故障樹分析(fault-tree-analysis)4頁

1、l 故障樹分析(fault tree analysis)Ø 概述 故障樹分析常常使用村圖來研究系統(tǒng)、過程或者產(chǎn)品的某個特定的失效故障。故障可能已經(jīng)發(fā)生或者是潛在的。從追溯失效開始，辨別出導致故障的情況或事件的方式，從而找出根本的事件或原因。當每一個原因的概率已知時，失效的概率就能被計算出來。故障樹分析的主要目的是確定那些能夠降低或者消除故障的改進。Ø 適用場合 ·在設(shè)計或者重新設(shè)計系統(tǒng)、過程、產(chǎn)品或服務(wù)的過程中，辨別潛在失效的原因并且尋找阻止失效發(fā)生的方法； ·在事故、錯誤或其他失效已經(jīng)發(fā)生后，辨別出原因，防止將來的失效發(fā)生； ·尤其是當系統(tǒng)很

2、復雜，失效有多個內(nèi)在相關(guān)的原因時。Ø 實施步驟 1辨別出將要檢查的系統(tǒng)或者過程，常包括限制分析的邊界范圍，在這里流程圖是很有用的。 2辨別出要分析的失效類型，范圍盡可能縮小和具體，并稱做頂事件。在表的頂部畫一個矩形，在里面描述失效。 3識別出導致頂事件的直接原因，并且把寫在他們所引起事件的下方。 4對每個事件提問“這是基本的原因嗎？或者能夠分析出它的直接原因嗎？”如果這個事件基本失效，畫圓圈圈住它。如果能夠分析出原因，則畫矩形。根據(jù)具體情況，使用表5.4的其他事件符號。 5“這些事件怎樣與它們所引起的事件相聯(lián)系？”使用表5.5中門的符號來顯示它們的關(guān)系。低一級的事件是輸人事件，他們所

3、引起的事件是輸出變量，位于門的上面。 6對于每個非基本的事件，重復步驟35，直到樹的所有分枝都以基本事件或者不充分事件結(jié)束。 7（可選項）為了得出失效的數(shù)學概率，需給出每個基本事件的概率。使用布爾代數(shù)來計算每個高一級事件和頂事件的概率。數(shù)學方法的討論超出本書的范圍。FTA軟件使計算更加容易。 8通過分析樹來理解原因之間的關(guān)系并找到阻止失效的方法。使用門關(guān)系找到最有效的方法來降低風險。通過概率或者系統(tǒng)的知識把注意力集中在最可能發(fā)生的原因中。Ø 示例 圖表5.58是一個公路安全項目的故障樹：機動車倒翻的單一機動車事故。許多門是“或門”，但是在第三個水平上，事件則是用“與門”相連接。例如，

4、一個機動車從路上翻下去，三個事件一定發(fā)生：機動車離開路，沒有障礙在路上阻止它，橫向力施加給了該機動車?！皺C動車離開了路”緊跟著一個轉(zhuǎn)換標志，因為事件有多個原因，沒有寫在這個表的這個部分。同樣，最低部的事件也在其他地方有連續(xù)。 故障樹建議了降低機動車翻轉(zhuǎn)風險的幾種方法。在每個“與門”，消除輸入事件之一將會阻止輸出事件的發(fā)生，因此護欄能夠阻止已經(jīng)翻的車離開公路，靠的是在機動車路上放置障礙。在“或門”，減少任意個輸入事件都會降低失效的風險。使路肩平坦、防滑輪胎、培訓司機從剎車中恢復都能夠降低翻車的風險。Ø 注意事項 ·表的每個層級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、大的跳躍，否則可能去掉這個樹的重要分枝。 ·當搜尋一個失效的直接原因時可以考慮如下直接原因： 沒有輸入； 在安裝或者操作過程中人為的失誤； 主要的失效：年齡、疲勞、隨機的失效； 次要的失效：在超出設(shè)計限的條件下進行操作，環(huán)境的影響（振動、地震、濕氣）； 指揮失誤：控制失效之后非計劃性操作。 ·表中所出示的門與事件是最常用的，更多的事件和門用于復雜的情況。 ·當使用限制門時，條件事件可能是一個缺陷或者一種情況。只有當條件事件出現(xiàn)時，輸人事件才能夠引起輸出事件。然而，條件事件不是輸出事件的一個原因。在“與門”。晴況下，只有兩個或者更多個輸人事件聯(lián)合起來才能夠引起輸出事

6、件。 ·故障樹是垂直樹圖中的一個，頂部是樹干，下面是樹枝。 ·如果你正手工構(gòu)建故障樹，考慮用粘貼紙來標記每個事件或者門，不同的顏色用于表示不同的事件和門的類型，這將使我們在繪制過程中更容易做些變動。有關(guān)構(gòu)建樹的更多信息請參閱“樹圖”。 ·故障樹被使用得越早，將會越經(jīng)濟。在設(shè)計的早期，通過改變圖紙或者詳細計劃書來消除潛在失效，之后在設(shè)計過程中或者過程進行中，消除錯誤則需要硬件、軟件變化或人事的再培訓。等到失效發(fā)生的時候則代價慘重，這些代價主要是由于顧客不滿意、設(shè)備損壞或者人的生命、殘疾所造成的成本。 ·計算機軟件將使形成故障樹的過程更加容易。如果樹比較復雜或者需要計算概率時可以使用軟件。 ·另一種數(shù)學分析最小路徑法，即引起頂事件的最少原因的組合，也可以使用軟件分析。 ·故障樹和原因-原因圖有相同的特征，但是其更具有結(jié)構(gòu)化。在故障樹的每個層級上問“為什么？”，來找出下一層的原因。 ·故障樹一種演繹的方法是從失效事件開始尋找具體的原因。相反，失效模型和效應(yīng)分析是