起重作業(yè)故障樹模型分析匯總

1、9.1 起重作業(yè)故障樹分析該工程起重設(shè)備存在于車間、倉庫等主要生產(chǎn)、儲存場所，在生產(chǎn)過程中起著舉足輕重的作用，大量的原料、成品、半成品都要使用起重設(shè)備進行吊裝，生產(chǎn)設(shè)備的檢修與安裝就更離不開起重設(shè)備。據(jù)國家有關(guān)部門統(tǒng)計，冶金企業(yè)的起重設(shè)備所造成的傷害事故占各類傷害事故的30%左右，杜絕或減少起重傷害事故已是安全管理的一個重要課題。現(xiàn)根據(jù)該工程中使用的主要起重設(shè)備的特點，結(jié)合同類行業(yè)事故案例，本報告現(xiàn)以起重作業(yè)傷人事故為例進行故障樹分析。起重傷害危險性最大的事故為起重設(shè)備在運行過程失穩(wěn)傾翻事故，但從以往的事故統(tǒng)計來看，失穩(wěn)傾翻事故發(fā)生的可能性較小，主要的起重傷害為吊運過程的傷人事故，本評價以起重

2、機吊鉤吊物墜落傷人事故為頂上事件，采用故障樹進行重點分析。編制故障樹起重機吊鉤吊物墜落傷人故障樹圖見圖9.1、圖9.1續(xù)圖1、圖9.1續(xù)圖2及圖9.1續(xù)圖3。圖9.1起重作吊鉤吊物墜落傷人故障樹9.1.2故障樹定量分析9.1.2.1傷害事故類別的概率計算（1）A1概率計算求最小割集按行列法進行運算得到：B1C2B1B2A1B1x7C1x7x6x7x2x7x3x7x4x7x5x7x1x7B1x8B1x9B1x10x1x8x8C1x6x8x2x8x3x8x4x8x5x8x1x9x9C1x6x9x1x10x8C1x6x10x2x10x3x10x4x10x5x10x2x9x3x9x4x9x5x9所以，

3、最小割集有24個，分別為：K1=x1,x7 K2=x2,x7 K3=x3,x7 K4=x4,x7K5=x5,x7 K6=x6,x7 K7=x1,x8 K8=x2,x8K9=x3,x8 K10=x4,x8 K11=x5,x8 K12=x6,x8K13=x1,x9 K14=x2,x9 K15=x3,x9 K16=x4,x9K17=x5,x9 K18=x6,x9 K19=x1,x10 K20=x2,x10K21=x3,x10 K22=x4,x10 K23=x5,x10 K24=x6,x10求A1概率(qA1)A1=x1x7+x2x7+x3x7+x4x7+x5x7+x6x7+x1x8+x2x8+x3x

4、8+x4x8+x5x8+ x6x8+x1x9+x2x9+x3x9+x4x9+x5x9+x6x9+x1x10+x2x10+x3x10+x4x10+x5x10+x6x10qA11-(1-q1q7)(1-q2q7)(1-q3q7)(1-q4q7)(1-q5q7)(1-q6q7)(1-q1q8) (1-q2q8)(1-q3q8)(1-q4q8)(1-q5q8)(1-q6q8)(1-q1q9)(1-q2q9)(1-q3q9)(1-q4q9)(1-q5q9)(1-q6q9)(1-q1q10)(1-q2q10)(1-q3q10)(1-q4q10)(1-q5q10)(1-q6q10)將表9.1中數(shù)值代入得：q

5、A11-(1-10-3×5×10-2)(1-10-2×5×10-2) (1-10-2×5×10-2) (1-10-3×5×10-2) (1-5×10-2×5×10-2) (1-10-3×5×10-2) (1-10-3×10-3)(1-10-2×10-3) (1-10-2×10-3) (1-10-3×10-3) (1-5×10-2×10-3) (1-10-3×10-3) (1-10-3×1

