ppt课件-故障树分析
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故障树_课件
我们把所有这样得情况累加起来乘以一个系数1/2n-1,就就是结构重要度系数 1(i)(n就是该事故树得基本事件得个数。)
ni [（1i，X）（0i，X）] (2n1 )
n i
可作为第i个部件对系统故障影响大小得度量。
(4-50)
故i得结构重要度为:
I
St i
(t
)
(1/
2n1
)ni
(t
)
(4-51)
故障树
1 容斥定理
1、1 原理 为了使重叠部分不被重复计算,人们研究出一种新得计数方法,这种方法得基
本思想就是:先不考虑重叠得情况,把包含于某内容中得所有对象得数目先计算出 来,然后再把计数时重复计算得数目排斥出去,使得计算得结果既无遗漏又无重复, 这种计数得方法称为容斥原理。
两个集合得容斥关系公式:A∪B = A+B - A∩B (∩:重合得部分) 三个集合得容斥关系公式:A∪B∪C = A+B+C - A∩B - B∩C - C∩A +A∩B∩C
2 重要度分析
第一种情况和第三种情况都不能说明Xi得状态变化对顶上事件得发生起什么 作用,唯有第二种情况说明Xi得作用,即当基本事件Xi得状态,从0变到1,其她基本 事件得状度保持不变,顶上事件得状态Φ(0i,X)=0变到Φ(1i,X)=1,也就说明,这个基 本事件Xi得状态变化对顶上事件得发生起了作用。
PT S1 P k C j
j1
(4-35)
P4
1 容斥定理
简化三:首项与二项之半得差作近似值。
P T
S1
1 2
S2
k i 1
P
ci
1 2
1i
P
jk
cic j
ni [（1i，X）（0i，X）] (2n1 )
n i
可作为第i个部件对系统故障影响大小得度量。
(4-50)
故i得结构重要度为:
I
St i
(t
)
(1/
2n1
)ni
(t
)
(4-51)
故障树
1 容斥定理
1、1 原理 为了使重叠部分不被重复计算,人们研究出一种新得计数方法,这种方法得基
本思想就是:先不考虑重叠得情况,把包含于某内容中得所有对象得数目先计算出 来,然后再把计数时重复计算得数目排斥出去,使得计算得结果既无遗漏又无重复, 这种计数得方法称为容斥原理。
两个集合得容斥关系公式:A∪B = A+B - A∩B (∩:重合得部分) 三个集合得容斥关系公式:A∪B∪C = A+B+C - A∩B - B∩C - C∩A +A∩B∩C
2 重要度分析
第一种情况和第三种情况都不能说明Xi得状态变化对顶上事件得发生起什么 作用,唯有第二种情况说明Xi得作用,即当基本事件Xi得状态,从0变到1,其她基本 事件得状度保持不变,顶上事件得状态Φ(0i,X)=0变到Φ(1i,X)=1,也就说明,这个基 本事件Xi得状态变化对顶上事件得发生起了作用。
PT S1 P k C j
j1
(4-35)
P4
1 容斥定理
简化三:首项与二项之半得差作近似值。
P T
S1
1 2
S2
k i 1
P
ci
1 2
1i
P
jk
cic j
FTA故障树分析ppt课件
2019/6/28
27
典型逻辑门的结构函数
序号 名称 1 与门 2 或门 3 n中取r
4 异或门
2019/6/28
描述
n
X
i1
xi
n
X 1 1 xi
i 1
X
1 0
当 xi r时
其它情况
X
1 1 x1 1 x2 1 1 x1 x2
分析步骤
建立故障树； 故障树定性分析 故障树定量分析 重要度分析 分析结论：薄弱环节 确定改进措施
准 备 工 作
选择 全理 的顶 事件
建 造 故 障 树
故障树定性分析
· 求最小割集 · 最小割集比较
故障树定量分析
确定
设计
· 求顶事件发生概率 · 重要度分析
上的 薄弱 环节
A
A
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）：
A
A
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”
x1 x2 x2 x1
28
SUCCESS
THANK YOU
2019/6/28
结构函数示例
顶事件T G1
中间事件M1 G2
中间事件M2 G3
x4
中间事件M3
中间事件M4
x1
G4
G5
中间事件M5 G6
故障树(FTA)方法详细讲解 PPT课件
I(1) = I(2) > I(3) = = I(4) = I(5) = I(8) = I(9) > I(6) = I(7) = I(10) = I(11) = I(12) = I(13) = I(14) = I(15) = I(16) = I(17) = I(18) = I(19) = I(20)
分析步骤
建立故障树； 故障树定性分析 故障树定量分析 重要度分析 分析结论：薄弱环节 确定改进措施
准 备 工 作
选择 合理 的顶 事件
建 造 故 障 树
故障树定性分析
求最小割集 最小割集比较
