系统的故障树分析方法介绍学习教案

1、会计学1系统系统(xtng)的故障树分析方法介绍的故障树分析方法介绍第一页，共70页。概述(i sh)第2页/共70页第二页，共70页。n70年代末期，美国发生的几起年代末期，美国发生的几起重大事故均与未周密地进行失重大事故均与未周密地进行失效模式、效应与危害度分析有效模式、效应与危害度分析有关关 。例如：。例如：概述(i sh)第3页/共70页第三页，共70页。概述(i sh)第4页/共70页第四页，共70页。杂系统可靠性的重要方法之一。杂系统可靠性的重要方法之一。概述(i sh)第5页/共70页第五页，共70页。可能的原因，顺序渐进，直至追踪到对被分析对象来说是一种基本原因为止。这种基本原

2、因，失效树分析中定义为“ 底事件”。概述(i sh)第6页/共70页第六页，共70页。量资金概述(i sh)第7页/共70页第七页，共70页。概述(i sh)方法FMEA、FMECAFTA按 层次 的分 析方向自原因单一故障模式（错误模式）方面向结果上级系统的故障方面分析，自下而上，顺向自结果不希望发生的顶事件（上级事件）向原因方面（下级事件） 做树形图分解， 自上而下，逆向方法在表格内填写故障模式对装置、系统的影响，对故障模式的评价，改进措施，并将致命项目（模式）列表由顶事件起经过中间事件至最下级的基本事件用逻辑符号联结，形成树形图， 再计算不可靠度 （不安全概率）第8页/共70页第八页，共

3、70页。定 性与 定量 分析 的功能是定性的、归 纳性的方法 ，特 别 是 不 需 要 计 算 。 但FMECA 需 要 根 据 故 障 率 数据定量地计算致命度应用布尔代数等按树形图逻辑符号将树形图简化， 求最小割集 （最重要致命原因事件的组合）并计算 顶 事 件 发 生 概 率 。 若 是 定 量的、逻辑的、演绎的方法，还可对事件发生频率、费用及工时损失等做出相对（定性）的评价特点（优点与缺点）利用表格，简 单列举系统 构成零部件的所 有故障模式 ，并假定其发生 ，可找出系 统可能发生的故 障。缺点是 只输入硬件的单 一故障模式 ，因而是孤立的 分析。在某 种程 度 上 也 可 考 虑 与

4、 人 员 差错、软件错误 有关系统的 部件。对于含大 量部件，具 有多重功能的工 作模式和维 修措施的复杂系 统，以及环 境影响大的系统 ，在应用上 均有困难以某个特定的不希望发生的故障（不正常）为顶事件，可以进行更深入的分析。与 FMEA 相比，不仅可以分析部件错误，还可以分析由于人员差错、软件错误、控制错误、环境应力等引起的故障、 ，及进行多重故障分析。可以从逻辑上明确故障的发生过程定量计算顶事件的发生概率。其不利的一面是还有人力熟悉布尔代数与最小割集等知识。第9页/共70页第九页，共70页。间序列与外部因素等共同原因方面，即动态分析方面并不完善。概述(i sh)第10页/共70页第十页，

5、共70页。第11页/共70页第十一页，共70页。FMECA的一般的一般(ybn)方法方法第12页/共70页第十二页，共70页。FMECA的一般的一般(ybn)方法方法第13页/共70页第十三页，共70页。第14页/共70页第十四页，共70页。FMECA的一般的一般(ybn)方法方法第15页/共70页第十五页，共70页。FMECA的一般的一般(ybn)方法方法雷n第16页/共70页第十六页，共70页。元器件和使用人员的实际经验加以修正，也可以(ky)统计获得。FMECA的一般的一般(ybn)方法方法第17页/共70页第十七页，共70页。元器件类别失效模式比例%开路44短路36普通双极晶体管性能退

6、化20开路16短路73瓷介电容器参数飘移11第18页/共70页第十八页，共70页。切数据时，可适当地统一划分(hu fn)失效概率的等级，例如可采用以下等级：肯定上一级单元发生失效的等级为1.00，可能引起失效的等级为0.50；可能性较小的等效为0.10，不可能引起失效的等级为0.00。FMECA的一般的一般(ybn)方法方法第19页/共70页第十九页，共70页。nb.EFMECA的一般的一般(ybn)方法方法第20页/共70页第二十页，共70页。tCriijijijFMECA的一般的一般(ybn)方法方法第21页/共70页第二十一页，共70页。表2-2 前 置 放 大 器 失 效 模 式 、

7、 效 应 及 危 害 度 分 析 一 览 表 (任 务 时 间 为1 106小 时（ 1 1）产产 品品（ 2 2）代代号号（ 3 3）功功能能（ 4 4）故故 障障 模模 式式（ 5 5）失失 效效 效效 应应（ 6 6）损损 伤伤 概概率率( ( ) )（ 7 7）故故 障障 模模 式式频频 数数 比比( ( ) )（ 8 8）使使 用用 失失 效效率率1 10 0- -6 6/ /小小 时时（ 9 9）危危 害害 度度C Cr rj ji i开开 路路无无 输输 出出1 1. .0 00 00 0. .8 80 01 1. .5 51 1. .2 20 00 0薄薄 膜膜 电电 阻阻器器

