中所出示的门与事件是最常用的，更多的事件和门用于复杂的情况。 ·当使用限制门时，条件事件可能是一个缺陷或者一种情况。只有当条件事件出现时，输人事件才能够引起输出事件。然而，条件事件不是输出事件的一个原因。在“与门”。晴况下，只有两个或者更多个输人事件联合起来才能够引起输出事

6、件。 ·故障树是垂直树图中的一个，顶部是树干，下面是树枝。 ·如果你正手工构建故障树，考虑用粘贴纸来标记每个事件或者门，不同的颜色用于表示不同的事件和门的类型，这将使我们在绘制过程中更容易做些变动。有关构建树的更多信息请参阅“树图”。 ·故障树被使用得越早，将会越经济。在设计的早期，通过改变图纸或者详细计划书来消除潜在失效，之后在设计过程中或者过程进行中，消除错误则需要硬件、软件变化或人事的再培训。等到失效发生的时候则代价惨重，这些代价主要是由于顾客不满意、设备损坏或者人的生命、残疾所造成的成本。 ·计算机软件将使形成故障树的过程更加容易。如果树比较复杂或者需要计算概率时可以使用软件。 ·另一种数学分析最小路径法，即引起顶事件的最少原因的组合，也可以使用软件分析。 ·故障树和原因-原因图有相同的特征，但是其更具有结构化。在故障树的每个层级上问“为什么？”，来找出下一层的原因。 ·故障树一种演绎的方法是从失效事件开始寻找具体的原因。相反，失效模型和效应分析是