故障树定量分析
求顶事件发生概率 重要度分析
确定 设计 上的 薄弱 环节
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
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
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。
双发电机 电站丧失部分电力
+
不同时发生
分析步骤
建立故障树； 故障树定性分析 故障树定量分析 重要度分析 分析结论：薄弱环节 确定改进措施
准 备 工 作
选择 合理 的顶 事件
建 造 故 障 树
故障树定性分析
求最小割集 最小割集比较
故障树定量分析
求顶事件发生概率 重要度分析
确定 设计 上的 薄弱 环节
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
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
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。
双发电机 电站丧失部分电力
+
不同时发生
可靠性技术应用 -- 故障树分析方法讲义-- PPT
泰坦尼克海难
顶事件
Titanic号船体沉没， 船上2224人中1513人丧生
与 门
海难后果
逻辑门
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
中间事件
船上的救生设备不足 （救生艇只能容纳 1178人），使大多数 落水者被冻死
船体断裂 4
与 门
如果系统某一故障模式发生了，则一定是该系统中与 其对应的某一个最小割集中的全部底事件全部发生了。 进行维修时，如果只修复某个故障部件，虽然能够使 系统恢复功能，但其可靠性水平还远未恢复。根据最 小割集的概念，只有修复同一最小割集中的其它部件 故障，才能恢复系统可靠性、安全性设计水平。
2014-1-18
消除可靠性关键系统中的一阶最小割集，可消除 单点故障
可靠性关键系统不允许有单点故障，方法之一就是设 计时进行故障树分析，找出一阶最小割集，在其所在 的层次或更高的层次增加“与门”，并使“与门”尽 可能接近顶事件。
2014-1-18
最小割集的意义（续）
最小割集可以指导系统的故障诊断和维修
FTA的原则
为保证分析工作的及时性，应在设计阶段早期开始分 析工作，并在各个研制阶段都要迭代进行，以反映设 计、工艺上的变化； 贯彻“谁设计、谁分析”的原则。故障树应由设计人 员在FMEA的基础上建立；可靠性专业人员协助、指 导，并由有关人员审查，以保证故障树逻辑关系的正 确性。 对分析结果进行跟踪管理，以验证分析结果的正确性 和改建措施的有效性； 应该首先开展FME(C)A工作，针对其中发现的系统重 大故障后果进行FTA。应通过FMEA找出影响安全及 任务成功的关键故障模式（即严酷度I、II类的故障模 式）作为顶事件，建立故障树进行多因素分析，找出 各种故障模式组合，为改进设计提供依据。
《故障树分析》课件
航空领域✈️
用于分析飞机系统的故障，并制定维修计划和改进措施。
核能工业⚛️
用于评估核电站的安全性，并提供预防和应对潜在故障的建议。
医疗设备
用于分析医疗设备的故障，并提高设备的可靠性和安全性。
故障树分析的基本思想和步骤
1
基本思想
将系统的故障转化为逻辑关系，在故障
步骤一
2
树中表示故障事件和其引起的原因之间
可以帮助决策者制定预防和应对故障的策略，提高系统的可靠性和安全性。
故障树分析的缺点
1
时间消耗
绘制和分析故障树需要耗费大量的时间和人力资源。
2
数据需求
需要大量的可靠性和故障数据来支持故障树分析的计算和评估。
3
专业知识
需要具备系统工程和故障分析的专业知识才能进行准确的故障树分析。
故障树分析与其他分析方法的区别
3
步骤二
的关系。
确定故障事件和其引起的基本原因。
绘制故障树，将基本原因和故障事件用
步骤三
进行逻辑运算，计算故障事件的概率和
系统的可靠性。
4
逻辑门连接起来。
故障树分析的优点
1
全面性
能够综合考虑系统中各种潜在故障的可能性。
2
可视化
通过绘制故障树，可以直观地展示故障事件和其引起的原因之间的关系。
3
决策支持
乘积。
生概率的和减去各基本事件同
的补数。
时发生的概率。
故障树的概率计算
通过对故障树进行逻辑运算，可以计算故障事件发生的概率。常用的方法包
括布尔代数法、割集法和事件树法。
《故障树分析》PPT课件
故障树分析是一种常用的风险分析方法，用于识别系统中的潜在故障并分析
用于分析飞机系统的故障，并制定维修计划和改进措施。
核能工业⚛️
用于评估核电站的安全性，并提供预防和应对潜在故障的建议。
医疗设备
用于分析医疗设备的故障，并提高设备的可靠性和安全性。
故障树分析的基本思想和步骤
1
基本思想
