FTA在电子时间引信失效模式分析中的应用
第六章失效模式、效应及危害度分析(FMECA)和故障树分析法(FTA)演示教学
4. 严酷度分类
2.3
对失效造成的后果的严重程度进行分类，是较笼统的、定性的分类。
Ⅰ类（灾难性的）——会引起人员死亡或系统毁坏的失效（机毁人亡）。
Ⅱ类（致命性的）——会引起人员严重伤亡、重大财产损失或导致任务失 败的系统严重失效。
Ⅲ类（临界的）——会引起人员的轻度损伤、一定人的财产损失或导致任 务延误或降级的系统轻度损坏。
提前运行； 在规定的时刻开机失效； 间断地工作； 在规定的时刻关机失效； 工作中输出失效（或消失）； 输出或工作能力下降； 与系统特性有关的其它失效。
6. FMEA报告 2.5 应将FMEA的主要内容和结果汇编成文，其中包括:
信息来源说明； 被分析对象的定义；
FMEA示例
分析层次；
分析方法说明；
FMEA表；
率来评价FMEA 中确定的失效模式。
3.2
失效模式发生的概率等级可按以下方法划分：
Ⅳ类（轻度的）——不足以导致上述三类后果的失效，但它会导致非计划 维护或修理。
在GB7826-1987中给出的类别的顺序与上述恰相反，即：
轻度 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 严重
严酷度的分类和确定有一定的任意性，不同的领域应专门给出严酷2.3 度的 定义。例如，航空发动机的严酷度定义为：
Ⅰ类（灾难性的）——会引起发动机空中停车且不易重新启动的故障。
按每一失效形式的严酷度类别及该失效模式的发生概率所产生的综合 影响来对其划等分类，以便全面地评价各潜在失效模式影响。
CA是FMEA的补充和扩展，未进行FMEA，不能进行CA。
2. 分析方法 相对于FMEA而言，CA侧重于定量分析，当然具体方法包括定性分析和
定量分析两种。
①定性分析方法 在不具备产品可靠性数据（或失效率）时，可按失效模式发生的大致概
FTA--失效树分析
FMECA的一般方法
雷达系统的FMECA分析
• 第一步、 绘制分级功能框图。这种框图既不是工作 原理框图，也不是可靠性框图，而是将系统内部分为 子系统、分机、功能单元和元器件等若干功能等级的 框图。
• 它不但表明了构成系统的各个子系统、分机、功能组 件和元器件在功能上的相互依赖关系，而且便于看出 失效模式、效应及危害度分析应在哪一级上进行。 • 例 绘制雷达系统功能等级框图（图2.4），图中的分 析对象是接收机内的前置放大器，故其它子系统的分 机和接收机内其它功能单元及其元器件均被略去了
FMECA的一般方法
故障模式、效应及危害度分析 的基本程序
• 定义系统及其各种功能要求和相应的失效判据； • 制订功能、可靠性等框图，并作扼要的文字说明； • 确定在哪一功能级上进行分析，并根据实际情况确定采用 的分析方法； • 确定失效模式及其发生的原因和效应，以及由此引起的各 种继发事件； • 确定失效检测方法和可能采取的预防性措施； • 针对后果特别严重的失效，进一步考虑修改设计的步骤； • 计算相对故障概率及其故障危害等级； • 根据失效模式、效应及危害度分析结果提出相应的改进建 议 FMECA的一般方法
严酷度分类
为了度量产品故障造成的最坏的潜在影响，应对 每一潜在的故障模式进行严酷度分类，严酷度一般分 为四级： Ⅰ类（灾难的）——这种故障会引起人员死亡或系统 （如飞机、导弹起人员严重伤害、 重大的经济损失或导致任务失败。 Ⅲ类（临界的）——这种故障会引起人员的轻度伤害， 一定的经济损失或导致任务延误或降级。 Ⅳ类（轻度的）——这种故障不会造成人员的轻度伤 害及一定程度的经济损失，但它会导致非计划维修。
FMECA的一般方法
图2.4 某系统的功能等级框图
培训学习资料-FTA分析案例-2022年学习资料
FTA定义-*TOP-DOWN方式的接进方式开始不良分析.-*故障或起错误的动作的所有经由定义、-*个别的 因或复杂的原因低的LEVEL上-。决定怎样发生TOP EVENT.-2
FTA应用-*FAU儿T TREE是复杂和规模大的系统的安全和调查-信赖性时广泛的使用.-*如果有危险的F ILURE MODE的话-以所有可能的方法发现.-*1962年为了分析火箭统的安全-Bel在研究所第一次使 过Telephone.-3
为了构成的FTA记号-AND GATE-OR GATE-所有入力FAIL时，-不管什么入力只要是FAIL的 -下一次是LEVEL至FAIL-下一次是LEVEL FAIL
FTA结论-*FTA使用关联于人的生命有关的安全系统-*FTA又是一个TAST及制作，可以利用在运转中可能 生-危险事项的平价上.-*FTA只能证明MODE失败所有原因，-*FTA是使用于检查系统的故障上.-*FT 补完证明最恶劣的故障MODE的FMEA.-10
FAULT TREE ANALYSIS of MOTOR NOT ROTATE-DATE:_/_-Not otate-By:-11
.比较该善事项-1.改善事项-检讨项目-改善前-改善后-材质-PHENOL RESIN-CEM-3-LAN 部面积-2.28mm^2-镀金方法-单面镀金-THROUGH HOLE ND部根据 积改善效果-现量产品-改善品-改善量-2.755mm^2-+20.8%-焊接引拔强度-1.92 Kgf-2 23 Kgf-+0.31Kgf-LAND部脱落-55%11-POINT-15%3-POINT--40%-1
牛.益对不良原因-2各LISTEVENT别检讨-检讨结果及不良发生可能性-比较-A1-原资材铜板不良-开以 买-A2-材质选定MISS-現材质铜板脱落强度测定：0.8~3.0Kgf-研究所-接着强度以安全性的水准判 .-技术资料参考-A3-烙铁头接触时间过大-A4-设定烙铁头温度ERROR-现在SPEC:340±20℃40℃作业后强度DATA:0.8~3.0Kgt,N=50-A5-LW焊接后BENDING后发生-东马电子技 部检讨中-A6-LW心线CUTTING时发生-A7-PCB GUIDE里插入时发生-A8-根据外部冲击发生 协力社（三星电子OEM业体）LINE TOUR预定-A9-USER LINE无理的取极-Q.C-A10-东 电子工程中发生-15
