故障樹與可靠性框圖

故障樹與可靠性框圖故障樹分析（FTA）的歷史故障樹分析（FTA）是可靠性和安全分析的另外一種技術(shù)。1962年美國貝爾實驗室為美國空軍在民兵導(dǎo)彈發(fā)射控制系統(tǒng)而發(fā)展了該理論，以后被Boeing公司引進并擴展。故障樹分析是許多建立在運籌學(xué)和系統(tǒng)可靠性之中的符號"邏輯分析方法”的其中一種方法。其他方法包括可靠性框圖（RBDs）o什么是故障樹圖（FTD）?故障樹圖（或者負分析樹）是一種邏輯因果關(guān)系圖，它根據(jù)元部件狀態(tài)（基本事件）來顯示系統(tǒng)的狀態(tài)（頂事件）。就像可靠性框圖（RBDs）,故障樹圖也是一種圖形化設(shè)計方法，并且作為可靠性框圖的一種可替代的方法。一個故障樹圖是從上到下逐級建樹并且根據(jù)事件而聯(lián)系，它用圖形化"模型，路徑的方法，使一個系統(tǒng)能導(dǎo)致一個可預(yù)知的，不可預(yù)知的故障事件（失效），路徑的交叉處的事件和狀態(tài)，用標(biāo)準的邏輯符號（與，或等等）表示。在故障樹圖中最基礎(chǔ)的構(gòu)造單元為門和事件，這些事件與在可靠性框圖中有相同的意義并且門是條件。故障樹和可靠性框圖FTDs和RBDs最基本的區(qū)別在于RBD工作在"成功的空間"，從而系統(tǒng)看上去是成功的集合，然而，故障樹圖工作在‘故障空間"并且系統(tǒng)看起來是故障的集合。傳統(tǒng)上，故障樹已經(jīng)習(xí)慣使用固定概率（也就是，組成樹的每一個事件都有一個發(fā)生的固定概率）然而可靠性框圖對于成功（可靠度公式）來說可以包括以時間而變化的分布，并且其他特點。畫故障樹：門和事件故障樹是由門和事件（塊）建立，通常在故障樹中運用最多的兩個門與門和或門。例如，由2個事件（或塊。rblocks）組成一個頂事件（或一個系統(tǒng)）。如果任何一個事件的發(fā)生都引起頂事件發(fā)生，那么這些事件（塊）用一個或門連接。再者，如果兩個事件同時發(fā)生才能引起頂事件的發(fā)生，那么它們用與門連接。用一個可視化的例子，假設(shè)由組件A和B組成系統(tǒng)的一個簡單案例，任何一個組件發(fā)生故障都會導(dǎo)致系統(tǒng)故障。系統(tǒng)可靠性框圖RBD是串聯(lián)結(jié)構(gòu)組成，/看RBD結(jié)構(gòu)）,如圖所示：該系統(tǒng)的故障樹圖包括兩個基本事件，它們以與門（"頂事件"）連接。對于發(fā)生“頂事件”來說，不是A發(fā)生就是B發(fā)生，換句話說，A發(fā)生故障或者B發(fā)生故障才能引起系統(tǒng)失效。由ih故障樹和可靠性框圖的關(guān)系通常來說（一些特例除外），一個故障樹能很容易地轉(zhuǎn)化為一個RBD,然而，把一個RBD轉(zhuǎn)化為故障樹通常很難，尤其還包含非常復(fù)雜結(jié)構(gòu)。下列表格顯示了在故障樹圖中常用的門符號和它們和RBD的聯(lián)系。（術(shù)語"經(jīng)典故障樹"的定義參考由美國核管理委員會的一故障樹手冊.（NUREG-0492）。NameofGateClassicFTASymbolDescriptionRBDEquivalent■■■■與門生時，輸出事件才發(fā)生[SeeExample]^M^MIHiaill■■■■或門生時，輸出事件就發(fā)生[SeeExample]表決門中有r個或r個以上的事件發(fā)生時，輸出事件才發(fā)生[SeeExample]禁門禁門表示僅當(dāng)事件發(fā)生，輸入事件的發(fā)生導(dǎo)致輸出事件的發(fā)生SimpleParallelConfigurationofalltheeventsplusthecondition[SeeExample]