将系统的故障转化为逻辑关系，在故障
步骤一
2
树中表示故障事件和其引起的原因之间
可以帮助决策者制定预防和应对故障的策略，提高系统的可靠性和安全性。
故障树分析的缺点
1
时间消耗
绘制和分析故障树需要耗费大量的时间和人力资源。
2
数据需求
需要大量的可靠性和故障数据来支持故障树分析的计算和评估。
3
专业知识
需要具备系统工程和故障分析的专业知识才能进行准确的故障树分析。
故障树分析与其他分析方法的区别
3
步骤二
的关系。
确定故障事件和其引起的基本原因。
绘制故障树，将基本原因和故障事件用
步骤三
进行逻辑运算，计算故障事件的概率和
系统的可靠性。
4
逻辑门连接起来。
故障树分析的优点
1
全面性
能够综合考虑系统中各种潜在故障的可能性。
2
可视化
通过绘制故障树，可以直观地展示故障事件和其引起的原因之间的关系。
3
决策支持
乘积。
生概率的和减去各基本事件同
的补数。
时发生的概率。
故障树的概率计算
通过对故障树进行逻辑运算，可以计算故障事件发生的概率。常用的方法包
括布尔代数法、割集法和事件树法。
《故障树分析》PPT课件
故障树分析是一种常用的风险分析方法，用于识别系统中的潜在故障并分析
故障树分析全面 ppt课件
1. 故障树的建造
精益智造平台
建树步骤：
1) 掌握系统
包括系统的设计资料(如说明书、原理图、结构图)、试验资料 （试验报告、试验记录等）、使用维护资料以及用户信息等
2) 选择顶事件
顶事件的选取根据分析的目的不同，可分别考虑对系统技术性 能、可靠性和安全性、经济性等影响显著的故障事件。如 “飞机起落架放不下来”将直接危及飞机安全。当对起落架 进行安全性分析时，就可以选“起落架放不下来”这一顶事 件进行故障树分析
无法解决一个底事件对应多个故障现象（即故障树之间的 交叉）等问题。
故障树的构成是依照一定的人的认识和经验来构造的，如 果人的知识不完全或不准确，对故障系统的诊断就往往会 有纰漏。FTA是一种系统化的演绎方法，所以分析过程比较 繁琐，计算量很大，需要借助于计算机完成，在分析过程 中稍有疏忽，有可能漏过某一个后果严重的故障模式。
是一种图形演绎法，是故障事件在一定条件下的逻辑推理 方法，可针对某一故障事件，作层层追踪分析(自上而下)；
这种图形化的方法清楚易懂，使人们对所描述的事件之间 的逻辑关系一目了然，而且便于对各种事件之间复杂的逻 辑关系进行深入的定性和定量分析；
由于故障树将系统故障的各种可能因素联系起来，可有效 找出系统薄弱环节和系统的故障谱，在系统设计阶段有助 于判明系统的隐患和潜在故障，以便提高系统的可靠性；
1. 故障树的建造
精益智造平台
常用的建树方法为演绎法，从顶事件开始，由上而 下，逐级进行分析，即
1）分析顶事件发生的直接原因，将顶事件作为逻 辑门的输出事件，将所有引起顶事件发生的直接原 因作为输入事件，根据它们之间的逻辑关系用适当 的逻辑门连接起来
2）对每一个中间事件用同样方法，逐级向下分析， 直到所有的输入事件都不需要继续分析为止（此时 故障机理或概率分布都是已知的）
故障树分析法完整版.ppt
结构重要度排序。
4.事故树定量分析：
依据各基本事件的发生概率，求解顶上事件的发生概 率。在求出顶上事件概率的基础上，求解各基本事件
的概率重要度及临界重要度。
5.制定安全对策：
依据上述分析结果及安全投入的可能，寻求降低事故 概率的最佳方案，以便达到预定概率目标的要求。
课件
事 故 树 分 析 流 程 图
1.最小割集 1)最小割集的概念
割集：导致顶上事件发生的基本事件的集合，也就是 说，事故树中，一组基本事件能够引起顶上事件发生， 这组基本事件就称为割集。
最小割集：导致顶上事件发生的最低限度的基本事件 的集合。
2)最小割集的求法 布尔代数化简法
逻辑（布尔）代数的一般知识课件
•一、逻辑代数的一般知识 •1.逻辑值和逻辑变量
0+1=1
若B恒等于“0” A+0=0
1+0=1
1+1=1
• 2）逻辑与（逻辑乘） “－”或“∩”
Z=A·B或（或A×B、AB、A∩B）
0·0=0 如果B恒等于“0” A·0=0
0·1=0
若B恒等于“1” A·1=A
1·0=0
1·1=1
• 逻辑非
课件
• 设A是任何一个逻辑变量，逻辑变量A的逻辑非 确定另一个逻辑变量Z
课件
常用事件及其符号
课件
常用逻辑门及其符号
事故树分析法课件
建造事故树时的注意事项：
课件
事故树反映出系统故障的内在联系和逻辑关系，
同时能使人一幕了然，形象地掌握这种联系与关系， 并据此进行正确的分析。
1.熟悉分析系统：建造事故树由全面熟悉开始。必 须从功能的联系入手，充分了解与人员有关的功能，
事故树分析法PPT课件
4.事故树定量分析：
依据各基本事件的发生概率，求解顶上事件的发生概率。 在求出顶上事件概率的基础上，求解各基本事件的概率 重要度及临界重要度。
5.制定安全对策：
依据上述分析结果及安全投入的可能，寻求降低事故概 率的最佳方案，以便达到预定概率目标的要求。
.