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计一、引言仪器仪表作为科学研究和工程实践过程中必不可少的工具，其可靠性是其核心和重要属性之一。
仪器仪表的可靠性直接关系到实验和测量结果的准确性和可信度，因此对仪器仪表的可靠性分析和抗干扰设计具有重要意义。
1. 可靠性评估指标在对仪器仪表的可靠性进行分析之前，首先需要确定可靠性评估指标。
常用的指标有：失效率、寿命和可用率等。
失效率是指单位时间内仪器仪表发生失效的概率，通常以每小时、每千小时或每百万小时的失效概率表示。
寿命是指仪器仪表在正常条件下能够正常运行的总时间。
寿命可以分为平均寿命和可靠寿命两种。
平均寿命是指大量同类型仪器仪表的平均工作寿命，而可靠寿命是指仪器仪表在规定条件下能够正常工作的时间。
可用率是指仪器仪表在一定时间内能够正常工作的时间与总时间之比。
可用率也可以通过失效率和可靠寿命计算得到。
2. 可靠性分析方法可靠性分析方法有很多种，常用的方法包括故障树分析（FTA）、失效模式与影响分析（FMEA）和可靠性块图法（RBD）等。
故障树分析（FTA）是一种通过对系统故障进行逻辑分析的方法，可以确定系统失效的各种可能性和概率。
FTA可以帮助分析仪器仪表失效的原因，为后续的优化设计和改进提供依据。
可靠性块图法（RBD）是一种通过计算系统可靠性的方法，可以用于分析系统的可靠性和可用性。
RBD可以帮助分析仪器仪表在不同工作状态下的可靠性，并确定影响其可靠性的关键部件和环节。
仪器仪表通常会受到电磁干扰、机械振动、温度变化等环境因素的影响，为了保证仪器仪表的正常工作和准确测量，需要进行抗干扰设计。
1. 电磁屏蔽设计电磁干扰是仪器仪表通常会遇到的干扰源之一，为了抵御电磁干扰的影响，可以采取以下措施：（1）使用屏蔽材料，如钢板、铜箔等，对仪器仪表进行电磁屏蔽。
（2）合理布局和接地，避免电磁波在仪器仪表内部的传播和干扰。
（3）采用抗电磁干扰的元器件和线缆，如抗干扰电容、抗干扰电阻和抗干扰导线等。
fta分析方法
fta分析方法
FTA（故障树分析）是一种系统分析和失效模拟方法，可以正确的模拟及分析事件的
发生，即失效的可能原因及发生的原因。
在FTA中，相关事件的失效机理都会被模拟，为
失效原因和应对措施提供精准可信的关联性数据，从而准确反映和分析产品和系统的失效
情况，并获得准确的判断结果。
由此可见，FTA在产品和系统分析设计中不可或缺。
下面，简单介绍FTA的分析过程及其具体步骤。
第一步：收集事件信息：首先，收集既往发生的失效事件的相关表现信息，确定已知
的极限条件，包括失效前条件、发生事件时的状态、发生失效后的特征。
第二步：构建概念模型：其次，将上述信息建构成模型，用伪代码表示系统的可能状态，根据先后顺序分析每一步的影响因素，即最初概念模型。
第三步：初步推导失效原因：此时，对该事件进行故障树分析，从故障树树根发散开去，推断出该事件可能存在的各种可能原因。
第四步：确定失效原因：接著，根据上一步的推断结果，确定该事件的失效原因，并
根据不同原因，构建不同的故障树模型，确定可能的原因及其故障模式。
第五步：分析失效影响：最后，针对失效原因确定的事件，进行分析模型，得出失效
原因及其可能带来的影响情况，以及系统会存在的频率、可能性和发生概率，全面解释该
事件的失效情况。
总之，故障树分析是一种快速、简便的失效模拟方法，此方法提供了一种易懂的语言
对失效的故障原因进行分析和说明，而其分析过程便是收集事件信息，构建概念模型，初
步推导失效原因，确定失效原因，分析失效影响，5个步骤。
FTA分析及其应用
FTA工作要求 工作要求
FTA输出的设计改进措施，必须落实到图纸和 有关技术文件中 应采用计算机辅助进行FTA
由于故障树定性、定量分析工作量十分庞大，因此 建立故障树后，应采用计算机辅助进行分析，以提 高其精度和效率。
2012-3-26
9
故障树常用事件符号
符号
实线圆——硬件故障 虚线圆——人为故障
说明
元、部件在设计的运行条件下发生的随机故障事件。
底 事 件
未探明事件
表示该事件可能发生，但是概率较小，勿需再进一步分析 的故障事件，在故障树定性、定量分析中一般可以忽略不 计。
顶事 人们不希望发生的显著影响系统技术性能、经济性、 件 可靠性和安全性的故障事件。顶事件可由FMECA分 析确定。 中间 故障树中除底事件及顶事件之外的所有事件。 事件
故障树应由设计人员在FMEA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。
应与FMEA工作相结合 应通过FMEA找出影响安全及任务成功的关键故障 模式（即I、II类严酷度的故障模式）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。
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3
基本概念 故障树定义
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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船体断裂 4
与 门
3
观察员、驾驶员失误， 造成船体与冰山相撞
2
1
FTA在某引信故障模式分析中的应用
