FTA(樹圖)培訓(xùn)材料[沐風(fēng)書苑]

1、FTA（故障樹圖）培訓(xùn)材料 1 1.FTA概述概述 故障樹分析FTA (Fault Tree Analysis)是60年代發(fā)展起來的用于 可靠性、安全性分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的一種方法。 作用：主要是針對(duì)各種復(fù)雜系統(tǒng)與初樣設(shè)計(jì)階段進(jìn)行可靠性、安全性分 析。用于系統(tǒng)的故障分析、預(yù)測(cè)和找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，以便在設(shè)計(jì)、 制造和使用中采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。 2 依此逐級(jí)地找下去至追查到最原始的直接因素（底問題依此逐級(jí)地找下去至追查到最原始的直接因素（底問題） 接著將這些直接因素和可能的原因作為第二級(jí)問題，再往接著將這些直接因素和可能的原因作為第二級(jí)問題，再往 下找出造成第二級(jí)問題發(fā)生的全部直接因素和可能的原因下

2、找出造成第二級(jí)問題發(fā)生的全部直接因素和可能的原因 先找出導(dǎo)致這一問題（頂問題）發(fā)生的直接因素和可能的原因先找出導(dǎo)致這一問題（頂問題）發(fā)生的直接因素和可能的原因 把系統(tǒng)所不希望發(fā)生的故障問題作為分析的目標(biāo)把系統(tǒng)所不希望發(fā)生的故障問題作為分析的目標(biāo) 采用采用相應(yīng)的符號(hào)表示問題，用描述問題間邏輯因果相應(yīng)的符號(hào)表示問題，用描述問題間邏輯因果 關(guān)系的符號(hào)把各問題關(guān)系的符號(hào)把各問題聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)成倒立的樹狀圖形（故障成倒立的樹狀圖形（故障 樹），用以樹），用以表示表示系統(tǒng)特定頂問題與其各子系統(tǒng)或各系統(tǒng)特定頂問題與其各子系統(tǒng)或各 元件的故障問題及其它有關(guān)因素之間的邏輯關(guān)系。元件的故障問題及其它有關(guān)因素之間的邏輯關(guān)

3、系。 3 建樹過程建樹過程 復(fù)雜復(fù)雜 ，人不同，人不同 樹不同樹不同 應(yīng)用于應(yīng)用于 工程技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)和系統(tǒng) 工程中工程中 故障樹分析的故障樹分析的 理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ) ，同樣，同樣 可用于定量分析可用于定量分析 編制計(jì)算程編制計(jì)算程 序，在故障樹分序，在故障樹分 析中不可缺少析中不可缺少 定量求出失定量求出失 效概率和其效概率和其 他可靠性特征他可靠性特征 管理、管理、 維修指南維修指南 聯(lián)系聯(lián)系 可能因素可能因素 圖形演繹法圖形演繹法 數(shù)據(jù)收集困難數(shù)據(jù)收集困難 系統(tǒng)越復(fù)雜，系統(tǒng)越復(fù)雜， 建樹越困難，建樹越困難， 耗時(shí)越長(zhǎng)耗時(shí)越長(zhǎng) 特點(diǎn)特點(diǎn) 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 4 2.故障樹的建立故障樹的建立

4、故障樹分析法一般步驟：故障樹分析法一般步驟： 對(duì)所選定的系統(tǒng)作必要的分析，確切了解系統(tǒng)的組成及各項(xiàng)操對(duì)所選定的系統(tǒng)作必要的分析，確切了解系統(tǒng)的組成及各項(xiàng)操 作內(nèi)容，熟悉其正常的作業(yè)圖；作內(nèi)容，熟悉其正常的作業(yè)圖； 對(duì)系統(tǒng)的故障進(jìn)行定義，對(duì)預(yù)計(jì)可能發(fā)生的故障、過去發(fā)生過事對(duì)系統(tǒng)的故障進(jìn)行定義，對(duì)預(yù)計(jì)可能發(fā)生的故障、過去發(fā)生過事 例作廣泛的調(diào)查例作廣泛的調(diào)查 ； 仔細(xì)分析各種故障的形成原因，如設(shè)計(jì)、制造、裝配、運(yùn)行、環(huán)仔細(xì)分析各種故障的形成原因，如設(shè)計(jì)、制造、裝配、運(yùn)行、環(huán) 境條件、人為因素等；境條件、人為因素等； 5 故障樹常用的符號(hào)圖形、名稱與含義故障樹常用的符號(hào)圖形、名稱與含義 故障樹故障樹

