基于故障树最小割集的故障诊断方法
企业诊断-62故障树分析诊断方法 精品
割集和最小割集
2、最小割集的求解方法 1）下行法
其结构函数可以表示为：
( X ) x1 x2 [(x3 x4 x5 x6 ) (x3 x7 x5 x6 )] x1 x2 x3 [(x4 x5 x6 ) (x7 x5 x6 )] x1 x2 x3 (x4 x7 ) x5 x6
式中，n为底事件数。当xl仅取0或1两值时，上式可改写为：
n
( X ) xi i 1
故障树的定性分析
故障树的数学描述（续）
4）或门结构函数
只要一个部件、元器件发生故障时，设备才有故障
n
( X ) xi i1
（i=1，2，3，…，n）
式中，n为底事件数。当xl仅取0或1两值时，上式可改写为：
10 顶事件状态：
顶事件发生(设备故障) 为底事件i的状态变量，
仅取顶0或事1件两不种发状生态(设。备故障)
( X ) (x1, x2 , x3,, xn )
故障树的定性分析
故障树的数学描述（续）
2）故障树的结构函数 故障树顶事件是设备所不希望发生的故障状态，Φ=1； 相应的底事件状态为元器件故障状态，x1=1。
其中每一项对应于故障树的一个最小割集，全部积项即是 故障树的所有最小割集。
割集和最小割集
对如下图的故障树其上行法求解过程：
步骤1：故障树最下一级为： M 2 x3 x4 x5 x6
步骤2：往上一级为：
M 3 x3 x7 x5 x6
M1 M 2 M3 (x3 x4 x5 x6 ) (x3 x7 x5 x6 ) x3 x5 x6 (x4 x7 )
部件B的故障在两个元器件 3、4同时失效时发生
故障树的基本概念
由计算机依据故障与原因的先验知识和故障率知识自动辅助 生成故障树，并自动生成故障树的搜索过程。
船舶电力推进系统故障分析
船舶电力推进系统故障分析摘要；在船舶正常运行过程中最需要重视的问题是安全问题，同时也是运行过程中最基本的问题。
在科学技术和理论研究都日渐完善今日，一种全新的推进技术成为了船舶上的主要推进技术，这种全新的推进技术就是船舶电力推进技术。
也正是由于船舶电力推进系统在船舶上得到广泛的使用，所以船舶电力推进系统的正常运行对于船舶的安全运行来说十分的重要。
因此，如何迅速准确地识别船舶电推进系统的故障就显得尤为重要。
船舶电力推进系统是由船舶推进系统和电力系统两部分结合而成的一种全新系统，所以当系统发生的问题时往往是十分复杂且相互关联的。
若是在船舶运营期间，船舶电力推进系统发生故障要专业人员维修的话，会增加船舶的运营成本降低利润，而且当船舶运行在海上时可能出现无法准确诊断故障发生位置和缺少专业维修工具的情况。
而在如今船舶上大部分故障都是由船员进行诊断和维修的，但他们往往对于一些故障无法进行有效的诊断和修复，如果建立出一个可以简单有效的可以用来分析系统中所有故障的系统，就可以轻松解决这一问题，保障船舶运行的安全。
[关键词] 船舶电力推进系统；故障树；故障分析1引言船舶电力推进从19世纪初就被发行和使用，但却没用船舶上得到大量使用，因为由于历史原因的限制，当时在电力推进技术方面的理论和科技水平都阻碍了它的发展。
如今，在电力推进技术方面的理论和科学技术已经得到了飞速发展，比如大功率电力技术、集成电路技术及自动控制技术方面的科技已经十分成熟，使得船舶大规模采用电力推进技术设想的变成现实。
此外，随着第三代稀土永久磁体材料的成功开发，永久磁体电机已经正式许多领域得到实用。
与此同时，世界各地的研究人员和机构都在研究燃料电池和超导技术。
因此，现如今船舶电力推进技术在各种商业船舶和军用船舶上都得到广泛应用。
船舶的安全问题是船舶在运行过程中最为重要的问题，也是对船舶在运行过程中的最基本要求。
在科学技术和理论研究都日渐完善今日，一种全新的推进技术在船舶上大量的使用，这种全新的推进技术就是船舶电力推进技术。