㊀第36卷㊀第6期2016年12月弹㊀箭㊀与㊀制㊀导㊀学㊀报Journal of Projectiles,Rockets,Missiles and Guidance Vol.36㊀No.6 Dec2016㊀FTA在某引信故障模式分析中的应用∗张伟光1,高兴勇1,张玉令1,李晓峰2,孙思浩3,汤子鑫3(1㊀解放军军械工程学院,石家庄㊀050003;2㊀北京理工大学,北京㊀100081;3㊀南京军代局驻福州地区军事代表室,福州㊀350000)摘㊀要:引信的安全性和可靠性一直是该领域研究的热点㊂基于某引信的瞎火事故,文中介绍了该引信的基本结构和作用原理,采用故障树分析法(FTA)对系统建立故障树,进行失效模式分析,最后给出了引信的故障模式分析结果,找到了引信的薄弱环节及潜在弱点,为防止或减少故障的发生提供有力依据㊂研究表明,该引信瞎火应是其内部零件变形所致㊂关键词:引信;FTA;故障模式中图分类号:TJ432．1㊀文献标志码:AThe Application of FTA in Failure Mode Analysis of FuzeZHANG Weiguang1,GAO Xingyong1,ZHANG Yuling1,LI Xiaofeng2,SUN Sihao3,TANG Zixin3(1㊀Ordnance Engineering College of PLA,Shijiazhuang050003,China;2㊀Beijing Institute of Technology,Beijing100081,China;3㊀Military Representative Office of Nanjing Military Representative Bureau in Fuzhou Area,Fuzhou350000,China) Abstract:The safety and reliability of fuze had been a hot research in this field.Based on the accident of the misfire fuze,this article intro-duced the basic structure and the action principle of the fuze,and used FTA method to establish system fault tree and analyze the failure mode. Finally,the failure mode analysis result of fuze was given.The weak links and potential weakness of the fuze were found to provide a basis for preventing or reducing the occurrence of failure.Research showed that the misfire of the fuze was caused by the deformation of the internal parts. Keywords:fuze;FTA;failure mode0㊀引言引信是利用目标信息和环境信息,在预定条件下引爆或引燃弹药战斗部装药的控制装置或系统[1]㊂引信在作用过程中各结构之间密切关联,当其中的一部分发生故障就可能导致整个系统发生失效现象,进而导致战斗部失效[2]㊂因此,引信故障往往导致战斗部的故障或引发安全性问题,造成经济损失㊁人员伤亡并影响战斗力的生成[3]㊂近年来,某引信在作用过程中出现 瞎火 ,当受到一定的外界激励后再次发火作用,威胁了人员安全,影响了部队的正常作训㊂鉴于此,文中对该引信开展故障模式分析,寻找故障原因,为进一步解决引信的暂时性 瞎火 问题提供技术支撑㊂1㊀引信结构及作用原理随进引信的结构如图1所示,由两道安保机构和传爆序列构成,其中安保机构又由保险机构㊁隔离机构㊁发火机构等构成㊂保险机构由感受发射后坐力的后坐保险销和感受因前级战斗部爆轰所引起的惯性前冲力的两个保险销组成;隔离机构是由引信体㊁隔爆片和装有针刺延期雷管的水平滑块组成;发火机构由击针和击针簧组成,平时,雷管㊁击针以及传爆管在水平位置上错开一定的距离来实现隔离,击针簧处于压缩状态,为击针戳击雷管储能㊂传爆序列由延期雷管和传爆管组成㊂引信作用原理为:发射时,后坐保险销在后坐力作用下向下运动,后坐保险销运动到位后被反恢复扭簧卡住,释放第一道保险㊂当弹丸碰目标时,前级战斗部起爆,在前级战斗部爆炸环境力的作用下,滑块前冲保险销在惯性力作用下前冲剪断剪切销,滑块保险销前冲到位后被滑块保险销簧卡住,当滑块簧的推力大于滑块部件磨擦力时驱动带雷管的滑块部件开始运动,释放带雷管的滑块部件;与此同时,击针前冲保险销亦在惯性力作用下前冲剪断剪切销,击针保险销前冲到位后被击针保险销簧卡住,释放击针㊂当带雷管的滑块部件运动到位后,击针在压缩击针簧的作用下戳击延期雷管,延期雷管延期一定的时间后起爆DOI:10.15892/ki.djzdxb.2016.06.017∗收稿日期:20151223作者简介:张伟光(1991-),男,河北廊坊人,硕士研究生,研究方向:弹药保障与安全技术㊂弹箭与制导学报第36卷㊀图1㊀随进引信结构示意图传爆药,从而起爆随进战斗部㊂2㊀引信的故障树分析2．1㊀故障树分析法采用故障树分析法对引信系统内的故障模式进行分析㊂故障树分析法(fault tree analysis,FTA)是一种演绎分析方法,可对系统的安全性和可靠性进行分析㊂故障树分析法是在系统设计过程中,通过对可能造成系统故障的各种因素进行分析,画出逻辑框图,从而确定系统故障原因的分析方法[45]㊂它具有较强的灵活性,能够根据图形演绎的方法清晰地展现出系统的各种故障状态,也可以围绕某些特定的故障做层层深入的分析[6]㊂FTA㊂图2㊀FTA研究步骤2．2㊀引信故障树的建立根据FTA研究步骤,结合问题研究背景,对引信进行故障树分析如图3~图5所示㊂图3㊀引信故障主树2．