5、是實(shí)際系統(tǒng)故障組合和傳遞的邏輯關(guān)系的正確而抽象的是實(shí)際系統(tǒng)故障組合和傳遞的邏輯關(guān)系的正確而抽象的表達(dá)表達(dá)。 建樹建樹是是按照按照嚴(yán)格的演繹邏輯，嚴(yán)格的演繹邏輯，從從頂事件開始，頂事件開始，向下向下逐級(jí)追溯事件的直逐級(jí)追溯事件的直 接原因，直至接原因，直至找出找出全部底事件為止，全部底事件為止，最后得到最后得到一棵故障樹。一棵故障樹。 建樹所用的符號(hào)建樹所用的符號(hào) 事件符號(hào)事件符號(hào) 邏輯門符號(hào)邏輯門符號(hào) 轉(zhuǎn)移符號(hào)轉(zhuǎn)移符號(hào) 6 是可能出現(xiàn)也不可能出現(xiàn)的故障事件，當(dāng)給定條件滿 足時(shí)，這一事件就成立，否則不成立就刪去 條件事件4 又稱為展開事件或未探明事件。發(fā)生的概率小，因此 對(duì)此系統(tǒng)來說不需要進(jìn)一步

6、分析的事件；或暫時(shí)不必 或暫時(shí)不可能探明其原因的底事件 省略事件3 是基本故障事件（不能再進(jìn)行分解）或毋須再探明的 事件，但一般它的故障分布是已知的，是導(dǎo)致其他事 件發(fā)生的原因事件，位于故障樹的底端，是邏輯門的 輸入事件而不是作為輸出 底事件2 分為頂事件和中間事件，是由其他事件或事件組合導(dǎo) 致的事件。在框內(nèi)注明故障定義，其下與邏輯門聯(lián)接 ，再分解為中間事件和底事件 結(jié)果事件1 含義名稱符號(hào)序號(hào) 故障樹常用的事件符號(hào)及釋義故障樹常用的事件符號(hào)及釋義 7 8 序號(hào)序號(hào)符號(hào)符號(hào)名稱名稱含義含義 1 1事件的轉(zhuǎn)移事件的轉(zhuǎn)移 將故障樹的某一完整部分將故障樹的某一完整部分 （子樹（子樹 ） 轉(zhuǎn)移到另一處

7、復(fù)用，以減少重復(fù)并轉(zhuǎn)移到另一處復(fù)用，以減少重復(fù)并 簡(jiǎn)化故障樹簡(jiǎn)化故障樹 2 2事件的轉(zhuǎn)移事件的轉(zhuǎn)移 由轉(zhuǎn)入符號(hào)（或稱轉(zhuǎn)此符號(hào)）、轉(zhuǎn)由轉(zhuǎn)入符號(hào)（或稱轉(zhuǎn)此符號(hào)）、轉(zhuǎn) 出符號(hào)（或轉(zhuǎn)向符號(hào)）加上相應(yīng)的標(biāo)出符號(hào)（或轉(zhuǎn)向符號(hào)）加上相應(yīng)的標(biāo) 號(hào)，分別表示從某處轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)到某處號(hào)，分別表示從某處轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)到某處 故障樹常用的轉(zhuǎn)移符號(hào)及釋義故障樹常用的轉(zhuǎn)移符號(hào)及釋義 9 建立故障樹：建立故障樹： 頂事件是那些頂事件是那些可以分解可以分解且且有明確定義有明確定義的需要分析的系統(tǒng)故障。的需要分析的系統(tǒng)故障。 導(dǎo)致頂事件所有可能的導(dǎo)致頂事件所有可能的直接原因直接原因?yàn)榈谝患?jí)中間事件為第一級(jí)中間事件 ，以，以 此類推。將這