4
事 故 树 分 析 流 程 图
.
5
（二）事故树的构成
➢ 熟悉系统。它是事故树分析的基础和依据。
➢ 调查系统发生的事故。
2.事故树的编制
确定事故树的顶上事件：顶上事件是不希望发生的事件、易 于发生且后果严重的事件。
调查与顶上事件有关的所有原因事件。
编制事故树。
.
3
3.事故树定性分析：
依据事故树列出逻辑表达式，求得构成事故的最小割集 和防止事故发生的最小径集，确定出各基本事件的结构 重要度排序。
.
13
（三）事故树定性分析
主要工作：计算事故树的最小割集和最小径集
主要目的：分析顶上事件发生的概率
1.最小割集
1)最小割集的概念
割集：导致顶上事件发生的基本事件的集合，也就是
说，事故树中，一组基本事件能够引起顶上事件发生，
这组基本事件就称为割集。
最小割集：导致顶上事件发生的最低限度的基本事件
的集合。
.
15
❖ 2.逻辑运算 ❖ 1）逻辑或（逻辑加）“＋”或“∪”
Z=A+B或（A∪B） 0+0=0 如果B恒等于“1” A+1=1
0+1=1
若B恒等于“0” A+0=0
1+0=1
1+1=1
❖ 2）逻辑与（逻辑乘） “－”或“∩”
故障树(FTA)方法详细讲解演示幻灯片
B1 Bn 用逻辑“与门”描述，逻辑表达式为
A
·
B1BiBn
或门
A
B1 Bn
A
+
B1BiBn
A
B 1
B2
B3
Bn
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
A B1 B2 B3 Bn
9
故障树常用逻辑门符号
符号
说明ALeabharlann r/nB1Bn
是醋酐合成的核心设备。[3]与此同时，又鉴于此生产过程在亚洲属新工艺，尚无生产经验，故拟
选用“甲醇羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸”作为顶上事件%。
甲醇羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸事故树编制的基本步骤如下：
（1）确定分析对象（顶上事件）
确定顶上事件为,“甲醇羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸”。
（2）根据因果关系分析、编制事故树
FTA 报告
14
15
故障树定性分析
目的
寻找顶事件的原因事件及原因事件的组合（最小割 集）
发现潜在的故障 发现设计的薄弱环节，以便改进设计 指导故障诊断，改进使用和维修方案
割集、最小割集概念
割集：故障树中一些底事件的集合，当这些底事件 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 就不再成为割集了，这样的割集就是最小割集。
故障树 （FTA）
1
泰坦尼克海难
顶事件
逻辑门
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
船体钢材不适应海水 低温环境，造成船体
裂纹
Tatanic号船体沉没，船上三 分之二人员死亡
故障模式_效应及危害性分析故障树分析 ppt课件
8
概述
• 失效树分析，是把系统不希望发生的失
效状态作为失效分析的目标，这一目标
在失效树分析中定义为“ 顶事件”。在
分析中要求寻找出导致这一失效发生的
所有可能的直接原因，这些原因在失效
树分析中称之为“ 中间事件”。再跟踪
追迹找出导致每一个中间事件发生的所
有可能的原因，顺序渐进，直至追踪到
对被分析对象来说是一种基本原因为止。
• 这种分析方法能对被研究对象具体指明单元可 能发生的失效模式（例如，对电路来说，是发 生开路失效或短路失效，饱和阻塞，还是参数 漂移等）、产生的效应和后果，因而有助于获 得供改进可靠性用的具体工程方案。
5
• FMECA是在FMEA基础上扩展出来的， 它是FMA(故障模式分析)、FEA（失效 影响分析）、FCA(失效后果分析)三种方 法的总称。它使定性分析的FMEA增加 了定量分析的特点。
13
故障模式、效应与危害度分析 (FMECA) 的一般方法
14
通过失效模式、效应及危害度 分析可以做到
• 鉴别出被分析单元会导致的不可接受或非常严 重的失效，确定可能会对预期或所需运行情况 造成致命影响的失效模式，并列出由此而引起 的从属失效；