3㊀引信故障模式分析根据图3~图5所建立的故障树模型,结合该引信的问题研究背景,容易看出该引信故障属于 引信非正常作用 型故障模式,下面着重对此故障模式下各层底事件的发生可能性进行分析㊂2．3．1㊀击针或滑块未正常动作由于击针或滑块的解保过程具有一定的相通之处,因此,对每一种故障模式二者可以联合分析㊂1)击针簧或滑块簧缠绕失效通过研究击针簧或滑块簧的设计属性以及弹簧所属装配空间的局限性,发现两个弹簧在装配无误的前提下,即便受到外界爆轰或撞击等影响,也很难出现自身缠绕失效这种故障模式,因此,该故障模式出现的几率非常小㊂2)击针或滑块保险钢珠与引信体接触部位挤压变形产生卡滞现象平时,引信体内击针保险钢珠和滑块保险钢珠的受力情况如图6~图7所示㊂图6中,弹丸飞行方向为从左到右;图7中,弹丸飞行方向为垂直纸面向外㊂根据受力分析可知,击针或滑块保险钢珠都是受到3个力的作用,能够保持平衡㊂当前级战斗部爆炸时,随进引信各个元部件产生较大的惯性前冲力,两个保险销靠惯性前冲力向前运动进而解除对保险钢珠的约束,力F3或P3就会消失,一般情况下,保险钢珠会脱落解除对滑块或击针的约束㊂但如果受弹药飞行姿态㊁弹药着角等因素的影响,使得前级爆轰场传递到随进引信元部件上的能量分布不均匀,而且各元部件的惯性前冲加速度又非常大在保险钢珠与引信体的接触部位容易产生集中力进而挤压变形㊂假设产生了变形,对于击针保险钢珠来讲,P2的方向和大小就会改变,很可能导致P1与P2平衡,进而击针保险钢珠产生卡滞现象,因此,该故障模式出现几率较大㊂而对于滑块保险钢珠而言,即便发生了撞击变形行为,钢珠也是在垂直纸面的方向上与引信体接触变形,不影响图示的受力状态,因此,在F1与㊃86㊃㊀第6期张伟光等:FTA在某引信故障模式分析中的应用图4㊀引信永久性瞎火故障分树图5㊀引信非正常作用故障分树F2的作用下,滑块保险钢珠仍会脱落而不会产生卡滞现象㊂3)传递给引信的爆轰能量仅能剪断剪切销不足以使击针或滑块保险销运动到位在设计上,前级战斗部所传递给后级的爆轰能量远远超过引信解除保险(包括剪切销的剪断以及保险㊃96㊃弹箭与制导学报第36卷㊀销的解保运动过程)所需的能量,即使出现随进子弹在前级爆轰场作用下姿态发生一定的偏转等情况,传递到保险销的能量也能够保证保险销运动到位,解除对保险钢珠的约束㊂因此,这种故障模式发生的可能性很小㊂P1P2 P3图6㊀击针保险钢珠受力图F1F2 F3图7㊀滑块保险钢珠受力图4)击针或滑块保险销与引信体摩擦力过大导致保险销运动位移不到位理论上,保险销与引信体之间的摩擦系数在储存过程中或在前级爆轰场作用下基本不会发生变化,受外界的影响因素较小,因而这种故障模式一般不会出现㊂2．3．2㊀击针或滑块动作但仍未对正击发前级战斗部传递给后级随进子弹的爆轰能量很大,最高过载可达几十万个g,很可能导致引信体内部结构出现一定的变形,进而影响引信的正常作用㊂因此,滑块变形卡滞击针或者引信体变形卡滞滑块的故障模式出现的几率较大㊂在实弹训练中,受弹丸飞行姿态㊁飞行速度㊁前级爆轰场实际爆轰情况等因素的影响,确实会出现击针先解除保险作用在滑块上,进而增加滑块运动所受的摩擦阻力这种情况,但通过理论计算,即便发生这种情况,滑块簧也有足够大的推力使滑块运动到位㊂而且滑块簧失效的概率极小,因此这种故障模式不会发生㊂2．4㊀引信故障定位由前面的故障模式分析基本可以断定,该引信故障包含在以下3种模式之中:1)击针保险钢珠与引信体接触部位挤压变形产生卡滞现象;2)滑块变形卡滞击针;3)引信体变形卡滞滑块㊂由于该型引信是近几年研制和设计的产品,其产品特性只能通过其它引信发生故障的相关经验来做类似推断,而且对类似引信有关故障模式的文献也极少报道,因此,笔者对该引信所进行的故障模式分析仅仅是根据现实发生可能性大小所做的一种合理的想定,所作出的分析结果能够为进一步解决随进引信 瞎火 问题提供技术支撑,同时,在今后对该引信有了更多的动态性能试验㊁可靠性试验及总结部队使用反馈意见之后,可以开展进一步的补充和完善㊂3㊀结论1)通过对引信进行故障树理论分析,可以基本断定引信暂时性 瞎火 的原因包含在以下3个事件之中:一是击针保险钢珠与引信体接触部位挤压变形产生卡滞;二是滑块变形卡滞击针;三是引信体变形卡滞滑块㊂2)通过故障分析,能够看出该引信利用爆轰场所产生的环境力来解除保险存在着一个较大的故障问题:变形问题㊂这也是该型引信解保设计的潜在弱点㊂3)通过对引信各结构可能出现的故障模式分析,可以看出引信结构作用过程中的薄弱环节,能够为进一步解决随进引信 瞎火 问题提供分析思路,对该型引信的进一步完善设计也能提供参考㊂参考文献:[1]㊀尹建平,王志军.弹药学[M].北京:北京理工大学出版社,2014:8.[2]㊀段志薇,张亚.FTA在引信安全性分析中的应用[J].弹箭与制导学报,2006,26(1):778780. [3]㊀朱向明,周凤岐,张树征.防空导弹引信飞行试验故障模式影响分析[J].探测与控制学报,2009,31(3):3942.[4]㊀刘林茂.基于故障树分析法的综合路测分析系统研究与实现[D].长沙:湖南大学,2011.[5]㊀王晓方,高森森,赵晓利,等.FTA在电子时间引信失效模式分析中的应用[J].四川兵工学报,2008,29(1):5356.[6]㊀陈帅.故障树分析法在某型飞机DPC模块故障诊断中的应用[J].大众科技,2015,17(3):1215.㊃07㊃。
FTA分析案例课件
比较 开以购买
研究所 技术资料参考
Q.C 15
5.PCB 材料
Grade
Epoxy
Resin Polyester
Laminate designations and materials
Reinforcement
Phenolic
Cotton paper
Woven glass
Mat glass
Glass veil
* 如果有危险的FAILURE MODE的话 以所有可能的方法发现.