8、些事件用相應(yīng)的事件符號(hào)表示此類推。將這些事件用相應(yīng)的事件符號(hào)表示 ，并用邏，并用邏輯輯 門符號(hào)相聯(lián)接門符號(hào)相聯(lián)接。 依次類推，逐級(jí)向下發(fā)展，直至找到引起系統(tǒng)故依次類推，逐級(jí)向下發(fā)展，直至找到引起系統(tǒng)故 障的全部障的全部毋需再追究毋需再追究下去的原因下去的原因 ，作為底事件。，作為底事件。 頂事件頂事件 中間事件中間事件 底事件底事件 故障樹故障樹 10 建樹注意事項(xiàng)：建樹注意事項(xiàng)： 選擇建樹流程時(shí)，通常是以系統(tǒng)功能為主線來分析所有故障事件并按邏輯貫選擇建樹流程時(shí)，通常是以系統(tǒng)功能為主線來分析所有故障事件并按邏輯貫 穿始終。但一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的主流程可能不是唯一的，因?yàn)楦鞣种СＳ衅渥约捍┦冀K。但一個(gè)

9、復(fù)雜系統(tǒng)的主流程可能不是唯一的，因?yàn)楦鞣种СＳ衅渥约?的主流程，建樹時(shí)要靈活掌握；的主流程，建樹時(shí)要靈活掌握； 合理地選擇和確定系統(tǒng)及單元的邊界條件合理地選擇和確定系統(tǒng)及單元的邊界條件 ； 故障事件定義要具體，盡量做到唯一解釋；故障事件定義要具體，盡量做到唯一解釋； 系統(tǒng)中各事件間的邏輯關(guān)系和條件必須十分清晰，不允許邏輯混亂和條件系統(tǒng)中各事件間的邏輯關(guān)系和條件必須十分清晰，不允許邏輯混亂和條件 矛盾；矛盾； 故障樹應(yīng)盡量地簡(jiǎn)化，去掉邏輯多余事件，以方便定性、定量分析。故障樹應(yīng)盡量地簡(jiǎn)化，去掉邏輯多余事件，以方便定性、定量分析。 樹圖中的主要類別一般可以不先從樹圖中的主要類別一般可以不先從“5M

10、1E”“5M1E”出發(fā)，而是根據(jù)具體的質(zhì)量問出發(fā)，而是根據(jù)具體的質(zhì)量問 題或邏輯關(guān)系去選取。題或邏輯關(guān)系去選取。 11 汽車雙管路制動(dòng)系統(tǒng)故障樹：汽車雙管路制動(dòng)系統(tǒng)故障樹： 12 3.故障樹的分析故障樹的分析 故障樹定性分析故障樹定性分析 故障樹定量分析故障樹定量分析 13 故障樹的定性分析故障樹的定性分析 找出故障樹的全部最小割集或全部最小路集找出故障樹的全部最小割集或全部最小路集 。 原則原則 比較小概率失效元件組成的各種系統(tǒng)失效概率時(shí)，其故障樹所含最小割集比較小概率失效元件組成的各種系統(tǒng)失效概率時(shí)，其故障樹所含最小割集 的最小階數(shù)越小，系統(tǒng)的失效概率越高；在所含最小割集的最小階數(shù)相同的的

11、最小階數(shù)越小，系統(tǒng)的失效概率越高；在所含最小割集的最小階數(shù)相同的 情況下，該階數(shù)的最小割集的個(gè)數(shù)越多，系統(tǒng)的失效概率越高。情況下，該階數(shù)的最小割集的個(gè)數(shù)越多，系統(tǒng)的失效概率越高。 比較同一系統(tǒng)中各基本事件的重要性時(shí)，按各基本事件在不同階數(shù)的最小比較同一系統(tǒng)中各基本事件的重要性時(shí)，按各基本事件在不同階數(shù)的最小 割集中出現(xiàn)的次數(shù)來確定其重要性大?。凰谧钚「罴碾A數(shù)越小，出現(xiàn)的割集中出現(xiàn)的次數(shù)來確定其重要性大小；所在最小割集的階數(shù)越小，出現(xiàn)的 次數(shù)越多，該基本事件的重要性越大。次數(shù)越多，該基本事件的重要性越大。 主要任務(wù)主要任務(wù) 割集，也叫做截集或截止集，它是導(dǎo)致頂 上事件發(fā)生的基本事件的集合。也

