故障树FTA方法详细讲解演示幻灯片.ppt

故障树 （ FTA ） 1 泰坦尼克海难 船体断裂 Tatanic 号船体沉没，船上三 分之二人员死亡 与 门 与 门 4 2 1 3 海难后果 船体钢材不适应海水 低温环境，造成船体 裂纹 观察员、驾驶员失误， 造成船体与冰山相撞 船上的救生设备不足， 使大多数落水者被冻 死 距其仅 20 海里的 California 号无线电通 讯设备处于关闭状 态，无法收到求救 信号，不能及时救 援 顶事件 逻辑门 中间事件 底事件 2 电机故障树 M 开关 电机 电源 a . 电机工作原理图 马达不转 + 线路上无电流 马达故障 开关未合 开关合上后线路无电流 + 人误使开 关未合 开关故障 合不上 电源故障 线路故障 + b. “马达不转”故障树 顶事件 逻辑门 中间事件 底事件 3 基本概念 ? 故障树定义 故障树指用以表明产品哪些组成部分的故障或外 界事件或它们的组合将导致产品发生一种给定 故障的逻辑图。 ? 故障树是一种逻辑因果关系图，构图的元素是 事件和逻辑门 ? 事件用来描述系统和元、部件故障的状态 ? 逻辑门把事件联系起来，表示事件之间的逻辑关系 4 基本概念 ? 故障树分析（ FTA ） 通过对可能造成产品故障的硬件、软件、环境、 人为因素进行分析，画出故障树，从而确定产 品故障原因的各种可能组合方式和 ( 或 ) 其发生 概率。 ? 定性分析 ? 定量分析 5 FTA 目的 ? 目的 ? 帮助判明可能发生的故障模式和原因； ? 发现可靠性和安全性薄弱环节，采取改进措施， 以提高产品可靠性和安全性； ? 计算故障发生概率； ? 发生重大故障或事故后， FTA 是故障调查的一 种有效手段，可以系统而全面地分析事故原因， 为故障“归零”提供支持； ? 指导故障诊断、改进使用和维修方案等。 6 FTA 特点 ? 特点 ? 是一种自上而下的图形演绎方法； ? 有很大的灵活性； ? 综合性：硬件、软件、环境、人素等； ? 主要用于安全性分析； 7 故障树常用事件符号 符号 说明 底 事 件 元、部件在设计的运行条件下发生的随机故障事件。 ? 实线圆——硬件故障 ? 虚线圆——人为故障 未探明事件 表示该事件可能发生，但是概率较小，勿需再进一步分析 的故障事件，在故障树定性、定量分析中一般可以忽略不 计。 顶事 件 人们不希望发生的显著影响系统技术性能、经济性、 可靠性和安全性的故障事件。顶事件可由 FMECA 分析确定。 中间 事 件 故障树中除底事件及顶事件之外的所有事件。 8 故障树常用逻辑门符号 符号 说明 与门 ? B i (i=1,2, … ,n) 为门的输入事件， A 为门的输出事件 ? B i 同时发生时， A 必然发生，这种逻辑关系称为事件交 ? 用逻辑“与门”描述，逻辑表达式为 或门 ? 当输入事件中至少有一个发生时，输出事件 A 发生，称为事 件并 ? 用逻辑“或门”描述，逻辑表达式为 n B B B B A ? ? ? ? ? ? 3 2 1 A B 1 Bn ? n B B B B A ? ? ? ? ? ? 3 2 1 A B 1 Bn ? · A B1 Bi Bn A B1 Bi Bn + 9 故障树常用逻辑门符号 符号 说明 表决门： n 个输入中至少有 r 个发生，则输出事件发生；否则 输出事件不发生。 异或门：输入事件 B 1 ， B 2 中任何一个发生都可引起输出事件 A 发生，但 B 1 ， B 2 不能同时发生。相应的逻辑代数表达 式为 r/n A B 1 Bn ? ? ? ? 2 1 2 1 B B B B A ? ? ? ? A B 1 B2 A B1 B2 + 不同时发生 r/n A B1Bi Bn + 不同时发生 双发电机 电站丧失部分电力 发 电 机 I 故 障 发 电 机 II 故 障 10 故障树常用逻辑门符号 符号 说明 禁门： ? 仅当“禁门打开条件”发生时，输入事件 B 发生才导致输 出事件 A 发生； ? 打开条件写入椭圆框内。 顺序与门：仅当输入事件 B 按规定的“顺序条件”发生时， 输出事件 A 才发生。 非门：输出事件 A 是输入事件 B 的逆事件。 A B 禁门打开条件 顺序条件 A B A B 11 故障树常用逻辑门符号 符号 说明 相同转移符号（ A 是子树代号，用字母数字表示）： ? 左图表示“下面转到以字母数字为代号所指的地方去” ? 右图表示“由具有相同字母数字的符号处转移到这里来” 相似转移符号（ A 同上）： ? 左图表示“下面转到以字母数字为代号所指结构相似而 事件标号不同的子树去”，不同事件标号在三角形旁注明 ? 右图表示“相似转移符号所指子树与此处子树相似但事 件标号不同” A A A A 12 故障树示例