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故障树分析

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故障树分析_第1页
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故障树分析(fault tree analysis)>概述故障树分析常常使用村图来研究系统、过程或者产品的某个特定的失效故障故障可能已 经发生或者是潜在的从追溯失效开始,辨别出导致故障的情况或事件的方式,从而找出根本 的事件或原因当每一个原因的概率已知时,失效的概率就能被计算出来故障树分析的主要 目的是确定那些能够降低或者消除故障的改进>适用场合•在设计或者重新设计系统、过程、产品或服务的过程中,辨别潜在失效的原因并且寻找 阻止失效发生的方法;•在事故、错误或其他失效已经发生后,辨别出原因,防止将来的失效发生;•尤其是当系统很复杂,失效有多个内在相关的原因时>实施步骤1辨别出将要检查的系统或者过程,常包括限制分析的边界范围,在这里流程图是很有用的2辨别出要分析的失效类型,范围尽可能缩小和具体,并称做顶事件在表的 顶部画一个矩形,在里面描述失效3识别出导致顶事件的直接原因,并且把写在他们所引起事件的下方4对每个事件提问“这是基本的原因吗?或者能够分析出它的直接原因吗? ”如 果这个事件基本失效,画圆圈圈住它如果能够分析出原因,则画矩形根据具体情 况,使用表5.4的其他事件符号表5一4事件符号符号:意 义事件那些能够被分解为更基本頑因的事件◎基本事件那些不是其他原因结果的独立事件,根本原因令未充分发展事件由于没有足够的信息或不重要而导致没有成晅 因的事件 ..条件事件柞为限制门条件的事件 -人或△转换把不同地方图表的延续连接起来5“这些事件怎样与它们所引起的事件相联系?”使用表5.5中门的符号来显示它们的关系。

低一级的事件是输人事件,他们所引起的事件是输出变量,位于门的上面6对于每个非基本的事件,重复步骤3〜5,直到树的所有分枝都以基本事件或者不充分事 件结束7 (可选项)为了得出失效的数学概率,需给出每个基本事件的概率使用布尔代数来计算 每个高一级事件和顶事件的概率数学方法的讨论超出本书的范围FTA软件使计算更加容易8通过分析树来理解原因之间的关系并找到阻止失效的方法使用门关系找到最有效的方法 来降低风险通过概率或者系统的知识把注意力集中在最可能发生的原因中a 5.5门的符号符号门的名称输出事件的起因降低风险的效率与(AMD)所有输人事件同时 发生消除一个箍人事件佚效被阻止a优尢与mrg所有的输人时间从1左到右按爛序发生消除一个输人事件歳者改娈事件的* 序,失效被阴止或(OR)任褂一个输人事件 发宅从最町能的开始消除尽可能多的输人 帯件;每个都会降低凤险 |排外门(XCHO仅仅输入事件中的 一个发生,不趙过 一个从绘可能的开始消除尽可能多的输入 事件;每个都会降低凤险或者确保多 于—个暮件发生.失效就被阻止了oo限制门(mhibiL)作为条件事件的输 人事件同时投生涓除输人事件或条件爭件*失效委 阻止授票S/仍至少型个输人事件 发生从最可能的开始消除输入事件:仅久 有加一 1个事件存在时,失效被阻止了>示例图表5.58是一个公路安全项目的故障树:机动车倒翻的单一机动车事故。

许多门是“或门” 但是在第三个水平上,事件则是用“与门”相连接例如,一个机动车从路上翻下去,三个事 件一定发生:机动车离开路,没有障碍在路上阻止它,横向力施加给了该机动车机动车离开 了路”紧跟着一个转换标志,因为事件有多个原因,没有写在这个表的这个部分同样,最低 部的事件也在其他地方有连续故障树建议了降低机动车翻转风险的几种方法在每个“与门”,消除输入事件之一将会阻 止输出事件的发生,因此护栏能够阻止已经翻的车离开公路,靠的是在机动车路上放置障碍 在“或门”,减少任意个输入事件都会降低失效的风险使路肩平坦、防滑轮胎、培训司机从刹 车中恢复都能够降低翻车的风险>注意事项•表的每个层级都代表了得出基本原因事件中很小的一步,不要急于采取大的跳跃,否则 可能去掉这个树的重要分枝•当搜寻一个失效的直接原因时可以考虑如下直接原因:——没有输入;——在安装或者操作过程中人为的失误;——主要的失效:年龄、疲劳、随机的失效;——次要的失效:在超出设计限的条件下进行操作,环境的影响(振动、地震、湿气);——指挥失误:控制失效之后非计划性操作•表中所出示的门与事件是最常用的,更多的事件和门用于复杂的情况•当使用限制门时,条件事件可能是一个缺陷或者一种情况。

只有当条件事件出现时,输 人事件才能够引起输出事件然而,条件事件不是输出事件的一个原因在“与门”晴况下, 只有两个或者更多个输人事件联合起来才能够引起输出事件•故障树是垂直树图中的一个,顶部是树干,下面是树枝•如果你正手工构建故障树,考虑用粘贴纸来标记每个事件或者门,不同的颜色用于表示 不同的事件和门的类型,这将使我们在绘制过程中更容易做些变动有关构建树的更多信息请 参阅“树图”•故障树被使用得越早,将会越经济在设计的早期,通过改变图纸或者详细计划书来消 除潜在失效,之后在设计过程中或者过程进行中,消除错误则需要硬件、软件变化或人事的再 培训等到失效发生的时候则代价惨重,这些代价主要是由于顾客不满意、设备损坏或者人的 生命、残疾所造成的成本•计算机软件将使形成故障树的过程更加容易如果树比较复杂或者需要计算概率时可以 使用软件•另一种数学分析——最小路径法,即引起顶事件的最少原因的组合,也可以使用软件分 析•故障树和原因-原因图有相同的特征,但是其更具有结构化在故障树的每个层级上问“为 什么?”,来找出下一层的原因•故障树一种演绎的方法是从失效事件开始寻找具体的原因相反,失效模型和效应分析 是一种归纳的方法。

从具体的失效开始,而后找出这些失效产生的结果因此,FMEA是一个 更广的过程,用于分析整个系统或者过程FTA适用范围小,适用于一次一个失效以及在FMEA 过程中来理解失效模式的原因。

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