6、0-3)(1-10-2×10-3) (1-10-2×10-3) (1-10-3×10-3) (1-5×10-2×10-3) (1-10-3×10-3) (1-10-3×8×10-2)(1-10-2×8×10-2) (1-10-2×8×10-2) (1-10-3×8×10-2) (1-5×10-2×8×10-2) (1-10-3×8×10-2)=10-2表9.1 基本事件發(fā)生概率取值表代號基本事件名稱qi1-

7、qiA1吊鉤、吊物下有人x1人在吊物下作業(yè)10-30.999x2被迫通過10-20.99x3視線不清10-20.99x4司機操作失誤10-30.999x5非司機開車5×10-20.95x6人在吊物下行走10-30.999x7無人指揮5×10-20.95x8疏忽大意10-30.999x9看見未制止10-30.999x10非掛鉤工指揮8×10-20.92B3吊鉤失控x11電器（制動器）故障2×10-40.9998x12吊荷接近額定值2×10-10.8x13起吊速度過快10-10.9x14起吊埋在地下的物體10-20.99x15歪拉斜吊5×

8、10-20.95x16重量不明5×10-20.95x17估計錯誤10-20.99x18明知超重仍起吊10-30.999x19過載保護器失靈10-4x20機械故障（制動器）10-30.999x21（控制器）電器故障10-4x22（控制器）機械故障5×10-30.995P4起重鋼絲繩破斷x12x19見B3x23選用不合理10-40.9999x24斷股超標10-40.9999x25鋼絲繩質(zhì)量差10-50.99999x26磨損腐蝕超限10-40.9999x27扭結(jié)硬傷10-40.9999x28脫槽使用5×10-40.9995x29非司機開車5×10-20.95x

9、30過度疲勞10-30.999x31不懂操作技術(shù)10-20.99x32麻痹大意10-30.999x33未裝限位器5×10-20.95x34開車前未檢查5×10-30.995x35帶?。ㄩ_車）5×10-20.95x36卷揚機械損壞10-30.999x37卷揚電器裝置損壞10-40.9999B5吊具、吊索破斷x12x19見B2x38設(shè)計缺陷10-40.9999x39吊物棱角缺口未墊好10-40.9999x40使用變形磨損的吊具、吊索10-50.99999x41索具選用不當10-40.9999x42吊具選用不合理10-40.9999x43鋼絲繩有死結(jié)10-40.9999

10、x44吊具、吊索受熱質(zhì)變10-40.9999x45捆綁方法不正確10-30.999x46吊具、吊索腐蝕10-40.9999B6吊物脫落x47吊物上有浮放物10-30.999x48吊物晃動10-20.99x50未困牢而起吊10-30.999x51歪吊工件10-30.999x53未設(shè)計吊裝點10-40.9999x54兜翻工件方法不正確10-30.999x55吊物下降時被墊住10-30.999x56沒有防脫鉤裝置10-30.999x57未按標量設(shè)計吊鉤10-40.9999x58制造質(zhì)量差10-40.9999x59補焊吊鉤10-30.999x60吊鉤磨損超限10-40.9999x61裂紋10-40.9

11、999B7平衡輪斷裂x62材質(zhì)差10-40.9999x63滑輪輪緣壞10-40.9999x64護罩不起作用10-30.999x65振動5×10-20.95x66軸質(zhì)量差10-40.9999x67卷筒固定繩夾斷裂10-61-10-6注：參見事故樹分析與應(yīng)用一書，機械工業(yè)出版社出版。（2）B3概率計算求最小割集故障樹結(jié)構(gòu)函數(shù)式：B3=C3C4=(x21+x22) x11+x20+x19(x12x13+x14+x15+x16+x17+x18）=x11x21+x20x21+x22x11+x20x22+x12x13x19x21+x12x13x19x22+x14x19x21+x14x19x22+

