中華講師網(wǎng)-李錦文：故障樹(shù)分析

1、故障樹(shù)分析Fault Tree AnalysisFebruary25,20221找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái) 李錦文 教授級(jí)高級(jí)工程師 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì) 會(huì)員 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì) 理事 中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心CQC 專家委員會(huì)技術(shù)專家 中國(guó)中小企業(yè)協(xié)會(huì) 專家委員會(huì)專家 國(guó)家注冊(cè)主任審核員February25,20222找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái) 大綱第一章第一章 基本概念基本概念第二章第二章 基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)第三章第三章 故障樹(shù)的建造故障樹(shù)的建造第四章第四章 故障樹(shù)的定性分析故障樹(shù)的定性分析第五章第五章 故障樹(shù)的定量分析故障樹(shù)的定量分析 February25,2

2、0223找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái) Fault tree analysisGlobal Partner for Business Success基本概念第一章第一章基本概念February25,20224找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)因果關(guān)系圖-尺寸變異太大的原因尺寸變異太大的原因0.0. 破冰破冰認(rèn)識(shí)故障樹(shù)認(rèn)識(shí)故障樹(shù)February25,20225找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)0. 破冰破冰認(rèn)識(shí)故障樹(shù)認(rèn)識(shí)故障樹(shù)February25,20226找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)泵起動(dòng)后壓力罐破裂定時(shí)器“定時(shí)”失誤定時(shí)繼電器

3、接點(diǎn)斷不開(kāi)（誘發(fā)故障）壓力罐破裂（誘發(fā)故障）壓力罐破裂（原發(fā)故障）由于選擇或安裝不當(dāng)造成罐破裂t60min泵繼續(xù)加壓過(guò)應(yīng)力使罐破裂由于其他原因造成罐破裂（誘發(fā)故障）若t60min泵仍加壓，罐破裂概率P=1t60min泵繼續(xù)加壓t60minK2接點(diǎn)還閉合K2接點(diǎn)斷不開(kāi)（誘發(fā)故障）K2接點(diǎn)斷不開(kāi)（誘發(fā)故障）t60minK2繼電器線圈還有電t60min壓力開(kāi)關(guān)還閉合時(shí)K1線圈未斷電t60min壓力開(kāi)關(guān)接點(diǎn)仍閉合的條件下，壓力開(kāi)關(guān)接點(diǎn)還有電S1開(kāi)關(guān)因外部壓力而閉合S1開(kāi)關(guān)斷不開(kāi)（原發(fā)故障）S1開(kāi)關(guān)斷不開(kāi)（原發(fā)故障）t60min壓力開(kāi)關(guān)還閉合時(shí)電流通過(guò)K1接點(diǎn)構(gòu)成回路t60min壓力開(kāi)關(guān)還閉合時(shí)電流通過(guò)

4、S1接點(diǎn)構(gòu)成回路+t60min壓力開(kāi)關(guān)接點(diǎn)仍閉合+過(guò)壓未被壓力開(kāi)關(guān)測(cè)出壓力開(kāi)關(guān)接點(diǎn)打不開(kāi)（原發(fā)故障）壓力開(kāi)關(guān)接點(diǎn)打不開(kāi)（誘發(fā)故障）+t60min壓力開(kāi)關(guān)還閉合時(shí)繼電器接點(diǎn)斷不開(kāi)K1接點(diǎn)斷不開(kāi)（誘發(fā)故障）K1接點(diǎn)斷不開(kāi)（原發(fā)故障）+定時(shí)繼電器接點(diǎn)斷不開(kāi)（原發(fā)故障）+ 壓力罐破裂的完整故障樹(shù)壓力罐破裂的完整故障樹(shù)February25,20227找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)1. 1. 什么是故障樹(shù)什么是故障樹(shù) 故障樹(shù)分析把系統(tǒng)最不希望發(fā)生的故障狀態(tài)作為邏輯分析的目標(biāo)，在故障樹(shù)中稱為頂事件，繼而找出導(dǎo)致這一故障狀態(tài)發(fā)生的所有可能直接原因，在故障樹(shù)中稱為中間事件。再跟蹤找出導(dǎo)致這些中