故障树
x1,x2, x3,x2, x4,x2, x3, x4, x1, x2, x分别是电机卡死、熔 断器失效、电源电压增高和回路电阻短路,相应用字母 x1,x2,x3,x4表示各事件。根据割集的概念可以得到
都是割集。 为了求最小割集,用字母C1、C2分别表示中间事件电机电 流大和回路电流过大,用TOP表示顶事件电机过热,根据上 行法原理,根据故障树的逻辑关系来求最小割集。具体步 骤如下：
中德诺浩汽车实训基地
Sino-German Know-how Automobile Training Base
汽车故障诊断新技术
故障树分析法的步骤 （1）选择合理的顶事件、系统的分析边界和定义范围,并且确 定成功与失败的准则。 （2）建造故障树,这是FTA的核心部分之一,通过对已收集的技 术资料,在设计运行管理人员的帮助下,建造故障树。 （3）对故障树进行简化或者模块化。 （4）定性分析,求出故障树的全部最小割集,当割集的数量太多 时,可以通过程序进行概率截断或割集阶截断。 （5）定量分析,这一阶段的任务较多,它包括计算顶事件发生概 率即系统的点无效度和区间无效度,此外还要进行重要度分析和 灵敏度分析。
中德诺浩汽车实训基地
Sino-German Know-how Automobile Training Base
汽车故障诊断新技术
故障树的定量分析：
（1）顶事件的发生概率 在求得全部最小割集后,如果有足够的数据,则可 以进一步作定量计算故障树的定量化内容主要包括三项 求基本事件、顶事件发生概率的点估计值和区间估计值, 以及它们上、下限值的近似估计系统失效率、失效频率 和不可用度的近似值的计算,工程上的办法是采用动态 树理论,重要度分析,改善系统设计。故障树的定量分析 可以对系统的可靠性、可用性和安全性做出定量的评价, 求顶事件的发生概率是故障树的定量分析的主要内容。 目前,常用的方法有直接概率法和最小割集法。
基于故障树的AVR故障诊断分析
针对电站 Ａ Ｒ的故 障特 点， Ｖ 采用故 障树分析 （Ｔ ） Ｆ Ａ 方法进行故障的分析和诊断 ， 从而达到排除
故 障 的 目的 。
，
其 作用是 保持发 电机 输 出电压 的稳定 ， 它的性 能
１ 故障树诊断分析
１ １ 故 障树浅析 ．
对 同步发电机系统的供电质量及其运行的可靠性和
目前在中小型发 电机上普遍使用的是模拟式励 磁调节器， 这种调节器存在以下缺点： 对电路工艺性
在系统寿命周期的任何阶段都可采用 ， 在系统早期
设计和改进设计过程中应用最为普遍。近些年来 ，
要求高 ， 存在漂移现象 ； 功能少 ， 不易扩充升级 ， 通用
性差 ； 维护不方便。同时 自动调节器结构十分复杂 ，
一
９ ～ ３
得 了初 步 的成 果 。
余 事 件 ， 简单 的逻 辑关 系表示 之 。 用 故障树 分析法 特别容 易掌握 ， 其优 点还在 于 ： 故 障树 的果 因关 系清 晰 、 形象 ， 对导致 事故 的各种 原 因 及 逻辑关 系 能做 出全 面 、 洁 、 简 形象 地 描述 ， 而使 从 有关人 员 了解 和掌 握 安全 控 制 的要 点 和措 施 ； 据 根
Ｋｅ ｏ ｄ ： ＡＶＲ；ｆ ｕ ｔ ｒ ｅ ａ ａ ｙ ｉ ；ｖ ｌ ｇ ｅ ｕ ａｉ ｇ ｆ ｕｔ ｉｇ ｏ ｔ ｒ ｃ ｓ ｙ ｗ ｒｓ ａ ｌ ｔ ｎ ｌｓｓ ｏ ｔ ｅ ｒｇ ｌ ｔ ａ ｌ ；ｄ ａ ｓ ｃ ｐ ｏ ｅ ｓ ｅ ａ ｎ ｎ ｉ
０ 引言
某 型 火 箭炮 配 套 电站 Ａ Ｒ（ ｕｏ ｔ ｏ ａｅ Ｖ Ａ ｔ ｉ Ｖ ｌ ｇ ｍａ ｃ ｔ Ｒ ｇ ｌ ｏ， 磁调节器 ） ｅｕａ ｒ励 ｔ 是发 电机最 重要 组 成部 分之
基于排放和故障树分析法的柴油机故障诊断
事件 、 中间事件和基 本 事件 连接 成树 形 图 ， 即建 立所 谓 的 故障树 ． 在实际分 析 中常用 演绎 法建 立 故障 树 ， 该法 首先