* 1962年为了分析火箭统的安全 Bell 在研究所第一次使用过Telephone .
3
FTA 目标
* 必须实行才可以. •* FTA 和 FMEA的差异点是什么 ? •*什么时候利用FTA 和 FMEA? •* FTA的重要构成要素是什么? •* 怎样利用FTA 和 FMEA? •* 可以做到单纯的 FTA.
12
2.不良现象
10倍 矿大
20倍 矿大
40倍 矿大
10倍 矿大
20倍 矿大
40倍 矿大
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3.检讨不良原因
1) 铜板脱落不不良FTA 分析图
PCB 铜板脱落 +
PCB 结合
PCB&L/W 焊接时发生
+
原资材 铜板 接处不良
A1
选定材质 M ISS
A2
烙铁头 接处时间
过大的超
过
A3
+
设定烙铁 头温度 ERROR
A6
根据外部冲 击发生
东马电子 工程中发生
A8
A10
USER 组立 LINE
无理的才取
A9
14
4.检讨不良原因
基于fta的智能电表的故障诊断方法研究及与应用》
基于fta的智能电表的故障诊断方法研究及与应用智能电表是一种集计量、通讯、监测、控制等功能于一体的先进电能计量设备，其故障会导致电能计量错误、数据采集不准确、通讯故障等问题，影响用电量的合理计量和用电安全。
针对这一问题，基于fta的智能电表故障诊断方法应运而生。
通过fta（故障树分析）方法，对智能电表的故障进行分析和预测，识别出可能影响电表正常运行的因素、元器件或系统构成部分，进而对故障原因进行深入剖析。
在此基础上，制定相应的故障排查和修复方案，提高故障诊断和定位精度，降低维修成本和周期。
具体地，fta方法依据故障发生的逻辑关系和先决条件，将故障进行分解和组合，形成故障树。
通过对故障树的剖析和统计，可以识别出主导因素和链式故障，以及影响众多故障的“致命点”，进而制定相应的故障处理措施。
在智能电网系统中，基于fta的故障诊断方法可以广泛应用于用电户和电力公司等方面，以达到优化用电负荷、提高用电效率、降低用电成本的目标。
此外，还可以通过故障诊断结果为智能电表的设计和生产提供技术支持，进而推进智能电表的研发和创新。
FTA失效树分析 (2)
a. 条件发生事件：引发门事件
失效性图解符号说明
a. 次要故障事件 b. 矛盾事件或因数据不充分而不能做进一步
展开
a. 与门 所有的输入事件都满足才会发生输出事件
a. 或门 发生了任何一件的输入事件，输出事件将 会发生
FTA的示例
瓦斯爆炸
产生 乙醚
乙醚 泄漏
用乙醚清 洗皮肤
FTA实施步骤
建立产品缺陷及缺陷失效的逻辑关系图 收集资料 分析缺陷及失效发生概率 计算可靠性数值 决定产品最重要及最容易发生问题的关键点 提出改进建议
FTA通常采用从上而下的分析手法
失效性图解符号说明
a. 最不期望发生的事件 b. 门事件或通常事件 c. 要求做更进一步展开
a. 首要的或基础的故障事件 b. 不要求做更进一步展开
故障树分析
FTA Failure Tree Analysis Nhomakorabea前言
为了提升系统可靠度，产品在开发階段，利用类 似品管方法：鱼骨图分析手法，找出潜在缺点，并 加以改进，此种分析方法称之为故障树分析法 (Failure Tree Analysis)－ FTA。
FTA是一种系统化的方法，可以有效的找出产品 基本缺陷及其发生原因，以及发生概率，从而作为 可靠性分析的依据。
火焰的 混合
产生 火花
A
乙醚 泄漏
用乙醚清 洗皮肤
收集资料
失效原因分类
– 元件失效率 – 人为失效率
• 对相关知识不了解 • 人为失误 • 故意
改进错误的可行策略
重新设计 选择新元件 确认设计和采购的基本要件 研究维护步骤 明确产品检验步骤 严格品管 详述特殊安全指令
风险评估技术-故障树分析(FTA)
故障树分析(FTA)1 概述故障树(Fault Tree analysis，简称 FTA)是用来识别并分析造成特定不良事件(称作顶事件)因素的技术。
因果因素可通过归纳法进行识别，也可以按合乎逻辑的方式进行编排并用树形图进行表示，树形图描述了原因因素及其与重大事件的逻辑关系。
故障树中识别的因素可以是与组件硬件故障、人为错误或造成不良事项的其他相关事项。
应急发电机的自动启动故障无启动信号柴油发电机故障信号发出故障信号传输故障信号接收故障A燃油泄漏发电机机械故障B短路故障控制模块故障空气过滤器阻塞无燃料通路A故障通路B故障符号：逻辑“与”门(如果输入事件无误)逻辑“或”门(如果输入事件无误)基本事件——无需进一步分析此时无需进一步分析的事项需进一步分析的事件在不同页A点分析的事件图-FTA事例2 用途故障树可以用来对故障(顶事件)的潜在原因及途径进行定性分析，也可以在掌握因果事项可能性的知识之后，定量计算重大事件的发生概率。
故障树可以在系统的设计阶段使用，以识别故障的潜在原因并在不同的设计方案中进行选择；也可以在运行阶段使用，以识别重大故障发生的方式和导致重大事件不同路径的相对重要性；故障树还可以用来分析已出现的故障，以便通过图形来显示不同事项如何共同作用造成故障。