5、間故障事件發(fā)生的所有可能直接原因。直追尋到引起中間事件發(fā)生的全部部件狀態(tài)，在故障樹(shù)中稱為底事件。 February25,20228找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)1. 1. 什么是故障樹(shù)什么是故障樹(shù) 電機(jī)工作原理圖 開(kāi)關(guān)馬達(dá)電源電路開(kāi)關(guān)合上后馬達(dá)不轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)合上后無(wú)電源馬達(dá)故障電源故障線路故障故障樹(shù)主要由事件和邏輯門(mén)構(gòu)成，圖中的事件用來(lái)描述系統(tǒng)或元部件的故障狀態(tài)，邏輯門(mén)把事件聯(lián)系起來(lái)，表示事件之間的邏輯因果關(guān)系February25,20229找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)2. 2. 故障樹(shù)分析的由來(lái)故障樹(shù)分析的由來(lái)故障樹(shù)分析(Fault Tree Analysis

6、，F(xiàn)TA) 技術(shù)是美國(guó)貝爾電報(bào)公司的電話實(shí)驗(yàn)室于1962年開(kāi)發(fā)的，它采用邏輯的方法，形象地進(jìn)行危險(xiǎn)性和可靠性的分析工作。其后，在航空和航天的設(shè)計(jì)、維修，原子反應(yīng)堆、大型設(shè)備以及大型電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。1974年美國(guó)原子能委員會(huì)發(fā)表了關(guān)于核電站危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)報(bào)告，即“拉姆森報(bào)告”，大量、有效地應(yīng)用了FTA，從而迅速推動(dòng)了它的發(fā)展。February25,202210找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)是一種圖形演繹法，是故障事件在一定條件下的邏輯推理方法，可針對(duì)某一故障事件，作層層追蹤分析(自上而下)；這種圖形化的方法清楚易懂，使人們對(duì)所描述的事件之間的邏輯關(guān)系一目了然，而且

7、便于對(duì)各種事件之間復(fù)雜的邏輯關(guān)系進(jìn)行深入的定性和定量分析；由于故障樹(shù)將系統(tǒng)故障的各種可能因素聯(lián)系起來(lái)，可有效找出系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)和系統(tǒng)的故障譜，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段有助于判明系統(tǒng)的隱患和潛在故障，以便提高系統(tǒng)的可靠性；故障樹(shù)可作為管理和維修人員的一個(gè)形象的管理、維修指南，可用于培訓(xùn)使用、維修和管理人員，可用來(lái)制訂維修計(jì)劃和檢修排故方案3. 3. 故障樹(shù)分析的特點(diǎn)故障樹(shù)分析的特點(diǎn)February25,202211找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)n建造過(guò)程復(fù)雜，耗時(shí)太長(zhǎng)n收集數(shù)據(jù)困難n計(jì)算復(fù)雜，精確度不高n需要經(jīng)驗(yàn)豐富的工程技術(shù)人員、運(yùn)用維修人員參加n應(yīng)用軟件還不夠成熟4. 4. 故障樹(shù)分析

8、的缺點(diǎn)故障樹(shù)分析的缺點(diǎn)February25,202212找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)5. 5. 故障樹(shù)分析相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)故障樹(shù)分析相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GJB 768.1768.3故障樹(shù)分析GJB 768.1 建造故障樹(shù)的基本規(guī)則和方法GJB 768.2故障樹(shù)表述GJB 768.3正規(guī)故障樹(shù)定性分析 GB4888 故障樹(shù)名詞術(shù)語(yǔ)和符號(hào)GB7829 故障樹(shù)分析程序February25,202213找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)6. 6. 故障樹(shù)分析的用途故障樹(shù)分析的用途找到故障的根本原因發(fā)生故障的基本原因有幾個(gè)？這些基本原因哪個(gè)最重要？哪個(gè)不太重要？分析和計(jì)算故障發(fā)