选定系统顶端事件 ， 其后第 １ 步是 找出直接 导致顶 端事 件
发生 的各 种可能 因素或 因素组 合 ， ２步再找 出第 １ 中 第 步 各 因素 的直接 原 因 ， 并循 此方 法逐 级 向下演 绎 ， 直追 溯 一
第３ ０卷
第１ ２期
四 川 兵 工 学 报
２０ ０ ９年 １ ２月
基 于 排 放 和 故 障 树 分 析 法 的 柴 油 机 故 障 诊 断
滕 飞 ， 国璋 ， 李 林树飞
００ ０ ） ５０３
（ 械工程学院 ， 家庄 军 石
摘要： 提出 了利用排放进行柴油机故 障诊 断的一 种方法 ， 详细 分析柴 油机常见 排放 异常现 象与对应 故 障２ １ 在 ：１ ＂ ￣ － 关 系的基 础上 ， 运用故障树分析法 ， 以不 同故障现象 为顶事 件 ， 建立对 应故 障树 ， 对引起 异常 的故 障进 行 了定性
生 ． 文 中提 出 的 基 于 排 放 的 故 障 诊 断 方 法 ， 柴 油 机 排 本 从 放 的异 常烟 色变 化 着 手 ， 据 引 起 排 放 异 常 变 化 原 因 的分 根
故 障树 的建立是 Ｆ Ａ法 的关键 ， 障树建立 的完善 程 Ｆ 故 度将 直接 影响其定性分析 和定量分 析的 准确性 ． 障树 分 故
成部分的故障模 式或 外 界事 件或 它们 的组合 将 导致 产 品 发生一种给定 的故 障模式 的逻 辑图 ； 故障树 分析是 指对 可
辑关 系的逻辑 门相连 接 ， 构成 一棵 以顶事 件 为根 、 中间事 件为节 、 底事件 为叶 的具 有若 干级 的倒 置故 障树 （ ｒ ． Ｆ ） 同
故障树分析法(FTA)判断液泵故障分析研究
故障树分析法（FTA）判断液泵故障分析研究作者：刘晓国来源：《中国新技术新产品》2013年第06期摘要：为减少液泵故障率，提高安全性，减少处理液泵故障时间，文章利用故障树分析法对液泵的日常修理、维护等方面进行排查，减少了机电事故率，提高了安全性能。
供同行参考。
关键词：分析法；故障判断；提高可靠性中图分类号：U47 文献标识码：A1南京产BRW400/31.5、BRW200/31.5液泵故障分析1.1泵的某一吸液阀或排液阀卡住由于长时间使用疲劳过度或锈蚀严重都可能导致弹簧断裂。
吸排液阀的弹簧软或短及卸载阀坏都可以导致冲击过大使阀锥断裂。
其次由于阀锥质量问题，热处理时硬度超过规定硬度也容易造成阀锥断裂。
1.2自动卸载阀主阀阀芯卡住不能动作这一原因和人为因素有很大关系，由于没有定期更换易损件如滑套内的密封圈用的过久不更换，阀芯使用的太久磨损严重都能导致主阀阀芯卡住不动作。
1.3高压过滤器阻塞主要原因是吸排液阀上破损的密封圈进入过滤器内。
或由于长时间没有使用滤芯导致虑芯锈蚀严重，高压过滤器阻塞。
1.4自动卸载阀下部推动活塞卡住不动作其原因是复位弹簧折断或没有复位弹簧，推力活塞磨损严重，组装不得当或导向套密封脱落导致导向套有毛刺。
1.5自动卸载阀主阀不起作用，先导阀出液小孔堵住由于看泵人员不细心，液箱盖没有随时关闭，掉入杂物使液箱内液体变脏，堵住出液小孔。
由于质量问题如开胶掉底。
或没有定期更换清洗吸液过滤网，使小杂物进入先导阀堵住先导阀出液小孔。
1.6液箱内液位低液箱内液位低泵不能吸进工作液导致不能排出高压液。
由于泵箱内没有及时加入乳化液或由于泵箱开焊漏液。
1.7卸载阀未关闭在有手动卸载阀的泵上如果手动卸载阀未关紧，导致自动卸载阀不工作，在压紧螺套未压紧的情况下卸载阀也不关闭。
1.8吸液管截止阀未打开这一原因主要是截止阀损坏根本打不开或截止阀在打开的位置上实际是关闭的。
2乳化液泵站故障树的定性分析对乳化液泵站进行定性分析的主要目的就是找出导致顶事件发生的所有可能的故障模式，即弄清系统（或设备）出现最不希望发生的事件（故障）有多少种可能性。