• 决定需另选的元器件、零部件和整件； • 保证能识别各种检测手段引起的失效模式； • 选择预防或正确维护要点，制定故障检修指南，
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
概述
FMEA、FMECA
• 失效模式、影响与危害分析（FMECA），或失 效模式与效应分析（FMEA），是一种可靠性 分析技术，在工程设计（可以是整个的也可以 是局部的）完成后供检查和分析设计图纸（就 电子设备来说，是对电路的设计图纸）用。
概述
• 失效树分析，是把系统不希望发生的失
效状态作为失效分析的目标，这一目标
在失效树分析中定义为“ 顶事件”。在
分析中要求寻找出导致这一失效发生的
所有可能的直接原因，这些原因在失效
树分析中称之为“ 中间事件”。再跟踪
追迹找出导致每一个中间事件发生的所
有可能的原因，顺序渐进，直至追踪到
对被分析对象来说是一种基本原因为止。
• 这种分析方法能对被研究对象具体指明单元可 能发生的失效模式（例如，对电路来说，是发 生开路失效或短路失效，饱和阻塞，还是参数 漂移等）、产生的效应和后果，因而有助于获 得供改进可靠性用的具体工程方案。
5
• FMECA是在FMEA基础上扩展出来的， 它是FMA(故障模式分析)、FEA（失效 影响分析）、FCA(失效后果分析)三种方 法的总称。它使定性分析的FMEA增加 了定量分析的特点。
13
故障模式、效应与危害度分析 (FMECA) 的一般方法
14
通过失效模式、效应及危害度 分析可以做到
• 鉴别出被分析单元会导致的不可接受或非常严 重的失效，确定可能会对预期或所需运行情况 造成致命影响的失效模式，并列出由此而引起 的从属失效；
• 决定需另选的元器件、零部件和整件； • 保证能识别各种检测手段引起的失效模式； • 选择预防或正确维护要点，制定故障检修指南，
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
概述
FMEA、FMECA
• 失效模式、影响与危害分析（FMECA），或失 效模式与效应分析（FMEA），是一种可靠性 分析技术，在工程设计（可以是整个的也可以 是局部的）完成后供检查和分析设计图纸（就 电子设备来说，是对电路的设计图纸）用。
故障树方法详细讲解-推荐优秀PPT
死
4
与
3
门
2
1
观察员、驾驶员失误， 造成船体与冰山相撞
底事件
电机故障树
开关
电源
M 电机
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 开关故障 关未合 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
基本概念
故障树定义
拟[3建]与的此醋同酐时合，成又单鉴元于处此于生易产燃过、程易在爆·亚、洲有属毒新的工生艺产，环尚境无中生，产而经且验该，单故元拟的选羰用基“化甲合醇成羰反基应化釜生又产是2醋/醋3酐酐合合成成反的应核釜心爆设炸备”。作为顶上事件%
。
安全带设施
工人失足
顺序与门：仅当输入事件B不按起作规用定的“顺序坠条落件”发生时，输出事件A才发D生。发动机A
故障树方法详细讲解
故障树方法详细讲解
泰坦尼克海难
顶事件
逻辑门
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
船体钢材不适应海水 低温环境，造成船体
裂纹
Tatanic号船体沉没，船上三 分之二人员死亡
与 门
船体断裂
海难后果
中间事件
船上的救生设备不足， 使大多数落水者被冻
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
与
3
门
2
1
观察员、驾驶员失误， 造成船体与冰山相撞
底事件
电机故障树
开关
电源
M 电机
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 开关故障 关未合 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
基本概念
故障树定义