9、生的幾率 發(fā)生故障后的原因分析和改善途徑設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)規(guī)避失效的依據(jù)February25,202214找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái) Fault tree analysisGlobal Partner for Business Success基本概念第第二二章章基礎(chǔ)知識(shí)February25,202215找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)1. 1. 術(shù)語(yǔ)術(shù)語(yǔ)-1-11924年11月至1927年4月頂事件 top event 所有輸入事件聯(lián)合發(fā)生作用的結(jié)果。頂事件是構(gòu)建一個(gè)故障樹(shù)最關(guān)心的事件，經(jīng)常所指的是最終事件，或者頂層的結(jié)果。它是預(yù)先定義的，是故障樹(shù)分析的起點(diǎn)，位于

10、故障樹(shù)的頂端。February25,202216找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)1. 1. 術(shù)語(yǔ)術(shù)語(yǔ)-2-21924年11月至1927年4月底事件 bottom event故障樹(shù)分析中僅導(dǎo)致其他事件的原因事件底事件分為基本事件和不展開(kāi)事件February25,202217找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)1. 1. 術(shù)語(yǔ)術(shù)語(yǔ)-3-31924年11月至1927年4月基本事件 basic event 不能進(jìn)一步展開(kāi)的事件或狀態(tài)。1924年11月至1927年4月不展開(kāi)事件 undeveloped event 無(wú)任何輸入的事件。在分析中由于各種可能的原因（如缺乏更詳盡信息

11、）而不展開(kāi)的事件或在其它分析中已展開(kāi)February25,202218找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)1. 1. 術(shù)語(yǔ)術(shù)語(yǔ)-4-41924年11月至1927年4月中間事件中間事件 intermediate event 中間事件是指介于頂事件和初級(jí)事件之間的事件。通常是一個(gè)或多個(gè)初級(jí)事件和/或其它中間事件的結(jié)果。February25,202219找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)1. 1. 術(shù)語(yǔ)術(shù)語(yǔ)-5-51924年11月至1927年4月門(mén)門(mén) gate 用于建立輸出事件和相應(yīng)的輸入事件之間的連接符號(hào)。邏輯門(mén)符號(hào)反映了輸出事件發(fā)生時(shí)，輸入事件間的關(guān)系類型。Februa

12、ry25,202220找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)1. 1. 術(shù)語(yǔ)術(shù)語(yǔ)-6-61924年11月至1927年4月割集割集 cut set 割集是故障樹(shù)中若干事件的組合，如果這些事件都發(fā)生將導(dǎo)致頂事件的發(fā)生。February25,202221找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)1. 1. 術(shù)語(yǔ)術(shù)語(yǔ)-7-71924年11月至1927年4月最小割集最小割集 minimal cut set 最小割集是導(dǎo)致頂事件出現(xiàn)的最少數(shù)目的事件集。最小割集中任一事件不發(fā)生，頂事件將不會(huì)發(fā)生。February25,202222找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)2. 2. 邏

13、輯符號(hào)邏輯符號(hào)-1-1February25,202223找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)2. 2. 邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)-2-2February25,202224找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)2. 2. 邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)-3-3AB2B1與門(mén)符號(hào)與門(mén)符號(hào)與門(mén)電路圖與門(mén)電路圖B1B2February25,202225找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)2. 2. 邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)-4-4AB2B1或門(mén)符號(hào)或門(mén)符號(hào)或門(mén)電路圖或門(mén)電路圖B1B2February25,202226找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)3. 3. 布爾數(shù)學(xué)布爾數(shù)學(xué)布爾代

14、數(shù)用于集的運(yùn)算，與普通代數(shù)運(yùn)算法則不同。它可用于故障討分析，布爾代數(shù)可以幫助我們將事件表達(dá)為另一些基本事件的組合。將系統(tǒng)失效表達(dá)為基本元件失效的組合。演算這些方程即可求出導(dǎo)致系統(tǒng)失效的元件失效組合(即最小割集)，進(jìn)而根據(jù)元件失效概率，計(jì)算出系統(tǒng)失效的概率。February25,202227找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)3. 3. 布爾數(shù)學(xué)布爾數(shù)學(xué)邏輯運(yùn)算的法則定理1 交換律：ABBA，ABBA 定理2 結(jié)合律：A(BC) (AB)C， A(BC) (AB)C 定理3 分配律：ABC(AB)(AC) A(BC) ABAC 定理4 等冪律：AAA，AAA 定理5 吸收律 AABA