故障树分析法
什么是故障树分析法故障树分析(FTA)技术是美国贝尔电报公司的电话实验室于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。
什么是故障树图(FTD)故障树图 ( 或者负分析树)是一种逻辑因果关系图，它根据元部件状态(基本事件)来显示系统的状态(顶事件)。
就像可靠性框图(RBDs)，故障树图也是一种图形化设计方法，并且作为可靠性框图的一种可替代的方法。
一个故障树图是从上到下逐级建树并且根据事件而联系，它用图形化"模型"路径的方法，使一个系统能导致一个可预知的，不可预知的故障事件（失效），路径的交叉处的事件和状态，用标准的逻辑符号(与，或等等)表示。
在故障树图中最基础的构造单元为门和事件，这些事件与在可靠性框图中有相同的意义并且门是条件。
故障树和可靠性框图(RBD)FTD和RBD最基本的区别在于RBD工作在"成功的空间"，从而系统看上去是成功的集合，然而，故障树图工作在"故障空间"并且系统看起来是故障的集合。
传统上，故障树已经习惯使用固定概率(也就是，组成树的每一个事件都有一个发生的固定概率)然而可靠性框图对于成功(可靠度公式)来说可以包括以时间而变化的分布，并且其他特点。
故障树分析中常用符号故障树分析中常用符号见下表:故障树分析法的数学基础1.数学基础(1)基本概念集: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。
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。
基于故障树的船舶导航雷达发射系统故障诊断与应急处理研究
基于故障树的船舶导航雷达发射系统故障诊断与应急处理研究余枫杨晓李邵喜陈海力(大连海事大学航海学院辽宁大连116026)基金项目：中央高校基本科研业务费（3132019400）；大连海事大学教学改革项目（2020Y16）摘要：在航行中船舶导航雷达发生故障，只能通过雷达操作和回波观测对故障做出初步诊断，维修雷达存在极大困难。
文章基于故障树分析方法构建了船舶导航雷达发射系统故障树，通过定性分析得出最小割集和底事件结构重要度排序，并通过定量分析得出发射系统故障树顶事件发生概率和底事件重要度系数。
最终制定了船舶导航雷达发射系统无发射脉冲的诊断检查方案，并提出了异常雷达运行状态，回波及显示对雷达故障判断的最佳识别方法及应急措施。
研究结果可为船舶导航雷达发射系统故障的诊断和应急处理提供理论依据。
关键字：船舶导航雷达故障诊断故障树回波应急处理0 引言雷达作为国际海事组织认定的用于避碰的重要航海仪器，装载于船舶上执行观测、避碰、导航、定位功能。
驾驶员通过对雷达回波图像的观测，捕获最近会遇距离小于安全门限的目标进行跟踪，亦可选择与海图对应的参照物导航，通过对参照物的测距测方位操作确定本船船位。
雷达回波图像的正常显示对这些船载雷达的应用有重要影响，只有稳定的、最佳的雷达图像显示，才能够保证雷达跟踪目标数据的可靠性，满足各种应用要求。
在海上航行的封闭环境中，雷达故障面临检修困难的现状，及早发现雷达异常以及妥当的应急处理，是保证航行安全的极大保障。
现有的雷达故障诊断方法包括三类，基于信号处理的雷达故障诊断方法，基于解析模型的方法和基于知识的诊断方法。
基于信号处理的方法对船舶导航雷达故障诊断有地域性限制和数据传输受限的问题。
人工神经网络和模糊推理[1~3，11]较多用于基于知识的雷达故障诊断，可提高雷达故障诊断效率和诊断精度。
雷达故障诊断专家系统[4~5]不依赖于系统数学模型，以使用者的实践经验和大量故障收稿日期：2020-07-08作者简介：余枫（1982-），女，云南省通人，讲师，主要从事航海科学技术、计算机仿真技术和航海仪器等方面的研究。
基于故障树的故障诊断.