拟[3建]与的此醋同酐时合，成又单鉴元于处此于生易产燃过、程易在爆·亚、洲有属毒新的工生艺产，环尚境无中生，产而经且验该，单故元拟的选羰用基“化甲合醇成羰反基应化釜生又产是2醋/醋3酐酐合合成成反的应核釜心爆设炸备”。作为顶上事件%
。
安全带设施
工人失足
顺序与门：仅当输入事件B不按起作规用定的“顺序坠条落件”发生时，输出事件A才发D生。发动机A
故障树方法详细讲解
故障树方法详细讲解
泰坦尼克海难
顶事件
逻辑门
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
船体钢材不适应海水 低温环境，造成船体
裂纹
Tatanic号船体沉没，船上三 分之二人员死亡
与 门
船体断裂
海难后果
中间事件
船上的救生设备不足， 使大多数落水者被冻
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
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5) 用直接事件代替间接事件
使事件具有明确的定义且便于进一步向下发展
6) 重视共因事件共同的故原因会引起不同的部件故障甚至不同的系统 故障
共因事件对系统故障发生概率影响很大，故建树时必须 妥善处理共因事件
若某个故障事件是共因事件，则对故障树的不同分支中 出现该事件必须使用同一事件符号
3. 故障树的规范化
未探明事件 根据其重要性(如发生概率的大小，后果严重程度等等) 和数据的完备性，或者当作基本事件或者删去：
重要且数据完备的未探明事件当作基本事件对待 不重要且数据不完备的未探明事件则删去 其它情况由分析者酌情决定
开关事件：当作基本事件 条件事件：总是与特殊门联系在一起的，它的处理规则
在特殊门的等效变换规则中介绍
1. 故障树的建造
常用的建树方法为演绎法，从顶事件开始，由上而 下，逐级进行分析，即
1）分析顶事件发生的直接原因，将顶事件作为逻 辑门的输出事件，将所有引起顶事件发生的直接原 因作为输入事件，根据它们之间的逻辑关系用适当 的逻辑门连接起来
2）对每一个中间事件用同样方法，逐级向下分析， 直到所有的输入事件都不需要继续分析为止（此时 故障机理或概率分布都是已知的）
2) 故障事件要严格定义 否则将难以得到正确的故障树。复杂系统的FTA工作往往 由许多人共同完成，如定义不统一，将会建出不一致的故 障树
3) 应从上向下逐级建树 这样可防止建树时发生事件的遗漏
2. 建树注意事项
4) 建树时不允许门与门直接相连
为了防止不对中间事件严格定义就仓促建树，从而导致 难以进行评审，或导致逻辑混乱使后续建树时出错。
1. 故障树的建造
建树步骤：
1) 掌握系统 包括系统的设计资料(如说明书、原理图、结构图)、试验资料 （试验报告、试验记录等）、使用维护资料以及用户信息等
2) 选择顶事件 顶事件的选取根据分析的目的不同，可分别考虑对系统技术性 能、可靠性和安全性、经济性等影响显著的故障事件。如 “飞机起落架放不下来”将直接危及飞机安全。当对起落架 进行安全性分析时，就可以选“起落架放不下来”这一顶事 件进行故障树分析
二、故障树分析的一般步骤
(1) 选择顶事件。据工程实际需要选择合理的顶事件 (2) 建立故障树 (3) 故障树的定性分析
a) 故障树的简化 b) 求最小割集
(4) 故障树的定量分析
a) 求顶事件的发生概率 b) 重要度分析
(5) 确定设计上的薄弱环节（找出问题所在） (6)采取措施，提高产品的可靠性和安全性
这种图形化的方法清楚易懂，使人们对所描述的事件之间 的逻辑关系一目了然，而且便于对各种事件之间复杂的逻 辑关系进行深入的定性和定量分析；
由于故障树将系统故障的各种可能因素联系起来，可有效 找出系统薄弱环节和系统的故障谱，在系统设计阶段有助 于判明系统的隐患和潜在故障，以便提高系统的可靠性；
故障树可作为管理和维修人员的一个形象的管理、维修指 南，可用于培训使用、维修和管理人员，可用来制订维修 计划和检修排故方案
一、概述
如某电机工作原理图
电路开关合上后马达不转
开关
电源
电机 (马达)
马达 故 障
由图可知：故障树主要由事件和 逻辑门构成，图中的事件用来描 述系统或元部件的故障状态，逻 辑门把事件联系起来，表示事件 之间的逻辑因果关系
开关合上后无电源
电源 故 障
线路 故 障
一、概述
FTA的特点：
