null第九章 故障树分析（FTA） 第九章 故障树分析（FTA） 9.1 引言
9.2 FTA的术语与符号
9.3 故障事件的分类
9.4 故障树的建造
9.5 故障树定性分析
9.6 故障树的定量分析
9.7.重要度分析9．1 引 言9．1 引 言1961年美国贝尔实验室首先应用FTA在民兵导弹的发射控制系统可靠性研究中获得成功。1965年波音公司在系统安全年会上正式发表，引起科技人员的重视和应用，
1974年美国原子能委员会发表的核电站安全评价报告（WASH-1400）中，主要的分析技术就是可靠性工程中的事件树分析与故障树分析。并且在以后的核电站概率风险评价（PSA）技术的发展中起到了里程碑的作用。并且这种图形化的方法配合计算机技术的发展已经逐渐地深入到其它的科技领域。9.1.1 故障树分析法的特点9.1.1 故障树分析法的特点FTA是一种图形演绎法，是故障事件在一定条件下的逻辑推理方法 。FTA法清晰地用图说明，系统是怎样失效的？它也是系统某一个特定故障状态的快速照相。
FTA可以找出系统的全部可能的失效状态，也就是故障树的全部最小割集，或者称它们是系统的故障谱。
故障树是一种形象化的技术资料，是一种直观的教学和维修指南。
FTA由于它常用于分析复杂系统，因此它离不开计算机软件
FTA由于受到统计数据的不确定性的影响，因此在定量分析中有很大困难.
FTA的重要度分析与灵敏度分析是FTA中定量分析中的重要部分。9.1.2 FTA的步骤9.1.2 FTA的步骤选择合理的顶事件，和系统的分析边界和定义范围，并且确定成功与失败的准则；
建造故障树，这是FTA的核心部分之一，通过对已收集的技术资料，在设计，运行管理人员的帮助下，建造故障树；
对故障树进行简化或者模块化；
定性分析，求出故障树的全部最小割集，当割集的数量太多时，可以通过程序进行概率截断或割集阶截断；
定量分析，这一阶段的任务是很多的，它包括计算顶事件发生概率即系统的点无效度和区间无效度，此外还要进行重要度分析和灵敏度分析。9.1.3 FTA 的应用范围9.1.3 FTA 的应用范围系统的可靠性分析；
系统的安全分析与事故分析；
改进系统设计，对系统的可靠性进行评价；
概率风险评价，PSA技术，尤其是在核电站中的应用；
系统在设计维修，运行各个重要阶段进行重要度分析和灵敏度分析；
故障诊断与检修表的制定；
系统最佳探测器的配置；
故障树的模拟；
管理人员，运行人员的培训。9.2 FTA的术语与符号9.2 FTA的术语与符号主要故障模式代号 主要故障模式代号 [例9.2.1] 房形事件使用。房形事件又称开关事件，它能表示故障树结构上的变换。 [例9.2.1] 房形事件使用。房形事件又称开关事件，它能表示故障树结构上的变换。9.3 故障事件的分类 9.3 故障事件的分类 9.4 故障树的建造9.4 故障树的建造9.4.1 建树前的准备
9.4.2 选顶事件
9.4.3 故障树建造原则及指南
9.4.4 故障树的建造方法(演绎法)
9.4.1 建树前的准备9.4.1 建树前的准备首先必须熟悉系统，收集有关系统的技术资料，设计
说明书
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，安全报告，运行规程以及有关维修，制造等方面的资料，
然后找出与导致系统顶事件有关的部分，根据故障树分析深度与广度的要求进行画树。
故障树的广度是为了找出系统的各种功能相互关系，如使用﹑控制﹑维修等环节的关系，以及部件在受内﹑外干扰后的传播所产生的相互影响等。
故障树的深度一般是指为了找失效的共性，从而从根本上改善系统的可靠性与安全性。9.4.2 选顶事件9.4.2 选顶事件顶事件是系统不希望发生的事件
对系统的任务，边界，以及功能范围必须给予明确的定义
顶事件在大型系统中可不是一个。一个特定的顶事件可能只是许多种系统失效事件之一
定义顶事件必须将其条件和范围在文字描述中加以说明，既做到不遗漏，又作到分清主次，从而正确确定出故障树的顶事件
9.4.3 故障树建造原则及指南9.4.3 故障树建造原则及指南区分一下特定词“失效”（failure）和一个一般的词“故障”（fault）
将部件分为无源和有源（准静态和动态）部件
将部件故障事件分解为一次失效，二次失效和受控故障
进行FMEA（失效模式与效应分析）
建树过程 ，是深入对系统熟习的过程 建树指南或导则 建树指南或导则 (1) 寻找每一级中间事件（或顶事件）的全部的直接原因，直接原因的概念是按系统的“信号”或“能流”传递的次序来寻找。
(2) 任何一个门符号必须有故障事件相联结，不允许由门直接输入到门。
(3) 把比较不抽象的事件代替抽像的事件。例如，“马达工作时间过长”不如“马达通电时间过长”。
(4) 尽可能地将一些事件划分为更基本事件。例如，“贮罐爆炸”用“加注过量造成爆炸”或“反应失控造成爆炸”来代替。
(5) 找出造成事件的不同原因。例如“反应失控”用“补给过量”和“冷却失灵”来代替。
(6) 将触发事件同“无保护动作”配合起来。例如“过热”用“冷却失灵”加上“系统未关机”来代替。
(7) 找出起互促作用的原因。例如“着火”用“可燃流体漏出”和“继电器打火花”来代替。
9.4.4 故障树的建造方法(演绎法)
9.4.4 故障树的建造方法(演绎法)
9.5 故障树定性分析9.5 故障树定性分析9.5.1 单调关联故障树定性分析，单调关联故障树是一种正规故障树，每一个基本事件的乘积项称之为故障树的最小割集（MCS），即系统的故障模式，所以全部最小割集的集合又称之为系统的故障谱。
9.5.2 最小割集和最小路集，集合C发生时，顶事件必定发生，则集合C是故障树的一个割集，若集合C中任意去掉一个基本事件后，余下的集合就不再是故障树的割集时，则称C是一个最小割集。
当集合P中的每个基本事件都不发生时，则顶事件一定不会发生，称集合P是故障树的一个路集，若任意去集合P中的一个事件后，集合P不再是故障树的路集，则P是最小路集。 9.5.3 找故障树最小的割集的方法(下行法) 9.5.3 找故障树最小的割集的方法(下行法) null上行法 上行法
9.6 故障树的定量分析
9.6 故障树的定量分析
(1) 求顶事件发生概率的点估计值和区间估计值，以及它们上，下限的值的近似估计。
(2)系统失效率，失效频率和不可用度的近似值的计算，工程上的
办法
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是采用动态树理论。
(3)重要度分析，改善系统设计。短割法公式短割法公式9.7. 重要度分析9.7. 重要度分析重要度分析是故障树定量分析中的重要组成部分。重要度是一个部件或者系统的割集发生失效时对顶事件发生概率的贡献，它是时间，部件的可靠性参数以及系统结构的函数。 重要度分析 重要度分析 概率重要度概率重要度设：故障树的结构函数为部件的概率重要度可按定义写成 i部件的概率重要度是i部件状态取1时
顶事件发生概率和i部件状态取0时顶
事件发生概率的差。9.7.1部件的概率重要度 9.7.1部件的概率重要度 9.7.2 部件结构重要度 9.7.2 部件结构重要度 [例9.7.2] 求2/3系统部件结构重要度[例9.7.2] 求2/3系统部件结构重要度9.7.3 割集重要度 9.7.3 割集重要度
浙公网安备 33021202002483