基于故障树的智能故障诊断方法．故障树理论基础故障树分析法(fault tree analysis, FTA)是分析系统可靠性和安全性的一种重 要方法，现己广泛应用于故障诊断。
基于故障的层次特性， 其故障成因和后果的 关系往往具有很多层次并形成一连串的因果链, 就构成故障树。
故障树(FT)模型是一个基于被诊断对象结构、功能特征的行为模 型,是一种定性的因果模型, 以系统最不希望事件为顶事件, 以可能导致顶事件 发生的其他事件为中间事件和底事件, 并用逻辑门表示事件之间联系的一种倒树状结构。
它反映了特征向量与故障向量 (故障原因 )之间的全部逻辑关系。
故障树法对故障源的搜寻直观简单,它是建立在正确故障树结构的基础上 的。
因此建造正确合理的故障树是诊断的核心与关键。
但在实际诊断中这一条件 并非都能得到满足,一旦故障树建立不全面或不正确, 则此诊断方法将失去作用。
二．基于故障树的故障诊断方法故障树分析法(Fault Tree Analysis , FTA)又叫因果树分析法.它是目前国际 上公认的一种简单、有效的可靠性分析和故障诊断方法, 是指导系统最优化设计、 薄弱环节分析和运行维修的有力工具。
故障树分析法首先要在一定环境与工作条件下, 找到一个系统最不希望发生 的事件,通常以人们所关心的影响人员、 装备使用安全和任务完成的系统故障为 分析目标,再按照系统的组成、结构及功能关系,由上而下,逐层分析导致该系 统故障发生的所有直接原因,并用一个逻辑门的形式将这些故障和相应的原因事 件连接起来, 建立分析系统的故障树模型, 从而, 形象地表达出系统各功能单元 故障和系统故障之间的内在逻辑因果关系。
这种方法既能分析硬件本身的故障影响,又能分析人为因素、 环境以及软件的影响． 不仅能对故障产生的原因进行定 性分析,找出导致系统故障的原因和原因组合, 确定最小割集和最小路集, 出系统的薄弱环节及所有可能失效模式, 还能进行相关评价指标的定量计算。
汽车液压系统故障树建造和最小割集求法的研究
故障树：故障树是一种特 殊的树状逻辑因果关系图， 它用规定的事件、逻辑门 和其它符号描述系统中各 种事件之间的因果关系。
中间事件：除了顶事件外 的其他结果事件均属于中 间事件，它位于顶事件和 底事件之间，它是某个逻 辑门的输出事件，同时又 是另一个逻辑门的输入事 件。通常在故障树中中间 事件也用“矩形”符号表示。
再见！
故障树分析法是一种评价系统可靠性与安全性的重要方法。但随 着系统复杂性的加大，系统所含部件越来越多，研究系统可靠性 手算已经不能胜任，因此我们必须要编制相应程序，由计算机辅 助来进行自动建树。
03 Part Three 求最小割集法的意义和计算方法
3-1一些基本概念
割集
最小割集
故障树中一些底事件的集合。 若将割集中所含的底事件任
当这些底事件同时发生时， 意去掉一个就不再成为割集
顶事件必然发生。
了，这样的割集就是最小割
集。
路集
最小路集
故障树中一些底事件的集合。 若将路集中所含的底之间任
当这些事件不发生时，顶事 意去掉一个就不再成为路集，
件必然不发生。
这样的路集就是最小路集。
3-2求最小割集的意义
意义：
NO.1
找出最小割集对降低复杂系统潜在事故的风险具有重 大意义。
故障树自动建造
当任选一个顶事件后，可以很方便地从系统结构模型及部件模型中，搜索出导致这 一顶事件发生的中间事件、底事件等。如果系统中没有回路、无复杂结构(正、负反 馈，前馈，分流、汇流等结构)且不考虑系统的多状态性质，则计算机自动建树十分 简单，直到搜索到无中间事件时，即可得到一个完整的故障树。但正是因为有回路 、反馈、前馈等复杂结构的存在，从而可能使搜索陷入一个死循环，最终导致搜索 的失败。针对上述问题，在故障树实际建造之前，必须找出回路和所有复杂结构， 并综合考虑其影响。为此，在上述部件模型和系统结构模型规范化描述的基础上可 运用一种中间树的中介结构。