是一种图形演绎法，是故障事件在一定条件下的逻辑推理 方法，可针对某一故障事件，作层层追踪分析(自上而下)；
在对故障树进行分析之前应首先对故障树进行规 范化处理，使之成为规范化故障树，以便进行定 性和定量分析
规范化故障树是指仅含有“顶事件、中间事件、 基本事件” 三类事件，以及“与”、“或”、 “非”三种逻辑门的故障树
为此需要对故障树中的特殊事件和特殊逻辑门进 行处理和变换
3. 故障树的规范化
特殊事件的规范化：
液压系 统故障
电磁控 制系统 故障
收放机构本身发生故障
上位锁 故障
收放作 动筒故 障
连杆机 构故障
2. 建树注意事项
1) 明确建树边界条件 建树前应对分析作出合理的假设。如导线不会故障、暂不
考虑人为故障、软件故障等的一些假设 应在FHA或FMEA的基础上，将那些不重要的因素舍去，
从而减少树的规模及突出重点
第五章
故障树分析
一、概述
故障树分析方法在系统可靠性分析、安全性分 析和风险评价中具有重要作用和地位。既可用 于定性分析又可定量分析。
在故障树分析中，对于所研究系统的各类故障 状态或不正常工作情况统称为故障事件。与故 障事件对应的是成功事件。两者均称为事件。
故障树是一种为研究系统某功能故障而建立的 一种倒树状的逻辑因果关系图
三、常用事件及其符号
四、常用逻辑门及其符号
五、FTA的主要内容
故障树的建造 建树的注意事项 故障树的规范化 故障树的简化和模块分解 故障树定性分析 故障树定量分析 重要度分析 分析时应注意的事项 分析报告的主要内容 某型飞机主起收放系统FTA
1. 故障树的建造
建树工作要求建树者对于系统及其组成部分有 充分的了解，应由设计人员、使用维修人员、 可靠性安全性工程技术人员共同研究完成。建 树是一个多次反复、逐步深入完善的过程。
3. 故障树的规范化
禁门变换为与门
原输出事件不变，禁门变换为与门，与门之下有两个 输入，一个为原输入事件，另一个为禁止条件事件
3. 故障树的规范化
特殊门的规范化原则： 顺序与门变换为与门
输出不变，顺序与门变为与门，其余输入不变，顺序条件事件作 为一个新的输入事件
顺序与门变换为与门
3. 故障树的规范化
• 表决门变换为或门和与门的组合
2/4表决门变换为或门与门的组合
3. 故障树的规范化
异或门变换为或门、与门和非门组合
1. 故障树的建造
3) 建造故障树 对于复杂系统，建树时应按系统层次由上到下逐级 展开。如“飞机起落架放不下来”这一事件，其原 因：
收放机构本身发生故障（机构卡死）
上位锁故障 收放作动筒故障 连杆机构故障
液压系统故障（如管路泄漏造成动力不足） 电磁控制系统故障
1. 故障树的建造
飞机起落架放不下来
使事件具有明确的定义且便于进一步向下发展
6) 重视共因事件共同的故原因会引起不同的部件故障甚至不同的系统 故障
共因事件对系统故障发生概率影响很大，故建树时必须 妥善处理共因事件
若某个故障事件是共因事件，则对故障树的不同分支中 出现该事件必须使用同一事件符号
3. 故障树的规范化
未探明事件 根据其重要性(如发生概率的大小，后果严重程度等等) 和数据的完备性，或者当作基本事件或者删去：
重要且数据完备的未探明事件当作基本事件对待 不重要且数据不完备的未探明事件则删去 其它情况由分析者酌情决定
开关事件：当作基本事件 条件事件：总是与特殊门联系在一起的，它的处理规则
在特殊门的等效变换规则中介绍
1. 故障树的建造
常用的建树方法为演绎法，从顶事件开始，由上而 下，逐级进行分析，即
1）分析顶事件发生的直接原因，将顶事件作为逻 辑门的输出事件，将所有引起顶事件发生的直接原 因作为输入事件，根据它们之间的逻辑关系用适当 的逻辑门连接起来
2）对每一个中间事件用同样方法，逐级向下分析， 直到所有的输入事件都不需要继续分析为止（此时 故障机理或概率分布都是已知的）
2) 故障事件要严格定义 否则将难以得到正确的故障树。复杂系统的FTA工作往往 由许多人共同完成，如定义不统一，将会建出不一致的故 障树
3) 应从上向下逐级建树 这样可防止建树时发生事件的遗漏
2. 建树注意事项
4) 建树时不允许门与门直接相连
为了防止不对中间事件严格定义就仓促建树，从而导致 难以进行评审，或导致逻辑混乱使后续建树时出错。
1. 故障树的建造
建树步骤：