順序與門順序與門表示僅當(dāng)輸入事件按規(guī)定發(fā)生時，輸出事件才發(fā)生StandbyParallelConfiguration(withoutaquiescentfailuredistribution)11DependencyANDNotusedinclassicFTA.GatedefinedbyReliaSoft.Theoutputeventoccursifallinputeventsoccur,howevertheeventsaredependent,.theoccurrenceofeacheventaffectstheprobabilityofoccurrenceoftheotherevents.LoadSharingParallelConfigurationXORTheoutputeventoccursifexactlyoneinputeventoccurs.Cannotberepresentedanddoesnotapplyintermsofsystemreliability.Insystemreliability,thiswouldimplythatatwo-componentsystemwouldfunctionevenifbothcomponentshavefailed.FunctionFTAEquivalentDescriptionRBDEquivalentDependency(LoadSharing)NotusedinclassicFTA.Allowsformodelingeventdependency(orloadsharing),Theoutputeventoccursifallinputeventsoccur,howevertheeventsaredependent,.theoccurrenceofeacheventaffectstheprobabilityofoccurrenceoftheotherevents.LoadSharingParallelConfiguration

TrueStandbywithaquiescentfailuredistributionAPriorityANDgatecanbeused.However,thisdoesnotaccountforquiescentfailureprobabilities.Standbyredundancyconfigurationsconsistofitemsthatareinactiveandavailabletobecalledintoservicewhen/iftheactiveitemfails.onstandby).Itemsonstandbycanalsofail(quiescent)whilewaitingtoswitch.StandbyParallelConfigurationXORrepresentedand

doesnotapplyin

termsofsystem

reliability.In

systemreliability,

thiswouldimply

thatatwo-componentXORrepresentedand

doesnotapplyin

termsofsystem

reliability.In

systemreliability,

thiswouldimply

thatatwo-componentTheoutputeventoccursifexactlyoneinputeventoccurs.Inatwocomponentsystemtheeventdoesnotoccurifbothornoneoftheinputsoccur.Whenmodelingsystemreliability,thisimpliesthatthecomponentsfail.bothcomponents

haveponentsfail.事件在故障樹中，門是一種把事件和狀態(tài)連接起來的邏輯符號。故障樹中一個事件（或一個狀態(tài)）塊相同于在RBD中標(biāo)準塊，因為它有個發(fā)生概率（或者是一個分布函數(shù)）。然而，不像傳統(tǒng)RBDs，一個單個圖形被用來表示塊（或事件），故障樹用幾個圖形來表示塊。表4論述了這些圖形的意義。PrimaryEventBlockClassicFTASymbolDescriptionRBDEquivalentBasicEventAbasicinitiatingfault(orfailureevent).Block

ExternalEventZ\Aneventthatisnormallyexpectedtooccur.Blockthatcannotfailorthatisinafailedstate.(HouseEvent)ingeneral,theseeventscanbesettooccurornotoccur,.theyhaveafixedprobabilityof0or1.UndevelopedAneventwhichisnofurtherEventdeveloped.itisabasiceventthatdoesnotneedfurtherresolution.BlockConditioningEventAspecificconditionorrestrictionthatcanapplytoanygate.Block:Placementoftheblockwillvarydependingonthegateappliedto.例1一個帶有表決門的故障樹圖和相等價的RBD。例2故障樹和復(fù)雜的RBDs：一個復(fù)雜可靠性框圖的最好的例子叫做所謂"橋路。"以下RBD表示這樣的橋路。橋路作為故障樹表示需要利用復(fù)制事件，因為門能表示元件以串聯(lián)和并聯(lián)的方