故障树分析在故障诊断中的应用概述
设备状态监测与故障诊断作业标题：故障树分析在故障诊断中的应用概述故障树分析在故障诊断中的应用概述摘要:在介绍故障树分析基本理论的基础上，分析和总结了故障树分析方法在故障诊断的应用现状，提出了目前故障树分析的主要发展方向。
关键词：故障树分析，故障诊断，模糊故障树ABSTRACT:Based on the introduction of the basic theory of fault tree analysis, the present situation of fault tree analysis in fault diagnosis is analyzed and summarized; the main developing direction of fault tree analysis is given.KEYWORDS：fault tree analysis(FTA), fault diagnosis, fuzzy fault tree前言故障树分析(Fault Tree Analysis，简称FTA)方法，利用故障树将系统故障原因自顶向下逐级进行分析，估计顶事件的发生概率和底事件重要度，是系统可靠性分析、故障检测与诊断常用的一种分析方法。
这种方法通过把系统可能发生或已经发生的事故(即顶事件)作为分析起点，将导致事故的原因事件按因果关系逐层列出，用树形图表示出来，构成一种逻辑模型。
找出事件发生的各种可能途径及发生概率，找出避免事故发生的各种方案并优选出最佳安全对策[1]。
故障树分析既可用定性模型也可以用定量模型。
故障树的果因关系清晰、形象，对导致事故的各种原因及逻辑关系能做出全面、简洁、形象地描述，因而在各行业故障诊断中得到广泛而重要的应用。
1故障树分析的基本理论1.1故障树分析的原理及步骤故障树(FT)模型是一个基于被诊断对象结构、功能特征的行为模型，是一种定性的因果模型，以系统最不希望事件为顶事件，以可能导致顶事件发生的其他事件为中间事件和底事件，并用逻辑门表示事件之间联系的一种倒树状结构。
故障树分析法在汽车液压系统故障诊断中的应用
时代汽车 故障树分析法在汽车液压系统故障诊断中的应用1 引言液压系统以其重量轻、体积小、布置灵活、运动惯性小、反应速度快等优点，在汽车中得到了广泛的应用。
但由于液压系统结构复杂、精度要求高、密封要求严，再加上液压系统故障的隐蔽性、多发性和不确定性，导致液压系统的故障发生率相对较高，故障诊断和排除的难度也就相对较大。
机电维修实践证明，故障树分析法能够将液压系统故障现象和故障原因之间的逻辑关系“树型图”化，直观明了，有利于液压系统的故障诊断和排除。
本文采用故障树分析法对汽车液压式动力转向系统的典型故障“转向沉重”进行了有益的探索，结果表明此法对汽车液压系统故障能够快速、准确地找到故障原因和部位，从而减少维修的盲目性和缩短维修的周期。
2 故障树分析法（FAT）简介2.1 故障树分析法的含义故障树分析法（Fault Tree Analysis，简称FTA）是1961年由美国贝尔实验室的华生（H．A．Watson）和汉塞尔（D．F．Haasl）首先提出[1]。
其后，在宇航、核能、电子、机械、化工、采矿等领域得到了广泛的应用。
故障树分析法是一种需要整体、综合、定量地考虑系统异常行为的系统方法[2]，是一种图形演绎方法，是一种由系统到部件再到零件的“下降型”分析方法，是故障事件在一定条件下发生的逻辑规律它是用一种特殊的倒立树状逻辑因果关系图——故障树，清晰地说明系统是怎样失效的[3]，即是怎样发生故障的，能将系统的故障树与组成系统的各零部件的故障有机地联系在一起，可以找出系统的全部可能的故障状态，即原因和部位。
具体来说，就是以所研究的系统中最不愿意发生的事情作为故障树的顶事件，并找出造成该顶事件发生的直接全部因素；然后以这些直接因素作为中间事件，再找出造成这些中间事件发生的全部直接因素；如此类推，直到不能展开为止。