15、，A(AB) A February25,202228找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)3. 3. 布爾數(shù)學(xué)布爾數(shù)學(xué)1924年11月至1927年4月邏輯加給定兩個(gè)命題A、B，對(duì)它們進(jìn)行邏輯運(yùn)算后構(gòu)成的新命題為S，若A、B兩者有一個(gè)成立或同時(shí)成立，S就成立；否則S不成立。則這種A、B間的邏輯運(yùn)算叫做邏輯加，也叫“或”運(yùn)算。構(gòu)成的新命題S，叫做A、B的邏輯和。記作AB=S或記作A+B=S。均讀作“A+B”。邏輯加相當(dāng)于集合運(yùn)算中的“并集”。根據(jù)邏輯加的定義可知： 111；101；011；000。 February25,202229找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)3. 3

16、. 布爾數(shù)學(xué)布爾數(shù)學(xué)1924年11月至1927年4月邏輯乘給定兩個(gè)命題A、B，對(duì)它們進(jìn)行邏輯運(yùn)算后構(gòu)成新的命題P。若A、B同時(shí)成立，P就成立，否則P不成立。則這種A、B間的邏輯運(yùn)算，叫做邏輯乘，也叫“與”運(yùn)算。構(gòu)成的新命題P叫做A、B的邏輯積。記作AB=P，或記作AB=P，也可記作AB=P，均讀作A乘B。邏輯乘相當(dāng)于集合運(yùn)算中的“交集”。根據(jù)邏輯乘的定義可知：111；100：010：000。 February25,202230找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)3. 3. 布爾數(shù)學(xué)布爾數(shù)學(xué)1924年11月至1927年4月邏輯非給定一個(gè)命題A，對(duì)它進(jìn)行邏輯運(yùn)算后，構(gòu)成新的命題為F，若

17、A成立，F(xiàn)就不成立；若A不成立，F(xiàn)就成立。這種對(duì)A所進(jìn)行的邏輯運(yùn)算，叫做命題A的邏輯非，構(gòu)成的新命題F叫做命題A的邏輯非。A的邏輯非記作“-”，讀作“A非”。邏輯非相當(dāng)于集合運(yùn)算的求“補(bǔ)集”。根據(jù)邏輯非的定義，可以知道： 10； 01；11；00 February25,202231找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)課堂練習(xí)一 用邏輯符號(hào)、事件、故障樹(shù)等基礎(chǔ)知識(shí)詮釋布爾代數(shù)邏輯運(yùn)算的法則 February25,202232找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái) Fault tree analysisGlobal Partner for Business Success基本

18、概念第三章第三章故障樹(shù)的建造February25,202233找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)1 1. . 故障樹(shù)分析的基本流程故障樹(shù)分析的基本流程要詳細(xì)了解系統(tǒng)狀態(tài)及各種參數(shù)，繪出工藝流程圖或布置圖。 熟悉系統(tǒng)熟悉系統(tǒng)熟悉系統(tǒng)第一步第一步第一步第一步收集故障案例，進(jìn)行故障統(tǒng)計(jì)，設(shè)想給定系統(tǒng)可能發(fā)生的故障。 熟悉系統(tǒng)熟悉系統(tǒng)調(diào)查事故第一步第一步第二步第二步要分析的對(duì)象即為頂事件。對(duì)所調(diào)查的故障進(jìn)行全面分析，從中找出后果嚴(yán)重且較易發(fā)生的故障作為頂事件。 熟悉系統(tǒng)熟悉系統(tǒng)確定頂事件第一步第一步第三步第三步February25,202234找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘

19、平臺(tái)1 1. . 故障樹(shù)分析的基本流程故障樹(shù)分析的基本流程根據(jù)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和故障案例，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析后，求解事故障發(fā)生的概率(頻率)，以此作為要控制的故障目標(biāo)值。 熟悉系統(tǒng)熟悉系統(tǒng)確定目標(biāo)值第一步第一步第四步第四步調(diào)查與事故有關(guān)的所有原因故障和各種因素。 熟悉系統(tǒng)熟悉系統(tǒng)調(diào)查原因事件第一步第一步第五步第五步從頂上事件起，逐級(jí)找出直接原因的事件，直至所要分析的深度，按其邏輯關(guān)系，畫(huà)出故障樹(shù)。 熟悉系統(tǒng)熟悉系統(tǒng)畫(huà)出故障樹(shù)第一步第一步第六步第六步按故障樹(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，確定各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度。 熟悉系統(tǒng)熟悉系統(tǒng)分析第一步第一步第七步第七步February25,202235找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培

