愛華網(wǎng)故障樹分析(Fault Tree Analysis，F(xiàn)TA) 什么是故障樹分析法 故障樹分析(FTA)技術(shù)是美國貝爾電報公司的電話實驗室于1962年開發(fā)的，它采用邏輯的方法，形象地進行危險的分析工作，特點是直觀、明了，思路清晰，邏輯性強，可以做定性分析，也可以做定量分析。體現(xiàn)了以系統(tǒng)工程方法研究安全問題的系統(tǒng)性、準確性和預(yù)測性，它是安全系統(tǒng)工程的主要分析方法之一。一般來講，安全系統(tǒng)工程的發(fā)展也是以故障樹分析為主要標志的。 1974年美國原子能委員會發(fā)表了關(guān)于核電站危險性評價報告，即“拉姆森報告”，大量、有效地應(yīng)用了FTA，從而迅速推動了它的發(fā)展。 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。 [編輯]故障樹和可靠性框圖(RBD) FTD和RBD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。 故障樹分析中常用符號 故障樹分析中常用符號見下表: 故障樹分析法的數(shù)學基礎(chǔ) 1.數(shù)學基礎(chǔ) (1)基本概念 集:從最普遍的意義上說，集就是具有某種共同可識別特點的項(事件)的集合。這些共同特點使之能夠區(qū)別于他類事物。 并集:把集合A的元素和集合B的元素合并在一起，這些元素的全體構(gòu)成的集合叫做A與B的并集，記為A∪B或A+B。若A與B有公共元素，則公共元素在并集中只出現(xiàn)一次。 例若A={a、b、c、d}； B={c、d、e、f}； A∪B= {a、b、c、d、e、f}。 (2)交集 兩個集合A與B的交集是兩個集合的公共元素所構(gòu)成的集合，記為A∪B或A+B。根據(jù)定義，交是可以交換的，即A∩B。 例若A={a、b、c、d}； B={c、d、e}； 則A∩B={c、d}。 (3)補集 在整個集合(Ω)中集合A的補集為一個不屬于A集的所有元素的集。補集又稱余，記為A或A 2.布爾代數(shù)規(guī)則 布爾代數(shù)用于集的運算，與普通代數(shù)運算法則不同。它可用于故障討分析，布爾代數(shù)可以幫助我們將事件表達為另一些基本事件的組合。將系統(tǒng)失效表達為基本元件失效的組合。演算這些方程即可求出導(dǎo)致系統(tǒng)失效的元件失效組合(即最小割集)，進而根據(jù)元件失效概率，計算出系統(tǒng)失效的概率。布爾代數(shù)規(guī)則如下(X、Y代表兩個集合)： (1)交換律：X·Y=Y·X X+Y=Y+X (2)結(jié)合律： (3)分配律：X·(Y ·Z)=(X ·Y)·Z，X+(Y+Z)=(X+Y)+Z，X·(Y+Z)=X ·Y+X·Z，X+(Y·Z)=(X+Y)·(X+Z) (4)吸收律：X·(X+Y)：X,X+(X·Y)：X (5)互補律：X+X =Ω=1，X·X =φ(φ表示空集) (6)冪等律:X·X=X，X+X=X (7)狄·摩根定律:(x·Y) =X+Y，(X+Y) =X·Y (8)對合律：(X)=X (9)重疊律：X+XY=X+Y=Y+Y X 故障樹的編制 故障樹是由各種事件符號和邏輯門組成的，事件之間的邏輯關(guān)系用邏輯門表示。這些符號可分邏輯符號、事件符號等。 故障樹分析的基本程序 1.熟悉系統(tǒng)：要詳細了解系統(tǒng)狀態(tài)及各種參數(shù)，繪出工藝流程圖或布置圖。 2.調(diào)查事故：收集事故案例，進行事故統(tǒng)計，設(shè)想給定系統(tǒng)可能發(fā)生的事故。 3.確定頂上事件：要分析的對象即為頂上事件。對所調(diào)查的事故進行全面分析，從中找出后果嚴重且較易發(fā)生的事故作為頂上事件。 4.確定目標值：根據(jù)經(jīng)驗教訓和事故案例，經(jīng)統(tǒng)計分析后，求解事故發(fā)生的概率(頻率)，以此作為要控制的事故目標值。 5.調(diào)查原因事件：調(diào)查與事故有關(guān)的所有原因事件和各種因素。 6.畫出故障樹：從頂上事件起，逐級找出直接原因的事件，直至所要分析的深度，按其邏輯關(guān)系，畫出故障樹。 7.分析：按故障樹結(jié)構(gòu)進行簡化，確定各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度。 8.事故發(fā)生概率：確定所有事故發(fā)生概率，標在故障樹上，并進而求出頂上事件(事故)的發(fā)生概率。 9.比較：比較分可維修系統(tǒng)和不可維修系統(tǒng)進行討論，前者要進行對比，后者求出頂上事件發(fā)生概率即可。
10.分析：原則上是上述10個步驟，在分析時可視具體問題靈活掌握，如果故障樹規(guī)模很大，可借助計算機進行。目前我國故障樹分析一般都考慮到第7步進行定性分析為止，也能取得較好效果。
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