这些不能展开的因素为故障树的基本事件或底事件。
故障树分析的步骤一般可表示为：选择顶事件→构建故障树→定性分析→定量分析[4]。
经典故障树分析方法案例
定量分析
发展基于概率的故障树分析方法，对 故障概率和影响程度进行定量评估。
人工智能与机器学习
利用人工智能和机器学习技术辅助建 立和优化故障树模型，提高分析的智 能化水平。
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经典故障树分析方法 案例
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REPORTING
• 故障树分析简介 • 经典故障树分析案例选择 • 故障树分析案例实施过程 • 故障树分析案例结果与讨论 • 故障树分析案例总结与展望
目录
PART 01
故障树分析简介
REPORTING
WENKU DESIGN
经典故障树分析案例选择
REPORTING
WENKU DESIGN
案例一：核反应堆故障分析
核反应堆故障树分析的目标是识别和评估可能导致核 反应堆故障的各种因素，以及这些因素之间的故障、人为操作 失误等潜在原因进行逻辑推理和概率分析，确定导致
核反应堆故障的最小割集和最小径集。
能够全面、系统地分析导致故障的各种因素。
图形化表示
直观地展示故障之间的逻辑关系。
故障树分析的优点与局限性
故障树分析的优点与局限性
对数据要求高
需要大量历史数据支持定量 分析。
主观性
分析过程中涉及人为判断， 可能影响分析结果的客观性 。
复杂性
对于大型系统，故障树可能 非常庞大和复杂，分析难度 大。
PART 02
REPORTING
WENKU DESIGN
结果呈现
故障树图绘制
根据故障数据和逻辑关系，绘制 出故障树图，明确故障的层次和 因果关系。
概率重要度计算
基于故障树的故障诊断(汇编)
基于故障树的智能故障诊断方法一．故障树理论基础故障树分析法(fault tree analysis，FTA)是分析系统可靠性和安全性的一种重要方法，现己广泛应用于故障诊断。
基于故障的层次特性，其故障成因和后果的关系往往具有很多层次并形成一连串的因果链，加之一因多果或一果多因的情况就构成故障树。
故障树(FT)模型是一个基于被诊断对象结构、功能特征的行为模型，是一种定性的因果模型，以系统最不希望事件为顶事件，以可能导致顶事件发生的其他事件为中间事件和底事件，并用逻辑门表示事件之间联系的一种倒树状结构。
它反映了特征向量与故障向量(故障原因)之间的全部逻辑关系。
故障树法对故障源的搜寻直观简单，它是建立在正确故障树结构的基础上的。
因此建造正确合理的故障树是诊断的核心与关键。
但在实际诊断中这一条件并非都能得到满足，一旦故障树建立不全面或不正确，则此诊断方法将失去作用。
二．基于故障树的故障诊断方法故障树分析法(Fault Tree Analysis，FTA)又叫因果树分析法．它是目前国际上公认的一种简单、有效的可靠性分析和故障诊断方法，是指导系统最优化设计、薄弱环节分析和运行维修的有力工具。
故障树分析法首先要在一定环境与工作条件下，找到一个系统最不希望发生的事件，通常以人们所关心的影响人员、装备使用安全和任务完成的系统故障为分析目标，再按照系统的组成、结构及功能关系，由上而下，逐层分析导致该系统故障发生的所有直接原因，并用一个逻辑门的形式将这些故障和相应的原因事件连接起来，建立分析系统的故障树模型，从而，形象地表达出系统各功能单元故障和系统故障之间的内在逻辑因果关系。
这种方法既能分析硬件本身的故障影响，又能分析人为因素、环境以及软件的影响．不仅能对故障产生的原因进行定性分析，找出导致系统故障的原因和原因组合，确定最小割集和最小路集，识别出系统的薄弱环节及所有可能失效模式，还能进行相关评价指标的定量计算。