20、訓(xùn)講師選聘平臺(tái)1 1. . 故障樹(shù)分析的基本流程故障樹(shù)分析的基本流程確定所有故障發(fā)生概率，標(biāo)在故障樹(shù)上，并進(jìn)而求出頂上事件(故障)的發(fā)生概率。 熟悉系統(tǒng)熟悉系統(tǒng)事故發(fā)生概事故發(fā)生概率率第一步第一步第八步第八步比較分可維修系統(tǒng)和不可維修系統(tǒng)進(jìn)行討論，前者要進(jìn)行對(duì)比，后者求出頂上事件發(fā)生概率即可。 熟悉系統(tǒng)熟悉系統(tǒng)比比較較第一步第一步第九步第九步原則上是上述10個(gè)步驟，在分析時(shí)可視具體問(wèn)題靈活掌握，如果故障樹(shù)規(guī)模很大，可借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行。目前我國(guó)故障樹(shù)分析一般都考慮到第7步進(jìn)行定性分析為止，也能取得較好效果。 熟悉系統(tǒng)熟悉系統(tǒng)分分析析第一步第一步第十步第十步February25,202236找講師，

21、就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)2.2. 建立故障樹(shù)的注意事項(xiàng)建立故障樹(shù)的注意事項(xiàng)n 頂事件發(fā)生與否必須有明確的規(guī)定n 頂事件必須能進(jìn)一步分解n 頂事件能定量度量正確選取頂事件 在故障樹(shù)的每個(gè)事件方框中均應(yīng)說(shuō)明故障是什么，它 在何種條件下發(fā)生。準(zhǔn)確寫(xiě)出故障事件方框中的說(shuō)明February25,202237找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)2.2. 建立故障樹(shù)的注意事項(xiàng)建立故障樹(shù)的注意事項(xiàng)共同的故障原因會(huì)引起不同的部件故障，甚至不同的系統(tǒng)故障，共同原因故障事件簡(jiǎn)稱為共同事件。處理共同事件故障樹(shù)應(yīng)當(dāng)逐級(jí)建立，逐級(jí)找出必須而充分的直接原因，在對(duì)下一級(jí)做任何考慮之前，必須完成上一

22、步嚴(yán)格遵守循序漸進(jìn)的原則February25,202238找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)2.2. 建立故障樹(shù)的注意事項(xiàng)建立故障樹(shù)的注意事項(xiàng)在建樹(shù)時(shí)不許把邏輯門(mén)和其他邏輯門(mén)直接連起來(lái)嚴(yán)格禁止“門(mén)門(mén)”短路為了故障樹(shù)向下發(fā)展，必須用等價(jià)的、比較具體的直接事件逐步取代比較抽象的間接事件。用直接事件逐步取代間接事件February25,202239找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)3 3. . 建立故障樹(shù)建立故障樹(shù)的基本方法的基本方法判定表法合成法 計(jì)算機(jī)輔助建樹(shù)演繹法人工建樹(shù)February25,202240找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)4 4. .

23、建立故障樹(shù)的步驟建立故障樹(shù)的步驟1924年11月至1927年4月第一步 選擇和確定頂事件頂事件是系統(tǒng)最不希望發(fā)生的事件，或是指定進(jìn)行邏輯分析的故障事件。February25,202241找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)3 3. . 建立故障樹(shù)的步驟建立故障樹(shù)的步驟1924年11月至1927年4月第二步 分析頂事件：尋找引起頂事件發(fā)生的直接的必要和充分的原因。將頂事件作為輸出事件，將所有直接原因作為輸入事件，并根據(jù)這些事件實(shí)際的邏輯關(guān)系用適當(dāng)?shù)倪壿嬮T(mén)相聯(lián)系。February25,202242找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)3 3. . 建立故障樹(shù)的步驟建立故障樹(shù)的