3 输入对于定性分析，需要了解系统及故障原因、系统失效的方式。
详细的图表有利于帮助分析。
对于定量分析，需要了解故障树中各基本事件的故障率或者失效的可能性。
4 过程建构故障树的步骤包括：●界定计划分析的重大事件。
这有可能是故障或该故障影响面更大的结果。
如果要分析结果，那么故障树可能有一部分涉及到实际故障的缓解；●从重大事件入手，识别造成重大事件的直接原因或失效模式；●对其中的每个原因/失效模式进行分析，以识别造成故障的原因；●分步骤地识别不良的系统操作方式，沿着系统自上而下地分析，直到进一步分析不会产生任何成效为止。
在硬件系统，这可能是组件故障水平。
再谈FTA、FMEA、FMEDA三者区别与联系
再谈FTA、FMEA、FMEDA三者区别与联系相信很多人都听过三个工具： FMEA、FTA和FMEDA。
但什么是FMEA？什么是FTA？什么是FMEDA？三者之间有什么区别？三者之间有什么联系？本文重点描述这三种工具的定义，区别及联系。
.FMEA失效模式与影响分析(Failure Mode and Effects Analysis）FMEA是在产品设计阶段或过程设计阶段，对构成产品的子系统、零件或者对构成过程的各个工序逐一进行分析，找出所有潜在的失效模式，并分析其可能的后果，从而预先采取必要的措施，以提高产品的质量和可靠性的一种系统化的活动。
FMEA是“事前的预防措施”，并“自下而上”由失效模式分析失效影响FTA 故障树分析 (Fault Tree Analysis)FTA是安全系统工程中最重要的分析方法是一种特殊的倒立树状逻辑因果关系图，它用事件符号、逻辑门符号和转移符号描述系统中各种事件之间的因果关系。
它是一种从系统到部件，再到零件，按“自上而下”分析的方法。
它从系统开始，通过由逻辑符号绘制出的一个逐渐展开成树状的分枝图，来分析故障事件（又称顶端事件）发生的概率。
同时也可以用来分析零件、部件或子系统故障对系统故障的影响，其中包括人为因素和环境条件等在内。
（1）定性FTA分析找出导致顶事件发生的所有可能的故障模式，既求出故障的所有最小割集(MCS).（2）定量FTA分析主要有两方面的内容:一是由输入系统各单元(底事件)的失效概率求出系统的失效概率；二是求出各单元(底事件)的结构重要度,概率重要度和关键重要度,最后可根据关键重要度的大小排序出最佳故障诊断和修理顺序,同时也可作为首先改善相对不大可靠的单元的数据。
. FMEDA 失效模式影响和诊断分析（Failure Modes Effects and Diagnostic Analysis）FMEDA在功能安全工作中起到很重要的作用，它对功能安全产品的失效风险、是否可诊断进行定性分析，同时也为平均失效概率和安全完整性等级的计算提供了有效的数据支撑。
某航空引信长贮失效的可靠性分析
某航空引信长贮失效的可靠性分析
刘志扬;甄宗远
【期刊名称】《现代引信》
【年(卷),期】1998(000)002
【摘要】对航空机载引信系统进行可靠性分析是引信贮存可靠性研究的重要内容之一。
本文以航空某引信典型产品，在某长贮可靠性试验基础上，运用失效模式、影响及危害度分析（ＦＭＥＣＡ）和失效树分析（ＦＴＡ）的方法，对产品在可靠性试验中所发生的失效进行研究，分析其原因、后果和影响及严重程度，同时，分析研究了贮存环境和产品的包装材料对引信长贮质量的影响。
为产品设计、贮存和管理提供改进建议。
【总页数】6页(P57-62)
【作者】刘志扬;甄宗远
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TJ430.67
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超
4.航空蓄电池贮存可靠性分析与失效预防对策 [J], 汪伟;周金喜;张玉霞
5.中国航空学会航空百年学术论坛失效分析分论坛暨第四届全国航空航天装备失效分析学术研讨会简讯 [J],
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安全评价方法 故障树分析(Fault Tree Analysis, FTA)
安全评价方法——故障树分析（Fault Tree Analysis,FTA）•故障树分析(FTA)技术是美国贝尔电话实验室于1962年开发的，它采用逻辑的方法，形象地进行危险的分析工作，特点是直观、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，它是安全系统工程的主要分析方法之一。
一般来讲，安全系统工程的发展也是以故障树分析为主要标志的。
1974年美国原子能委员会发表了关于核电站危险性评价报告，即“拉姆森报告”，大量、有效地应用了FTA，从而迅速推动了它的发展。
1 数学基础1.1基本概念(1)集：从最普遍的意义上说，集就是具有某种共同可识别特点的项(事件)的集合。