12、就是說 事故樹中一組基本事件的發(fā)生，能夠造成 頂上事件發(fā)生，這組基本事件就叫割集。 引起頂上事件發(fā)生的基本事件的最低限度 的集合叫最小割集。 14 故障樹的定量分析故障樹的定量分析 利用故障樹作為計(jì)算模型利用故障樹作為計(jì)算模型，在已知底事件發(fā)生概率的條件下，求，在已知底事件發(fā)生概率的條件下，求出頂事件（出頂事件（ 即系統(tǒng)失效）的發(fā)生概率即系統(tǒng)失效）的發(fā)生概率，從而，從而對(duì)系統(tǒng)的可靠性、安全性及風(fēng)險(xiǎn)作出評(píng)估對(duì)系統(tǒng)的可靠性、安全性及風(fēng)險(xiǎn)作出評(píng)估。 任務(wù)任務(wù) 與門結(jié)構(gòu)的輸出輸出事件發(fā)生的概率（并聯(lián)系統(tǒng)發(fā)生失效概率）與門結(jié)構(gòu)的輸出輸出事件發(fā)生的概率（并聯(lián)系統(tǒng)發(fā)生失效概率） 或門結(jié)構(gòu)的輸出輸出事件發(fā)生的

13、概率（串聯(lián)系統(tǒng)失效概率）或門結(jié)構(gòu)的輸出輸出事件發(fā)生的概率（串聯(lián)系統(tǒng)失效概率） 15 發(fā)動(dòng)機(jī)的故障樹：發(fā)動(dòng)機(jī)的故障樹： 16 FMEA與與FTA的比較的比較 方法特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn) FMEA 分析每個(gè)零件的所有故 障模式，用于單一故障 分析，比FTA更詳細(xì)。 與硬件有關(guān)。屬歸納法 ，只能定性分析 易懂；此法已被廣泛接 受，已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化 只能分析硬件；花費(fèi)時(shí) 間多；經(jīng)常不能考慮故 障與人為因素的關(guān)系 FTA 從頂事件開始，找出引 起故障的基本事件的集 合，邏輯推理方法，能 考慮人的因素、環(huán)境因 素與軟件?？梢杂秒娮?計(jì)算機(jī)輔助建樹；屬演 繹法，能進(jìn)行定性分析 和計(jì)算 能找出故障的相互關(guān)系 。尋找系統(tǒng)可能失

14、效的 方式，便于系統(tǒng)的維修 和管理 大型故障樹難以理解。 沒有相似的系統(tǒng)流程表 。數(shù)學(xué)上不是唯一的， 涉及復(fù)雜的邏輯。只能 表示兩種系統(tǒng)狀態(tài) 17 實(shí)例實(shí)例1：目的手段型：目的手段型 18 例：某制藥廠生產(chǎn)骨痛貼膏 ，出現(xiàn)廢片率高的問題。經(jīng) 過調(diào)查，癥結(jié)是“膏面色澤 不均勻”。 實(shí)例實(shí)例2：因果分析型：因果分析型 19 面料知識(shí)少面料知識(shí)少 經(jīng)經(jīng) 營(yíng)營(yíng) 狀狀 況況 差差 管理問題管理問題 購(gòu)物環(huán)境差購(gòu)物環(huán)境差 商品結(jié)構(gòu)不好商品結(jié)構(gòu)不好 款式陳舊款式陳舊 尺寸號(hào)不全尺寸號(hào)不全 低檔服裝少低檔服裝少 男服式樣少男服式樣少 售貨員素質(zhì)低售貨員素質(zhì)低 服務(wù)態(tài)度差服務(wù)態(tài)度差 業(yè)務(wù)知識(shí)差業(yè)務(wù)知識(shí)差 說話不熱情說話不熱情 接待不及時(shí)接待不及時(shí) 扎堆聊天扎堆聊天 不會(huì)推薦商品不會(huì)