24、步驟1924年11月至1927年4月第三步 分析輸入事件分析每一個(gè)與頂事件直接相聯(lián)系的輸入事件。如果該事件還能進(jìn)一步分解，則將其作為下一級(jí)的輸出事件，如同b中對(duì)頂事件那樣進(jìn)行處理。February25,202243找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)3 3. . 建立故障樹(shù)的步驟建立故障樹(shù)的步驟1924年11月至1927年4月第四步 重復(fù)分解重復(fù)上述步驟，逐級(jí)向下分解，直到所有的輸入事件不能再分解或不必要再分解為止，即建成了一棵倒置的故障樹(shù)。February25,202244找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)案 例 分 析February25,202245找講師，就上

25、中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)5 5. . 建立故障樹(shù)的建立故障樹(shù)的結(jié)構(gòu)函數(shù)結(jié)構(gòu)函數(shù)1924年11月至1927年4月與門(mén)結(jié)構(gòu)故障樹(shù)的結(jié)構(gòu)函數(shù)123()min(,.)niniXxx xxxFebruary25,202246找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)5 5. . 建立故障樹(shù)的建立故障樹(shù)的結(jié)構(gòu)函數(shù)結(jié)構(gòu)函數(shù)1924年11月至1927年4月或門(mén)結(jié)構(gòu)故障樹(shù)的結(jié)構(gòu)函數(shù)123()m ax(,.)niniXxxxxxFebruary25,202247找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)5 5. . 建立故障樹(shù)的建立故障樹(shù)的結(jié)構(gòu)函數(shù)結(jié)構(gòu)函數(shù)1924年11月至1927年4月“

26、與”門(mén)“或”門(mén)之間的關(guān)系1(1)nniiiixxFebruary25,202248找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)6 6. . 故障樹(shù)的規(guī)范化故障樹(shù)的規(guī)范化1924年11月至1927年4月n 特殊事件的規(guī)范化n 特殊邏輯門(mén)的規(guī)范化n 故障樹(shù)的簡(jiǎn)化n 模塊分解February25,202249找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)練習(xí)要求：1. 確定頂事件2. 找到中間事件3. 分析、分解底事件4. 確定邏輯門(mén)5. 作故障樹(shù)課堂練習(xí)二課堂練習(xí)二練習(xí)三A1. 導(dǎo)出MCS2. 對(duì)MCS的重要度進(jìn)行排序根據(jù)下述線路圖，分析電視機(jī)不能工作的原因TV交流交流電源電源AC電源電源插

27、頭插頭電視機(jī)電視機(jī)開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)遙控器遙控器線路線路February25,202250找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)故障：一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)不能發(fā)動(dòng)直接原因：三大系統(tǒng)不能正常故障 1. 機(jī)械系統(tǒng) 2. 油路系統(tǒng) 3. 電路系統(tǒng)練習(xí)要求：1. 確定頂事件 2. 找到中間事件 3. 分析、分解底事件 4. 確定邏輯門(mén) 5. 作故障樹(shù)課堂練習(xí)三課堂練習(xí)三練習(xí)三A1. 導(dǎo)出MCS2. 對(duì)MCS的重要度進(jìn)行排序February25,202251找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)參考答案參考答案February25,202252找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái) Fault

28、 tree analysisGlobal Partner for Business Success基本概念第第四四章章故障樹(shù)的定性分析February25,202253找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)1 1. . 故障樹(shù)定性分析的目的故障樹(shù)定性分析的目的1924年11月至1927年4月n 幫助判明可能發(fā)生的故障模式和原因；n 發(fā)現(xiàn)可靠性和安全性薄弱環(huán)節(jié)，采取改進(jìn)措施，以提高產(chǎn)品可靠性和安全性；n 計(jì)算故障發(fā)生概率；n 發(fā)生重大故障或事故后，F(xiàn)TA是故障調(diào)查的一種有效手段，可以系統(tǒng)而全面地分析事故原因，為故障“歸零”提供支持；n 指導(dǎo)故障診斷、改進(jìn)使用和維修方案等。 Februa