这些共同特点使之能够区别于他类事物。
(2)并集把集合A的元素和集合B的元素合并在一起，这些元素的全体构成的集合叫做A与B的并集，记为A∪B或A+B。
若A与B有公共元素，则公共元素在并集中只出现一次。
例若A={a、b、c、d};B={c、d、e、f};A∪B= {a、b、c、d、e、f}。
(3)交集两个集合A与B的交集是两个集合的公共元素所构成的集合，记为A∩B或A·B。
根据定义，交是可以交换的，即A∩B=B∩A例若A={a、b、c、d};B={c、d、e};则A∩B={c、d}。
(4)补集在整个集合(Ω)中集合A的补集为一个不属于A集的所有元素的集。
补集又称余，记为A′或A。
1.2 布尔代数规则布尔代数用于集的运算，与普通代数运算法则不同。
它可用于故障树分析，布尔代数可以帮助我们将事件表达为另一些基本事件的组合。
将系统失效表达为基本元件失效的组合。
演算这些方程即可求出导致系统失效的元件失效组合(即最小割集)，进而根据元件失效概率，计算出系统失效的概率。
布尔代数规则如下(X、Y代表两个集合)：(1)交换律X·Y=Y·XX+Y=Y+X(2)结合律X·(Y·Z)=(X·Y)·ZX+(Y+Z)=(X+Y)+Z(3)分配律X·(Y+Z)=X·Y+X·ZX+(Y·Z)=(X+Y)·(X+Z)(4)吸收律X·(X+Y)=XX+(X·Y)=X(5)互补律X+X′=Ω=1X·X′=Ф(Ф表示空集)(6)幂等律X·X=XX+X=X(7)狄.摩根定律(X·Y)′=X′+Y′(X+Y)′=X′·Y′(8)对合律(X′)′= X(9)重叠律X+X′Y= X+Y=Y+Y′X2 故障树的编制故障树是由各种事件符号和逻辑门组成的，事件之间的逻辑关系用逻辑门表示。
fta方法
fta方法
嘿，你知道 FTA 方法不？这可真是个厉害的玩意儿呢！就好像是
我们在生活中找路的指南针呀。
FTA 方法呢，简单来说，就是一种分析问题、找到根源的好办法。
咱就打个比方吧，家里的灯突然不亮了，这时候你就得像个小侦探一样，用 FTA 方法去寻找原因。
是灯泡坏了？还是线路出问题了？或者
是停电啦？通过一步步地排查，你就能找到那个让灯不亮的“罪魁祸首”。
在工作中，FTA 方法也能大显身手呢！比如说一个项目出了差错，
别慌，用 FTA 方法来分析呀。
是计划没做好？人员安排不合理？还是
中间遇到了什么突发状况？这样一分析，不就能清楚地知道问题出在
哪儿，然后对症下药，把问题解决掉啦。
你想想看，要是没有 FTA 方法，那遇到问题不就像无头苍蝇一样
乱撞啦？那多不靠谱呀！FTA 方法就像是给我们的思维安上了一双慧眼，能让我们透过现象看本质呢。
再比如说，我们的人际关系有时候也会出现问题。
和朋友闹别扭了，用 FTA 方法分析分析，是自己说话太冲了？还是有什么误会没解开？
这不就能找到解决问题的关键了嘛。
而且呀，FTA 方法还能帮我们提前预防问题呢！就像医生给病人做体检一样，在问题还没出现的时候，就通过分析找到潜在的风险，然后提前采取措施，把问题扼杀在摇篮里。
这多厉害呀！
你说，这么好用的 FTA 方法，我们怎么能不好好利用呢？它就像是我们的秘密武器，能让我们在面对各种困难和挑战的时候，都能从容不迫地应对。
总之呢，FTA 方法真的是太重要啦！它能让我们的生活变得更加有序，让我们的工作更加高效，让我们的人际关系更加和谐。
难道你不想试试吗？。
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收稿 日期 ： ｏ — ９— ９ ２ ７ ０ ２ ０
作者简介 ： 王晓方（９ ３ ） 男 ， １８一 ， 硕士研究生 ， 主要从事弹药智能与信息化技术研究．
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５ ４
四 川 兵 工 学 报
３ 传爆序列的功能是传递爆轰能量 ， ） 引爆弹药主装药． ４ 保险机构是为了防止引信在勤务处理或发射过程 中发生意外而解除保险作 用 ， ） 并在预定条件 下才解除保险． 引信的工作流程为： 发射后 ， 在后坐力作用下 ， 惯性销克服惯性销簧抗力下 移， 释放制动爪（ ２个中 的 １ ）制动爪在离心力作用下克服扭力或抗 力向外转动 ， 个 ， 释放 回转体 ， 回转体在离心力 的作用 下开 始转动 ； 同时， 电池 中快激活机构的后坐 、 离心保 险也解除 ， 电池激活 ， 开始对 电路供 电． 此时引信 电路 中的时基振荡器立即起振， 并通过 同步脉冲发生器产生长脉冲和短脉 冲， 使引信 电路恢复到初始 工作 状态， 并将存储管 中所存的装定时间 以反码 的形式取到存 储计数器 中， 同时将弹道保险 电路置于保险 状态 ， 然后开始引信的计时过程．
２ 某 型 电子 时 间引信 的组成 及工 作原 理
电子时间引信具有作用时间长 、 时间准确度高、 可靠性好 ， 以及可长线装定或遥控装定等优点． 某 型电子时间点火引信配用于榴弹炮、 加榴炮、 加农炮反坦克 子母 弹、 箭形 弹和照 明弹等特种 弹上 ， 作为
