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1、型号可靠性工程之 故障树分析（FTA） 耿 宝 功 4.1 分析目的 l利用演绎法逐级分析，分析导致某种故障（顶 事件）的各种可能原因，直到最基本的原因， 并通过逻辑关系的分析确定潜在的硬件、软件 的设计缺陷，以便采取改进措施。 4.2 依据 GJB450A2004装备可靠性工作通用要求； GJB/Z768A98故障树分析指南； GJB451A2005可靠性维修性保障性术语。 4.3 适用对象与适用时机 lFTA一般适用于可能会导致产生安全或严重影 响任务完成的关键、重要的产品；适用于产品 工程研制阶段的设计分析和事故后原因分析。 4.4 故障树分析的程序 l故障树分析的流程： 开 始 准备工
2、作 熟悉产品 确定分析目的 确定故障判据 选 择 顶 事 件 建 立 故 障 树 故障树定性分析 求最小割集 最小割集分析 故障树定量分析 求顶事件发生概率 重要度计算 薄弱环 节分析 与 建议 FTA 报 告 4.5 选择顶事件 l顶事件是建立故障树的基础，选择的方法如下： 在设计过程中进行FTA，一般从显著影响产品各 种性能的故障中确定顶事件。 在FTA之前若进行了FME(C)A,则直接可以从故障 后果中选择一种故障模式作为顶事件。 发生重大故障或者事故后可将次事件作为顶事件 。 对于顶事件必须严格定义，对于产品有多个不希 望事件，则要分别作为顶事件进行FTA分析。 4.6 故障树的建立
3、序号符号名称说明 1 基本事件 （底事件） 在特定的故障树分析中无须探明 其发生原因的底事件 2未探明事件 原则上应进一步探明其原因但暂 时不必或者不能探明其原因的底 事件 3 结果事件 (中间事件 或顶事件) FTA中由其它事件或者事件组合 所导致的事件。位于故障树顶端 的结果事件为顶事件，位于顶事 件和底事件之间的结果事件为中 间事件。 故障树中常用事件的符号 故障树中常用的逻辑门及符号 与门 或门 非门 表决门 异或门 禁门 故障树常用转移符号 转向符号 转此符号 转向符号 转此符号 建立故障树的基本原则 明确建树边界条件，简化系统的构成 故障事件应严格定义 应从上向下逐级建树 建树时不
4、允许门门直接相连 把对事件的抽象描述具体化 处理共因事件和互斥事件 故障树的建立程序 开 始 将顶事件作 为输出事件 分析建立导致 输出事件的所 有下一级输入 事件 分析建立输入事 件与输出事件之 间的逻辑门关系 画出输出事 件与输入事 件之间的故 障树 所有输入事 件是否都为 底事件 故障树规范 化表达 是 建树结束 存在中间事件 ，将其作为输 出事件继续展 开 否 建树示例 M 开关闭合后电机不转 + 电机故障 开关闭合无电流 + 电源 故障 线路 故障 FTA 4.7 故障树定性分析 目的：寻找导致顶事件发生的原因事件及原因 事件的组合，以便进行改进。 割集:故障树中一些底事件的集合，当
5、这些底事 件同时发生时，顶事件必然发生。 最小割集：若将割集中所含的底事件任意去掉一 个就不在成为割集了，那么这样的割集就是最 小割集。 割集：X1，X1, X2，X1,X2,X3 最小割集：X1，X2,X3 T + X1 M X2X3 求最小割集的方法 上行法：从所有底事件开始，逐级向上找事件集 合，最终获得故障树的最小割集。 下行法：从顶事件开始，逐级向下找事件的集合 ，最终获得故障树的最小割集。 最小割集分析 目的：为了找出改进设计方向及指导故障诊断、 确定维修次序。 比较原则： 阶数越小的最小割集越重要。 在低阶最小割集中的底事件比高阶最小割集 中的底事件重要。 在最小割集阶数相同的情
6、况下，在不同最小 割集中重复出现的次数越多的底事件越重要。 4.8 故障树定量分析 目的：在底事件互相独立和已知其发生概率的条 件下，计算顶事件发生概率和底事件重要度等 定量指标。 顶事件概率计算 重要度分析 底事件概率重要度 底事件相对概率重要度 4.9 实施要点 应在设计早期就进行FTA工作 贯彻“谁设计，谁分析”的原则 应首先开展FMECA工作 考虑环境、人为因素对产品的影响 顶事件应该在多个模式下单独分析 假设底事件独立，并只考虑发生与不发生 门与门不能直接相连 复杂产品的故障树应进行模块分析和简化， 并采用软件进行辅助设计 都要进行定性分析，根据要求确定是否需要 进行定量分析 必须进行薄弱环节分析及重要度分析 故障树分析的结果一定要影响产品的设计 4.10 FTA报告 l参照GJB/Z23可靠性和维修性工程报告编写一般要 求 产品描述 FTA约定 故障树建立 故障树定性分析 故障树定量分析 分析结论和建议 附件 举例：