29、ry25,202254找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)2 2. . 故障樹(shù)定性分析的作用故障樹(shù)定性分析的作用1924年11月至1927年4月n 尋找頂事件的原因事件及原因事件的組合（最小割集）n 發(fā)現(xiàn)潛在的故障n 發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)，以便改進(jìn)設(shè)計(jì)n 指導(dǎo)故障診斷，改進(jìn)使用和維修方案 February25,202255找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)1924年11月至1927年4月n 最小割集對(duì)降低復(fù)雜系統(tǒng)潛在事故風(fēng)險(xiǎn)具有重大意義如果能使每個(gè)最小割集中至少有一個(gè)底事件恒不發(fā)生(發(fā)生概率極低)，則頂事件就恒不發(fā)生(發(fā)生概率極低)，系統(tǒng)潛在事故的發(fā)生概率降至最低n 消

30、除可靠性關(guān)鍵系統(tǒng)中的一階最小割集，可消除單點(diǎn)故障可靠性關(guān)鍵系統(tǒng)不允許有單點(diǎn)故障，方法之一就是設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行故障樹(shù)分析，找出一階最小割集，在其所在的層次或更高的層次增加“與門(mén)”，并使“與門(mén)”盡可能接近頂事件。3. 最小割集的意義February25,202256找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)4. 用結(jié)構(gòu)函數(shù)計(jì)算最小割集頂事件T中間事件M1中間事件M2中間事件M3x4中間事件M4x1x3中間事件M5中間事件M6x5x2x3x2x5G6G7G5G4G3G2G1February25,202257找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)4. 用結(jié)構(gòu)函數(shù)計(jì)算最小割集February2

31、5,202258找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)1924年11月至1927年4月n 下行法也叫Fussell-Vesely法 n 求最小割集。研究最小割集可以找出故障樹(shù)的薄弱環(huán)節(jié)n 割集是故障樹(shù)的若干底事件的集合，如果這些底事件都發(fā)生,則頂事件必然發(fā)生n 最小割集是底事件數(shù)目不能再減少的割集，即在最小割集中任意去掉一個(gè)底事件之后，剩下的底事件集合就不是割集n 一個(gè)最小割集代表引起故障樹(shù)頂事件發(fā)生的一種故障模式5. 用下行法導(dǎo)出最小割集February25,202259找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)1924年11月至1927年4月根據(jù)故障樹(shù)的實(shí)際結(jié)構(gòu)，從頂事件開(kāi)

32、始，逐級(jí)向下尋查：n 遇到與門(mén)就將其輸入事件排在同一行（只增加割集階數(shù)，不增加割集個(gè)數(shù)）n 遇到或門(mén)就將其輸入事件各自排成一行（只增加割集個(gè)數(shù)，不增加割集階數(shù)）n 這樣直到全部換成底事件為止，這樣得到的割集再通過(guò)兩兩比較，劃去那些非最小割集，剩下即為故障樹(shù)的全部最小割集。 5. 用下行法導(dǎo)出最小割集February25,202260找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)求最小割集的故障樹(shù) 5. 用下行法導(dǎo)出最小割集February25,202261找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái) 從步驟1到2時(shí)，因下面是或門(mén)，所以在步驟2中的位置換之以豎向串列。從步驟2到3時(shí)，因下面

33、是與門(mén)，所以橫向并列，以此下去，直到第6步。共得到9個(gè)割集： 1464756573682,XX XX XX XX XXXXX通過(guò)集合運(yùn)算吸收律規(guī)則簡(jiǎn)化以上割集，得到全部最小割集。因?yàn)樗院捅晃?，得到全部最小割集?4666566, XX XXXX XX 147573682,XXXXXXXXX46x x56x x5. 用下行法導(dǎo)出最小割集February25,202262找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)1924年11月至1927年4月n 上行法也叫Semanderes法 n 從故障樹(shù)的底事件開(kāi)始，自下而上逐層地進(jìn)行事件集合運(yùn)算：n 將“或門(mén)”輸出事件用輸入事件的并（布爾和）代替