母弹舱引信． ２ １ 引信 的功 能 与组成 结构 ． 引信主要 由引信体 、 电子组件 、 快激 活电池 、 传爆序列和保 险机构组成 ， 电子时间引信基本组成如 图１ ． ２ ２ 引 信各 部作 用 及工 作流 程 ． １ ）电子组件的主要任务是完成计时 ， 弹道保 险和输 出点火信号等． ２ ）快激活电池的功能是为引信的电路正常工作提供电压和电流．
图 ２ 电子 时 间 引信 电路 工作 流程
３ 在 Ｆ Ａ 下建立 故障树 Ｔ
假设该系统及各部件只有正常或故障 ２ 种状态 ， 且各部件的故障相互独立． 设 表示底事件 的状态变量 ， 仅取 ０ １ 或 两种状态， 取引信失效为顶事件 ， 表示为其状态变量 ， 也仅取 ０ １ 或 两种状态 ， 则有如下定义 ： ｆ 底事件 ｉ １ 发生（ 即部件故障） ｉ＝１２３ …） （ ，，， ‘ 【 底事件 ｉ ０ 不发生 （ 即部件正常） ｉ＝１２３ …） （ ，，，
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第２ ９卷
第１ 期
四 川 兵 工 学 报
２０ ０ ８年 ２月
【 理论与探索】
Ｆ Ａ在 电 子 时 间 引 信 失 效 模 式 分 析 中 的 应 用 Ｔ
王 晓 方 高森 林 赵 晓利 刘秋 生 ， ， ，
（． １ 军械 工程学 院， 石家庄 ０ ００ ； ． 阳军区装备部 ， 阳 １０ ２ ） ５０３ ２沈 沈 １０ １
…
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王 晓方 ， ： Ｉ 等 Ｖ Ａ在 电子 时间引信 失效模式分析 中的应 用
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பைடு நூலகம்
：
ｆ 顶事件发生（ 即引信失效）
【 顶事件不发生 （ ０ 即引信正常） 引信故障树如图 ３ 所示．
图 ３ 引信作 用故 障 树
４ 基 于 Ｆ Ａ的 失效模 式分 析 Ｔ
图 １ 电子 时 间 引信基 本 组 成
出炮 口后 ， 当弹丸飞行到距炮 口一定距离 以外 时， 回转体旋转 到位 ， 传火序列对正 ， 解除隔火状态 ； 弹道上， 存储计数器继续工作． 当飞行到装定时间时 ， 存储计数器计满 ， 其进位脉 冲触发点火 电路 ， 电点 火管发火 ， 引燃传火药 ， 使弹丸作用． 中引信的电路部分工作流程如图 ２ 其 所示．
引信的检测和维修在引信 的质量保障体系中有举足轻重 的作用 ， 而对 引信的失效模式分析则为其 检测和维修奠定 了理论基础 ， 是检测和维修工作 中不可或缺 的一部分．Ｔ （ Ｆ Ａ 故障树 分析法 ） 是一种演 绎分析方法 ， 可对系统的安全性和可靠性进行分析． 本研究 以某 型电子时间引信为例 ， 利用故障树分析 法， 对其失效模式进行分析 ， 在分析的基础上 ， 确定系统失效原 因的各种 可能组合方式 或发生概率 ， 进 而计算系统失效 的概率．
摘要 ： Ｆ Ａ以及某 型电子时间引信的组成及 工作原理作 了介绍 ， 对 Ｔ 并通 过建立故 障树失效模 型 ， 对 系统的失效模式进行分析 ， 为系统的改进设计 和维修打下 良好的基础．
关键 词 ： 障树分析法 ； 故 故障树 ； 失效模式分析 中图分类号 ：Ｐ ０ Ｔ２６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０６— ７ ７ ２ ０ ） １ ０ ５ ０ １０ ０ ０ （０ ８ ０ — ０ ３— ４
利用下行法 ， 得 系统失 效树 的隔集 为 ： 求 ｝｛ ｝｛ ｝ ， ， ， ｝ ｛ ｝ ， ， ｝ ｛ ｝ ｛， ， ｝ ， ， ｝ ｛ ， ｛ｌ｝ ｛ｌ｝ ｛ｌ ， ｌ ， ｌ ， ｌ ， ｌ ， ｌ ， ｌ ， ｌ｝ ｏ ， ｌ ， ２ ｛ ｌ ｛ ３ ｛ ４ ｛ ５ ｛ ６ ｛ ７ ｛ ８． ｝ ｝ ｝ ｝ ｝ ｝ ｝ 由假设条件 ， 各个底事件相互独立 ， 故设每个底事件的故障概率为 ｑ（ ｌ ＝１２３ … ， ） 则可以求 ，，， １ ． ８
１ Ｆ１ １ Ａ简介
故障树分析法（ ａｌＴｅ ｎｌ ｉ） Ｆｕｔ ｒ Ａ ａ ｓ 简称 Ｆｌ 法． ｅ ｙｓ １ Ａ 它把 系统最不希望发 生的故 障状态作为故障分 析的 目标 ， 把选定 的系统故障状态称为顶端事件． 沿着这样的思路 进行分析 ： 首先 ， 分析人员提 出并 回 答“ 有哪些直接的因素能造成顶事件的出现” 然后找 出这些因素中每一个因素又是 由什么下一级 因素 ； 引起的． 按照这个线索步步深入 ， 一直追溯到那些原 始的、 故障机理或概率 分布都是已知的、 不需继续 分析的因素为止． 因此 ， 故障树实质上就是事件之间的一张逻辑关系图． 故障树分析法 的实施步骤包括 ： 选取顶事件 ， 建立故障树 ， 求故障树 的最小割集 ， 求系统故障概率．