什么是故障树分析(FTA)?

文章出处:诺达名师 编辑:佚名 阅读量:0 发表时间:2020-04-15

故障树分析(FTA)技术是美国贝尔电话实验室于1962年开发的,它采知用逻辑的方法,形象地进行危险的分析工作,特点道是直观、明了,思路清晰,逻辑性强,可以做定性分析,也可以做定量分析。体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性,它是安版全系统工程的主要分析方法之一。


根据故障与原因之间的因果关系分解,形成树状结构,进行定性分析和定量分权析。


1、故障树分析的基本流程


故障树分析以系统失效判断的一个顶事件作为分析目标,寻找产生失效的直接原因,由上而下,一层一层分解下去,通过中间事件和底事件的逻辑关系,分析系统故障原因和发生的概率,从而采取预防行动和设计变更,使新产品的可靠性达到预期目的。下图是故障树分析的基本流程。


2、故障树的定性分析


故障树是一种反映顶事件与底事件逻辑关系的图形,要用其作定性分析,还必须用布尔代数进行数学处理。大型的系统故障树很复杂,相应的故障函数由多重逻辑和、积及补的运算所组成。对运算的简化是通过布尔表达式来进行的,蕞小项数积是运算的目标。


在布尔表达式中,个别底事件组合状态如果发生,而且只有当这些底事件同时发生,顶事件才会发生。这组集合为失效分析中的“最小分割集”。“最小分割集”越少对系统故障的影响愈大。


在故障树简化分析中,最小路集的概念也很重要,路集也是系统事件组成的集合,当集合中的底事件同时不发生时,顶事件就不发生。如果路集中除去一个底事件后,就不再是路集,则这个路集是最小路集。要使系统保持正常工作状态,必须使所有的路集都存在。


3、故障树定量分析


根据底事件发生的概率,以一定的置信度或估计顶事件发生的概率,为可靠性设计和分析提供定量依据,一般来说,对复杂系统的求解是十分困难的,通常要作简化,有如下计算方法:


①统计独立近似计算法

把所有事件看成独立的,从这个假设出发计算顶事件发生的概率。


②动态计算法

从底事件出发,计算各最小分割集和顶事件的失效分布函数、失效密度函数和失效率。


假定各底事件统计独立,且同一事件可以出现在故障树的不同部位,又设在t=0时,不存在任何初始故障,用已知函数λ(t}表示底事件的失效概率,顶事件的失效密度函数和失效率可用计算机程序计算出来。

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