34、n 將“與門(mén)”輸出事件用輸入事件的交（布爾積）代替n 在逐層代入過(guò)程中，按照布爾代數(shù)吸收律和等冪律來(lái)化簡(jiǎn)，最后將頂事件表示成底事件積之和的最簡(jiǎn)式。其中每一積項(xiàng)對(duì)應(yīng)于故障樹(shù)的一個(gè)最小割集，全部積項(xiàng)即是故障樹(shù)的所有最小割集。6. 用上行法導(dǎo)出最小割集February25,202263找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái) 仍以上述故障樹(shù)為例，用上行法求最小割集。故障樹(shù)的最下一級(jí)為： 往上一級(jí)為：445567668MXXMXXMXX24545674 64 75 65 7336368()() M MMX X X XXX XX XX XXM X M X X X 6. 用上行法導(dǎo)出最小割集Feb

35、ruary25,202264找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)再往上一級(jí)為：最上一級(jí)為： 上式共有7個(gè)積項(xiàng)，因此得到7個(gè)最小割集：和下行法的結(jié)果是一樣的12346475657368 +MMMX XX XX XX XXXX121124757368 TXXMXXX XX XXXX 123684757,XXXXXXXXX6. 用上行法導(dǎo)出最小割集February25,202265找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)課堂練習(xí)四 1. 根據(jù)上述案例，應(yīng)用結(jié)構(gòu)函數(shù)計(jì)算最小 割集，是不是和下行法、上行法一致？2. 練習(xí)二和練習(xí)三的延伸February25,202266找講師，就上中

36、華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)1924年11月至1927年4月階數(shù)愈小的最小割集越重要7. 確確定最小割集和底事件重要性的原則定最小割集和底事件重要性的原則 1924年11月至1927年4月在低階最小割集中出現(xiàn)的底事件比高階最小割集中的底事件重要1924年11月至1927年4月在相同階次條件下，在不同最小割集中重復(fù)出現(xiàn)次數(shù)越多的底事件越重要February25,202267找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)8. 與門(mén)開(kāi)始的故障樹(shù)案例February25,202268找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái) T= AB =（X1+C）（X3+ X4） =（X1+ X2

37、X3）（X3+ X4） = X1 X3+ X2 X3 X3+ X1 X4+ X2 X3 X4 = X1 X3+ X2 X3+ X1 X4+ X2 X3 X4 = X1 X3+ X2 X3+ X1 X4事故樹(shù)經(jīng)化簡(jiǎn)得到三個(gè)交集的并集，也就是說(shuō)該事故樹(shù)有三個(gè)最小割集：K 1= X1，X3，K 2= X2 ，X3，K 3= X1，X4 8. 與門(mén)開(kāi)始的故障樹(shù)案例February25,202269找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)事故樹(shù)的等效圖8. 與門(mén)開(kāi)始的故障樹(shù)案例February25,202270找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái) Fault tree analysi

38、sGlobal Partner for Business Success基本概念第第五五章章故障樹(shù)的定量分析February25,202271找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)n 在給定基本事件發(fā)生概率的情況下，求出頂上事件發(fā)在給定基本事件發(fā)生概率的情況下，求出頂上事件發(fā)生的概率生的概率，可以根據(jù)所得結(jié)果與預(yù)，可以根據(jù)所得結(jié)果與預(yù)定的目標(biāo)值進(jìn)行比定的目標(biāo)值進(jìn)行比較。如果計(jì)算值超出了目標(biāo)值，就應(yīng)采取必要的系統(tǒng)較。如果計(jì)算值超出了目標(biāo)值，就應(yīng)采取必要的系統(tǒng)改進(jìn)措施，使其降至目標(biāo)值以下改進(jìn)措施，使其降至目標(biāo)值以下。n 計(jì)算每個(gè)計(jì)算每個(gè)基本事件對(duì)頂上事件發(fā)生概率的影響程度，基本事件對(duì)頂上事件發(fā)生概率的影響程度，以便更切合實(shí)際地確定各基本事件對(duì)預(yù)防事故發(fā)生的以便更切合實(shí)際地確定各基本事件對(duì)預(yù)防事故發(fā)生的重要性，使我們更清楚地認(rèn)識(shí)到要改進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)重點(diǎn)從重要性，使我們更清楚地認(rèn)識(shí)到要改進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)重點(diǎn)從何處著手。何處著手。 1. 定量分析的目的February25,202272找講師，就上中華講師網(wǎng)中國(guó)最大的培訓(xùn)講師選聘平臺(tái)n 底事件之間相互獨(dú)立n