可靠性--故障树分析

4.6 故障树的建立
故障树中常用事件的符号
序号 1 2 符号 名称 说明
在特定的故障树分析中无须探明 其发生原因的底事件 原则上应进一步探明其原因但暂 时不必或者不能探明其原因的底 事件 FTA中由其它事件或者事件组合 所导致的事件。位于故障树顶端 的结果事件为顶事件，位于顶事 件和底事件之间的结果事件为中 间事件。
故障树的建立程序
开 始 将顶事件作 为输出事件
分析建立导致 输出事件的所 有下一级输入 事件
分析建立输入事 件与输出事件之 间的逻辑门关系
画出输出事 件与输入事 件之间的故 障树
否
存在中间事件， 将其作为输出 事件继续展开
所有输入事 件是否都为 底事件
是
故障树规范 化表达
建树结束
建树示例
开关闭合后电机不转 +
② 底事件相对概率重要度
IiC Fi FS Fs Fi IiC —第i个底事件的相对概率重要度； Fi —第i个底事件的发生概率； Fs —故障树的故障概率函数
4.9 实施要点
① 应在设计早期就进行FTA工作 ② 贯彻“谁设计，谁分析”的原则 ③ 应首先开展FMECA工作 ④考虑环境、人为因素对产品的影响 ⑤顶事件应该在多个模式下单独分析 ⑥假设底事件独立，并只考虑发生与不发生 ⑦ 门与门不能直接相连

举例：
⑧ 复杂产品的故障树应进行模块分析和简化， 并采用软件进行辅助设计 ⑨ 都要进行定性分析，根据要求确定是否需要 进行定量分析 ⑩ 必须进行薄弱环节分析及重要度分析 ⑾ 故障树分析的结果一定要影响产品的设计
4.10 FTA报告
参照GJB/Z23《可靠性和维修性工程报告编写一般要 求》 ⑴ 产品描述 ⑵ FTA约定 ⑶ 故障树建立 ⑷ 故障树定性分析 ⑸ 故障树定量分析 ⑹ 分析结论和建议 ⑺ 附件
故障树定性分析
求最小割集 最小割集分析
故障树定量分析
求顶事件发生概率 重要度计算
FTA 报 告
4.5 选择顶事件

顶事件是建立故障树的基础，选择的方法如下： ⑴ 在设计过程中进行FTA，一般从显著影响产品各 种性能的故障中确定顶事件。 ⑵ 在FTA之前若进行了FME(C)A,则直接可以从故障 后果中选择一种故障模式作为顶事件。 ⑶ 发生重大故障或者事故后可将次事件作为顶事件。 对于顶事件必须严格定义，对于产品有多个不希 望事件，则要分别作为顶事件进行FTA分析。
4.3 适用对象与适用时机

FTA一般适用于可能会导致产生安全或严重影 响任务完成的关键、重要的产品；适用于产品 工程研制阶段的设计分析和事故后原因分析。
4.4 故障树分析的程序

故障树分析的流程：
开 始 准备工作 熟悉产品 确定分析目的 确定故障判据 选 择 顶 事 件 薄弱环 节分析 与 建议 建 立 故 障 树
4.8 故障树定量分析
目的：在底事件互相独立和已知其发生概率的条 件下，计算顶事件发生概率和底事件重要度等 定量指标。
顶事件概率计算
P (T ) P ( K1 K 2 P( Ki )
i 1 NK NK i j 2 i
K Nk )
j
P( K K
) , K Nk )
T +
割集：{X1}，{X1, X2}，{X1,X2,X3}
X1
M
最小割集：{X1}，{X2,X3}
X2 X3
求最小割集的方法
上行法：从所有底事件开始，逐级向上找事件集 合，最终获得故障树的最小割集。 下行法：从顶事件开始，逐级向下找事件的集合， 最终获得故障树的最小割集。
最小割集分析
目的：为了找出改进设计方向及指导故障诊断、 确定维修次序。 比较原则： ① 阶数越小的最小割集越重要。 ② 在低阶最小割集中的底事件比高阶最小割集 中的底事件重要。 ③ 在最Байду номын сангаас割集阶数相同的情况下，在不同最小 割集中重复出现的次数越多的底事件越重要。
基本事件 （底事件）
未探明事件 结果事件 (中间事件 或顶事件)
3
故障树中常用的逻辑门及符号
与门
或门
非门
表决门
异或门
禁门
故障树常用转移符号
转向符号
转此符号
转向符号
转此符号
建立故障树的基本原则
① 明确建树边界条件，简化系统的构成 ② 故障事件应严格定义 ③ 应从上向下逐级建树 ④ 建树时不允许门—门直接相连 ⑤ 把对事件的抽象描述具体化 ⑥ 处理共因事件和互斥事件
i j k 3

Nk
P( Ki K j K k )
(1) N k 1 P( K1 , K 2 ,
K i , K j , K k ——第i，j，k个最小割集； N k ? —最小割集总数。
重要度分析
① 底事件概率重要度
IiP FS Fi IiP —第i个底事件的概率重要度； Fi —第i个底事件的发生概率； Fs —故障树的故障概率函数
型号可靠性工程之 ——————故障树分析（FTA）
耿 宝 功
4.1 分析目的

利用演绎法逐级分析，分析导致某种故障（顶 事件）的各种可能原因，直到最基本的原因， 并通过逻辑关系的分析确定潜在的硬件、软件 的设计缺陷，以便采取改进措施。
4.2 依据
⑴ GJB450A—2004《装备可靠性工作通用要求》； ⑵ GJB/Z768A—98《故障树分析指南》； ⑶ GJB451A—2005《可靠性维修性保障性术语》。
开关闭合无电流 FTA M +
电机故障
电源 故障
线路 故障
4.7 故障树定性分析
目的：寻找导致顶事件发生的原因事件及原因 事件的组合，以便进行改进。 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 个就不在成为割集了，那么这样的割集就是最 小割集。