12、x15x19x21+x15x19x22+x16x19x21+x16x19x22+x17x19x21+x17x19x22+x18x19x21+x18x19x22得到最小割集16個，分別為：K1= x11,x21 K2= x20,x21 K3= x22,x11 K4= x20，x22 K5= x12,x13,x19,x21 K6= x12,x13,x19,x22 K7= x14,x19,x21 K8= x14,x19,x22 K9= x15,x19,x21 K10= x15,x19,x22 K11= x16,x19,x21 K12= x16,x19,x22 K13= x17,x19,x21 K14

13、= x17,x19,x22 K15= x18，x19,x21 K16= x18，x19,x22 求B3概率由結(jié)構(gòu)函數(shù)式可得：qB31-（1- q11q21）（1- q20q21）（1- q22q11）（1- q20q22）（1- q12q13q19q21）（1- q12q13q19q22）（1- q14q19q21）（1- q14q19q22）（1- q15q19q21）（1- q15q19q22）（1- q16q19q21）（1- q16q19q22）（1- q17q19q21）（1- q17q19q22）（1- q18q19q21）（1- q18q19q22）將表9.1中數(shù)值代入得qB31

14、.3×10-5。（3）B4概率計算求最小割集故障樹結(jié)構(gòu)函數(shù)式為：B4=C5+C6+C7=x19(x12x13+x14+x15+x16+x17+x18)+x23+x24+x25+x26+x27+x28+(x29+x30+x31+x32)x33+(x34+x35)(x36+x37)=x19x12x13+x19x14+x19x15+x19x16+x19x17+x19x18+x23+x24+x25+x26+x27+x28+ x29x33+x30x33+x31x33+x32x33+x29x34x36+x29x34x37+x29x35x36+x29x35x37+ x30x34x36+x30x34

15、x37+x30x35x36+x30x35x37+x31x34x36+x31x34x37+x31x35x36+x31x35x37+ x32x34x36+x32x34x37+x32x35x36+x32x35x37得到最小割集32個，分別為：K1=x19，x12，x13； K2=x19，x14； K3=x19，x15；K4=x19，x16；K5=x19，x17 ；K6=x19，x18； K7=x23；K8=x24；K9=x25；K10=x26； K11=x27；K12=x28；K13=x29，x33； K14=x30，x33； K15=x31，x33； K16=x32，x33；K17=x29，x34

16、，x36； K18=x29，x34，x37； K19=x29，x35，x36 ；K20=x29，x35，x37；K21=x30，x34，x36 ； K22=x30，x34，x37；K23=x30，x35，x36；K24=x30，x35，x37；K25=x31，x34，x36；K26=x31，x34，x37； K27=x31，x35，x36；K28=x31，x35，x37；K29=x32，x34，x36；K30=x32，x34，x37； K31=x32，x35，x36； K32=x32，x35，x37。求B4概率按B4的結(jié)構(gòu)函數(shù)式，近似計算概率。將表9.1中數(shù)值代入得：qB4=10-4×

17、;（2×10-1×10-1+10-2+10-3+5×10-2×10-2+10-3）+10-4+10-4+10-5+10-4+10-4+5×10-4+（5×10-2+10-3+10-2+10-3）5×10-2+（5×10-2+5×10-3）（10-3+10-4）=4×10-3（4）B5概率計算求最小割集故障樹結(jié)構(gòu)函數(shù)式為：B5=x19(x12x13+x14+x15+x16+x17+x18)+x38+x39+x40+x41+x42+x43+x44+x45+x46= x19x12x13+x19x14+

18、x19x15+x19x16+x19x17+x19x18+x38+x39+x40+x41+x42+x43+x44+x45+x46得到最小割集15個，分別為：K1=x19，x12，x13； K2=x19，x14； K3=x19，x15；K4=x19，x16；K5=x19，x17 ；K6=x19，x18； K7=x38；K8=x39；K9=x40；K10=x41； K11=x42；K12=x43；K13=x44； K14=x45； K15=x46。求B5概率按B5的結(jié)構(gòu)函數(shù)式近似計算得：qB5= q19(q12q13+q14+q15+q16+q17+q18)+q38+q39+q40+q41+q42+

