可靠性-故障樹(shù)分析

型號(hào)可靠性工程之

——————故障樹(shù)分析（FTA）耿寶功4.1分析目的利用演繹法逐級(jí)分析，分析導(dǎo)致某種故障（頂事件）的各種可能原因，直到最基本的原因，并通過(guò)邏輯關(guān)系的分析確定潛在的硬件、軟件的設(shè)計(jì)缺陷，以便采取改進(jìn)措施。4.2依據(jù)⑴GJB450A—2004《裝備可靠性工作通用要求》；⑵GJB/Z768A—98《故障樹(shù)分析指南》；⑶GJB451A—2005《可靠性維修性保障性術(shù)語(yǔ)》。4.3適用對(duì)象與適用時(shí)機(jī)FTA一般適用于可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生安全或嚴(yán)重影響任務(wù)完成的關(guān)鍵、重要的產(chǎn)品；適用于產(chǎn)品工程研制階段的設(shè)計(jì)分析和事故后原因分析。4.4故障樹(shù)分析的程序故障樹(shù)分析的流程：開(kāi)始準(zhǔn)備工作熟悉產(chǎn)品確定分析目的確定故障判據(jù)選擇頂事件建立故障樹(shù)故障樹(shù)定性分析求最小割集最小割集分析故障樹(shù)定量分析求頂事件發(fā)生概率重要度計(jì)算薄弱環(huán)節(jié)分析與建議FTA報(bào)告4.5選擇頂事件頂事件是建立故障樹(shù)的基礎(chǔ)，選擇的方法如下：⑴在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行FTA，一般從顯著影響產(chǎn)品各種性能的故障中確定頂事件。⑵在FTA之前若進(jìn)行了FME(C)A,則直接可以從故障后果中選擇一種故障模式作為頂事件。⑶發(fā)生重大故障或者事故后可將次事件作為頂事件。對(duì)于頂事件必須嚴(yán)格定義，對(duì)于產(chǎn)品有多個(gè)不希望事件，則要分別作為頂事件進(jìn)行FTA分析。4.6故障樹(shù)的建立序號(hào)符號(hào)名稱說(shuō)明1基本事件（底事件）在特定的故障樹(shù)分析中無(wú)須探明其發(fā)生原因的底事件2未探明事件原則上應(yīng)進(jìn)一步探明其原因但暫時(shí)不必或者不能探明其原因的底事件3結(jié)果事件(中間事件或頂事件)FTA中由其它事件或者事件組合所導(dǎo)致的事件。位于故障樹(shù)頂端的結(jié)果事件為頂事件，位于頂事件和底事件之間的結(jié)果事件為中間事件。故障樹(shù)中常用事件的符號(hào)故障樹(shù)中常用的邏輯門及符號(hào)與門或門非門

表決門異或門禁門故障樹(shù)常用轉(zhuǎn)移符號(hào)轉(zhuǎn)向符號(hào)轉(zhuǎn)此符號(hào)

轉(zhuǎn)向符號(hào)轉(zhuǎn)此符號(hào)建立故障樹(shù)的基本原則①明確建樹(shù)邊界條件，簡(jiǎn)化系統(tǒng)的構(gòu)成②故障事件應(yīng)嚴(yán)格定義③應(yīng)從上向下逐級(jí)建樹(shù)④建樹(shù)時(shí)不允許門—門直接相連⑤把對(duì)事件的抽象描述具體化⑥處理共因事件和互斥事件故障樹(shù)的建立程序開(kāi)始將頂事件作為輸出事件分析建立導(dǎo)致輸出事件的所有下一級(jí)輸入事件分析建立輸入事件與輸出事件之間的邏輯門關(guān)系畫(huà)出輸出事件與輸入事件之間的故障樹(shù)所有輸入事件是否都為底事件故障樹(shù)規(guī)范化表達(dá)是建樹(shù)結(jié)束存在中間事件，將其作為輸出事件繼續(xù)展開(kāi)否建樹(shù)示例M開(kāi)關(guān)閉合后電機(jī)不轉(zhuǎn)+電機(jī)故障開(kāi)關(guān)閉合無(wú)電流+電源故障線路故障FTA4.7故障樹(shù)定性分析

目的：尋找導(dǎo)致頂事件發(fā)生的原因事件及原因事件的組合，以便進(jìn)行改進(jìn)。割集:故障樹(shù)中一些底事件的集合，當(dāng)這些底事件同時(shí)發(fā)生時(shí)，頂事件必然發(fā)生。最小割集：若將割集中所含的底事件任意去掉一個(gè)就不在成為割集了，那么這樣的割集就是最小割集。割集：{X1}，{X1,X2}，{X1,X2,X3}最小割集：{X1}，{X2,X3}T+X1MX2X3求最小割集的方法上行法：從所有底事件開(kāi)始，逐級(jí)向上找事件集合，最終獲得故障樹(shù)的最小割集。下行法：從頂事件開(kāi)始，逐級(jí)向下找事件的集合，最終獲得故障樹(shù)的最小割集。最小割集分析目的：為了找出改進(jìn)設(shè)計(jì)方向及指導(dǎo)故障診斷、確定維修次序。比較原則：①階數(shù)越小的最小割集越重要。②在低階最小割集中的底事件比高階最小割集中的底事件重要。③在最小割集階數(shù)相同的情況下，在不同最小割集中重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)越多的底事件越重要。4.8故障樹(shù)定量分析目的：在底事件互相獨(dú)立和已知其發(fā)生概率的條件下，計(jì)算頂事件發(fā)生概率和底事件重要度等定量指標(biāo)。

頂事件概率計(jì)算重要度分析①底事件概率重要度②底事件相對(duì)概率重要度4.9實(shí)施要點(diǎn)①應(yīng)在設(shè)計(jì)早期就進(jìn)行FTA工作②貫徹“誰(shuí)設(shè)計(jì)，誰(shuí)分析”的原則③應(yīng)首先開(kāi)展FMECA工作④考慮環(huán)境、人為因素對(duì)產(chǎn)品的影響⑤頂事件應(yīng)該在多個(gè)模式下單獨(dú)分析⑥假設(shè)底事件獨(dú)立，并只考慮發(fā)生與不發(fā)生⑦門與門不能直接相連⑧復(fù)雜產(chǎn)品的故障樹(shù)應(yīng)進(jìn)行模塊分析和簡(jiǎn)化，并采用軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)⑨都要進(jìn)行定性分析，根據(jù)要求確定是否需要進(jìn)行定量分析⑩必須進(jìn)行薄弱環(huán)節(jié)分析及重要度分析⑾故障樹(shù)分析的結(jié)果一定要影響產(chǎn)品的設(shè)計(jì)