8、A A2 2B B1 11 1R R1 1分分 压压器器数数 值值 变变 化化错错 误误 输输 出出0 0. .1 10 00 0. .2 20 01 1. .5 50 0. .0 03 30 0开开 路路无无 输输 出出1 1. .0 00 00 0. .8 80 01 1. .5 51 1. .2 20 00 0薄薄 膜膜 电电 阻阻器器A A2 2B B1 11 1R R2 2分分 压压器器数数 值值 变变 化化错错 误误 输输 出出0 0. .1 10 00 0. .2 20 01 1. .5 50 0. .0 03 30 0管管 状状 钽钽 电电容容 器器A A2 2B B1 11

9、1C C3 3去去耦耦开开 路路无无 影影 响响0 0. .0 00 00 0. .3 35 50 0. .2 22 20 0. .0 00 00 0FMECA的一般的一般(ybn)方法方法第22页/共70页第二十二页，共70页。ijijsCrCr610635. 6)(FMECA的一般的一般(ybn)方法方法第23页/共70页第二十三页，共70页。第24页/共70页第二十四页，共70页。第25页/共70页第二十五页，共70页。第26页/共70页第二十六页，共70页。第27页/共70页第二十七页，共70页。第28页/共70页第二十八页，共70页。初始约定层次初始约定层次 任务任务 审核审核 第第

10、 页共页共 页页约定层次约定层次 分析人员分析人员 批准批准 填表日期填表日期故障影响故障影响代代码码产品产品或功或功能标能标志志功功能能故障故障模式模式故故障障原原因因任务任务阶段阶段与与工作工作方式方式局部局部影响影响高一高一层次层次影响影响最最终终影影响响故障故障检测检测方法方法补补偿偿措措施施严严酷酷度度类类别别备备注注123456777 891011第29页/共70页第二十九页，共70页。第30页/共70页第三十页，共70页。第31页/共70页第三十一页，共70页。ng. 限制条件方面的其它故障状态。第32页/共70页第三十二页，共70页。第33页/共70页第三十三页，共70页。第3

11、4页/共70页第三十四页，共70页。第35页/共70页第三十五页，共70页。第36页/共70页第三十六页，共70页。第37页/共70页第三十七页，共70页。备的故障影响等。第38页/共70页第三十八页，共70页。第39页/共70页第三十九页，共70页。FTA的方法(fngf)基础第40页/共70页第四十页，共70页。第41页/共70页第四十一页，共70页。第42页/共70页第四十二页，共70页。n加法加法(jif)结合律结合律X+(Y+Z)=(X+Y)+Zn乘法结合律乘法结合律X.(Y.Z)=(X.Y).Zn加法加法(jif)分配律分配律X.Y+X.Z=X.(Y+Z)FTA的方法(fngf)基

12、础用 + 表示 OR用 表示 AND第43页/共70页第四十三页，共70页。ZYXZYX.ZYXZYX.YXYYX.).(YXYYX).(FTA的方法(fngf)基础用 + 表示 OR用 表示 AND第44页/共70页第四十四页，共70页。FTA的方法(fngf)基础第45页/共70页第四十五页，共70页。FTA的方法(fngf)基础第46页/共70页第四十六页，共70页。FTA的方法(fngf)基础第47页/共70页第四十七页，共70页。由图可得：路集：(B,B)=B; (B,C) 所以(suy)，最小路集为（B）割集：(B,C) ,(B) 所以(suy)，最小割集为(B)FTA的方法(fn

13、gf)基础第48页/共70页第四十八页，共70页。第49页/共70页第四十九页，共70页。资金。然而，对于某种性能渐变失效分析来说，失效树分析是易于实现的，且比其它方法更加有效。第50页/共70页第五十页，共70页。第51页/共70页第五十一页，共70页。第52页/共70页第五十二页，共70页。第53页/共70页第五十三页，共70页。运算运算(yn sun)：Z=A.E1=A.B.E2=A.B.C.D第54页/共70页第五十四页，共70页。运算(yn sun)：Z=AE1=ABE2=ABCD第55页/共70页第五十五页，共70页。运算中应用了加法吸收率运算中应用了加法吸收率Z=A+E=A+(A

14、.B)=A运算中应用了乘法吸收率运算中应用了乘法吸收率Z=A.E=A.(A+B)=A结果结果(ji gu)消除了重复的消除了重复的A第56页/共70页第五十六页，共70页。Z=E1+E2=(A.B)+(A.C)=A.(B+C)Z=E1.E2=(A+B).(A+C)=A+(B.C)第57页/共70页第五十七页，共70页。第58页/共70页第五十八页，共70页。2121121)(21SSSSSQrjjkpS1)(1niijXk1rjijikkpS12)(第59页/共70页第五十九页，共70页。5, 4, 3,3, 2,3, 1,2, 1XXXXXXXXX5, 4, 34,3, 23,3, 12,2

15、, 11XXXkXXkXXkXXk000301.0)543()32()31()21()4()3()2()1()(154323132141qqqqqqqqqXXXPXXPXXPXXPKPKPKPKPKPSJJ第60页/共70页第六十页，共70页。0000030201.0.)43()42()32()41()31()21()(5432543132154321321321543325433131235432132213121412qqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqKKPKKPKKPKKPKKPKKPKKPSjiji 00029949. 02211SSQ所以(suy)：第61页/共70页第六十一页，共70页。)()()()()(211rjrJjKPKPKPKPKPQ)()()()(121321211rrKKKKPKKKPKKPKPQ最小割集之间完全(wnqun)不相交时:第62页/共70页第六十二页，共70页。第63页/共70页第六十三页，共70页。第64页/共70页第六十四页，共70页。基 本 事 件123系 统0000001001000111元 素1正 常故障与状态数之比1/41001101111011111元 素1故 障故障与状态数之比4/4元 素1的 重 要度为 :434144第65页/共70