19、q43+q44+q45+q46將表中數(shù)值代入得：qB5=1.7×10-3。（5）B6概率計算求最小割集故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)式為：B6=C9+C10=C9+D3+D4+D5=x47x48+x42+x50+x51+x45+x53+x56(x54+x55)+x57+x58+x59+x60+x61+x19x12x13+x19x14+x19x15+x19x16+x19x17+x19x18得出最小割集19個，分別為：K1=x19，x12，x13； K2=x19，x14； K3=x19，x15；K4=x19，x16；K5=x19，x17 ；K6=x19，x18； K7=x42；K8=x50；K9=x5

20、1；K10=x45； K11=x53；K12=x57；K13=x58； K14=x59； K15=x60； K16=x61；K17=x55，x56； K18=x54，x56； K19=x47，x48求B6概率按結(jié)構(gòu)函數(shù)式近似計算得：qB6=q47q48+q42+q50+q51+q45+q53+q56(q54+q55)+q57+q58+q59+q60+q61+q19q12q13+q19q14+q19q15+q19q16+q19q17+q19q18將表9.1中數(shù)值代入得：qB6=4.6×10-3。（6）B7概率計算求最小割集按行列法進行運算。得到最小割集4個，分別為：K1=x66；K2=

21、x62；K3=x63,x65；K4=x64,x65。求B7概率故障樹結(jié)構(gòu)函數(shù)式為：B7=x66+x62+x63x65+x64x65qB7=1-（1- q66）（1- q62）（1- q63q65）（1- q64q65）將表9.1中數(shù)值代入得：qB7=2.5×10-4。（7）起重機吊鉤吊物墜落傷人事故概率計算故障樹結(jié)構(gòu)函數(shù)式為：T=A1(B3+B4+B5+B6+B7+x67)gqA11-（1- qB3）（1- qB4）（1- qB5）（1- qB6）（1- qB7）（1- q67）=10-21-（1-1.3×10-5）（1- 4×10-3）（1- 1.7×

22、10-3）（1- 4.6×10-3）（1- 2.5×10-4）（1- 10-6）=10-49.1.2.2概率重要度分析根據(jù)公式得到：=1-（1- qB3）（1- qB4）（1- qB5）（1- qB6）（1- qB7）（1- q67）代入數(shù)值得到Ig（A1）=10-2。同理可得Ig（B3）=9.899×10-3。Ig（B4）=9.934×10-3。Ig（B5）=9.91×10-3。Ig（B6）=9.94×10-3。Ig（B7）=9.897×10-3。Ig（x67）=9.895×10-3。9.1.2.3臨界重要度分析

23、CIg（A1）= Ig（A1）qA1/g=10-2×10-2/10-4=1；同理可得：CIg（B3）=1.287×10-3；CIg（B4）=3.974×10-1；CIg（B5）=1.685×10-1；CIg（B6）=4.572×10-1；CIg（B7）=2.474×10-2；CIg（67）=9.895×10-5。因此，臨界重要度順序為：CIg（A1）> CIg（B6）> CIg（B4）> CIg（B5）> CIg（B7）> CIg（B3）> CIg（67）。結(jié)果分析（1）從故障樹圖9-1及其續(xù)圖看，造成頂上事件的基本事件很多，有67個。邏輯或門28個，邏輯與門13個，這說明此類事故易發(fā)生。（2）頂上事件發(fā)生的概率為10-4。中間事件：吊鉤、吊物下有人發(fā)生概率為10-2；吊鉤失控發(fā)生概率1.3×10-5；起重鋼絲繩破斷發(fā)生概率為4×10-3；吊具、吊索破斷發(fā)生概率為1.7×10-3；吊物脫落發(fā)生概率為4.6×10-3；平衡輪軸斷裂發(fā)生概率為2.5×10-4；卷筒固定繩夾斷發(fā)生概率為10-4。