根据各已知单元的故障分布及发生概率，求得单元概率重要度，结构重要度、关键重要度和系统失效概率等定量指标。
基于故障树分析法的数控机床故障诊断
１ 故 障树 分 法
故障树分析法是一种 由果到 因的演绎分析方 法 ， 它是基
该数控机床的机械结构、 电气原理 、 操作方法 ， 才能分析 和推
断 出所有造成顶事件发生 的各种次级 事件 。对每一个次级事 件再进行类似 的分解 ， 直到不能再分解 的底事件为止 。
术 和光 电气液技术 ， 具有先进性 、 复杂性 和智能化特点 ， 因此
不容许事 件指建立故障树过程 中不容许发 生的事件 。（ ） ３ 必
作者简介 ： 栗江（９ ７６ ） 男 ， １７ ． ， 汉族 ， 南西平人 ， 一 河 现在广 州南洋理工职业学院机 电工程 系任教 ，０ ０年毕业于昆明理工大 学 自动化 系自 ２０
动化专业 ， 武汉大学动力与机械 学院机械 工程专业硕士 ， 主要从 事机 电一体化技术教 学和研究工作。
１ ２ 科技视 界 ｓ Ｅ Ｅ＆Ｔ ｃＨＮｏＬ Ｙ ＶＩ１ ７ｆ ｃＩＮｃ Ｅ ｏＧ ｓ０Ｎ
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Ｓ ｉｎ ｅ＆ Ｔｅｈ ｏｏ ｙ Ｖｉｏ ｃｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ ｆ ｎ ｉ
部直接 因素作为第 三级 ， 如此逐级 展开 ， 一直追溯 到那些不 能再展开或毋需再深究 的最基本的故障事件为止 。这些不能 再展开或毋需再深究 的最基本 的故障事件称 为底 事件 ， 而介 于顶事件和底事件之 间的其它故障事件称 为中间事件 。把顶
事件 、 中间事件和底事件用适当的逻辑 门 自上而下逐级 连接 起来所构成的逻辑结 构图就是故障树 。 １ 建立故 障树 的步骤 ． ２
３分析顶事件 发生 的原因。 ） 对于数控机床故障 ， 顶事件发
生 的原 因从 三 个 方 面来 考 虑 ： １ 系统 在 设 计 、 造 和 运 行 中 （） 制
基于故障树模式的故障诊断分析研究——以丰田车系的汽车故障维修为例
作者简介：
李燕燕，女，1995 年生，助理工程师，研究方向为汽车检测与维修。
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断，一定是由于节气门的打开而产生了不好的启动，从
而导致进空气不够，进而造成了在总的情况中都没有达
到正常启动时所要求的功率。这个问题是由不明因素
引起的，于是人们一般会做出反复的努力，这种反复的
结果会导致有机废气在汽缸中的含量上升，也使火花塞
的工作负荷产生相应的上升，导致火花塞发生头部潮湿
而受淹的状况。
好的恢复度，从而导致在开始测试这一事故几乎不发
需要着重考察实际中发生频率较大的底端情况，这对处
生，从而未准确发现当前事故，也就没能够及时读到相
理实际中出现的各种维修现象大有益处。
关的异常信息。
4 结语
汽车无法启动发动机，主要是由于以下两个情况所
造成的：a. 起动机无法工作，也就无法带动发动机运转；
b. 起动机中与发动机相关的装置出现的问题，对引擎产
判别树。
2.1 故障现象
这辆汽车是 2008 年丰田公司首发的新卡罗拉系列
汽车。实际出现的状况是发电机在启动流程中无法启
传统的车辆启动装置控制电路与现代 ECU 控制系
统完全不一样。它的控制系统不再是直接开关式的模
块，而是需要通过计算机根据挡位信息、刹车信号和启
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图 1 起动机无法运转故障诊断树
2.4 故障诊断流程
供电的单元，这就缩小了问题的范围［7-8］。
在测试无法启动的问题上，必须根据实际工况的一