1) 掌握系统 包括系统的设计资料(如说明书、原理图、结构图)、试验资料 （试验报告、试验记录等）、使用维护资料以及用户信息等
2) 选择顶事件 顶事件的选取根据分析的目的不同，可分别考虑对系统技术性 能、可靠性和安全性、经济性等影响显著的故障事件。如 “飞机起落架放不下来”将直接危及飞机安全。当对起落架 进行安全性分析时，就可以选“起落架放不下来”这一顶事 件进行故障树分析
二、故障树分析的一般步骤
(1) 选择顶事件。据工程实际需要选择合理的顶事件 (2) 建立故障树 (3) 故障树的定性分析
a) 故障树的简化 b) 求最小割集
(4) 故障树的定量分析
a) 求顶事件的发生概率 b) 重要度分析
(5) 确定设计上的薄弱环节（找出问题所在） (6)采取措施，提高产品的可靠性和安全性
这种图形化的方法清楚易懂，使人们对所描述的事件之间 的逻辑关系一目了然，而且便于对各种事件之间复杂的逻 辑关系进行深入的定性和定量分析；
由于故障树将系统故障的各种可能因素联系起来，可有效 找出系统薄弱环节和系统的故障谱，在系统设计阶段有助 于判明系统的隐患和潜在故障，以便提高系统的可靠性；
故障树可作为管理和维修人员的一个形象的管理、维修指 南，可用于培训使用、维修和管理人员，可用来制订维修 计划和检修排故方案
一、概述
如某电机工作原理图
电路开关合上后马达不转
开关
电源
电机 (马达)
马达 故 障
由图可知：故障树主要由事件和 逻辑门构成，图中的事件用来描 述系统或元部件的故障状态，逻 辑门把事件联系起来，表示事件 之间的逻辑因果关系
开关合上后无电源
电源 故 障
线路 故 障
一、概述
FTA的特点：
是一种图形演绎法，是故障事件在一定条件下的逻辑推理 方法，可针对某一故障事件，作层层追踪分析(自上而下)；
在对故障树进行分析之前应首先对故障树进行规 范化处理，使之成为规范化故障树，以便进行定 性和定量分析
规范化故障树是指仅含有“顶事件、中间事件、 基本事件” 三类事件，以及“与”、“或”、 “非”三种逻辑门的故障树
为此需要对故障树中的特殊事件和特殊逻辑门进 行处理和变换
3. 故障树的规范化
特殊事件的规范化：
液压系 统故障
电磁控 制系统 故障
收放机构本身发生故障
上位锁 故障
收放作 动筒故 障
连杆机 构故障
2. 建树注意事项
1) 明确建树边界条件 建树前应对分析作出合理的假设。如导线不会故障、暂不
考虑人为故障、软件故障等的一些假设 应在FHA或FMEA的基础上，将那些不重要的因素舍去，
从而减少树的规模及突出重点
第五章
故障树分析
一、概述
故障树分析方法在系统可靠性分析、安全性分 析和风险评价中具有重要作用和地位。既可用 于定性分析又可定量分析。
在故障树分析中，对于所研究系统的各类故障 状态或不正常工作情况统称为故障事件。与故 障事件对应的是成功事件。两者均称为事件。
故障树是一种为研究系统某功能故障而建立的 一种倒树状的逻辑因果关系图
三、常用事件及其符号
四、常用逻辑门及其符号
五、FTA的主要内容
故障树的建造 建树的注意事项 故障树的规范化 故障树的简化和模块分解 故障树定性分析 故障树定量分析 重要度分析 分析时应注意的事项 分析报告的主要内容 某型飞机主起收放系统FTA
1. 故障树的建造
建树工作要求建树者对于系统及其组成部分有 充分的了解，应由设计人员、使用维修人员、 可靠性安全性工程技术人员共同研究完成。建 树是一个多次反复、逐步深入完善的过程。
3. 故障树的规范化
禁门变换为与门
原输出事件不变，禁门变换为与门，与门之下有两个 输入，一个为原输入事件，另一个为禁止条件事件
3. 故障树的规范化
特殊门的规范化原则： 顺序与门变换为与门
输出不变，顺序与门变为与门，其余输入不变，顺序条件事件作 为一个新的输入事件
顺序与门变换为与门
3. 故障树的规范化
• 表决门变换为或门和与门的组合
2/4表决门变换为或门与门的组合
3. 故障树的规范化
异或门变换为或门、与门和非门组合
1. 故障树的建造
3) 建造故障树 对于复杂系统，建树时应按系统层次由上到下逐级 展开。如“飞机起落架放不下来”这一事件，其原 因：
收放机构本身发生故障（机构卡死）
上位锁故障 收放作动筒故障 连杆机构故障
液压系统故障（如管路泄漏造成动力不足） 电磁控制系统故障
1. 故障树的建造
飞机起落架放不下来