事故树分析又称为故障树分析(FTA),是一种演绎的系统安全分析方法。它是从要分析的特定事故或故障开始(顶上事件),层层分析其发生原因,直到找出事故的基本原因,即故障树的底事件为止。这些底事件又称为基本事件,它们的数据是已知的或者已经有过统计或实验的结果。FTA一般可分为以下几个阶段:
(1)选择合理的顶上事件,系统分析边界和定义范围,并且确定成功与失败的准则;

(2)资料收集准备,围绕所需要分析的事件进行工艺、系统、相关数据等资料的收集;
(3)建造故障树,这是FTA的核心部分。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;
(4)对故障树进行简化或者模块化;
(5)定性分析,求出故障树的全部最小割集,当割集的数量太多地,可以通过程序进行概率截断或割集阶截断;
(6)定量分析,这一阶段的任务是很多的,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。
事故树分析方法可用于洲际导弹(核电站)等复杂系统和其它各类系统的可靠性及安全性分析、各种生产的安全管理可靠性分析和伤亡事故分析。
故障树分析机理分析咋写
从系统的角度来说,故障既有因设备中具体部件(硬件)的缺陷和性能恶化所引起的,也有因软件,如自控装置中的程序错误等引起的。此外,还有因为操作人员操作不当或不经心而引起的损坏故障。
20世纪60年代初,随着载人宇航飞行,洲际导弹的发射,以及原子能、核电站的应用等尖端和军事科学技术的发展,都需要对一些极为复杂的系统,做出有效的可靠性与安全性评价;故障树分析法就是在这种情况下产生的。
故障树分析法简称FTA (Failure Tree Analysis),是1961年为可靠性及安全情况,由美国贝尔电话研究室的华特先生首先提出的。其后,在航空和航天的设计、维修,原子反应堆、大型设备以及大型电子计算机系统中得到了广泛的应用。目前,故障树分析法虽还处在不断完善的发展阶段,但其应用范围正在不断扩大,是一种很有前途的故障分析法。
总的说来,故障树分析法具有以下一些特点。
它是一种从系统到部件,再到零件,按“下降形”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。
它对系统故障不但可以做定性的而且还可以做定量的分析;不仅可以分析由单一构件所引起的系统故障,而且也可以分析多个构件不同模式故障而产生的系统故障情况。因为故障树分析法使用的是一个逻辑图,因此,不论是设计人员或是使用和维修人员都容易掌握和运用,并且由它可派生出其他专门用途的“树”。例如,可以绘制出专用于研究维修问题的维修树,用于研究经济效益及方案比较的决策树等。
由于故障树是一种逻辑门所构成的逻辑图,因此适合于用电子计算机来计算;而且对于复杂系统的故障树的构成和分析,也只有在应用计算机的条件下才能实现。
显然,故障树分析法也存在一些缺点。其中主要是构造故障树的多余量相当繁重,难度也较大,对分析人员的要求也较高,因而限制了它的推广和普及。在构造故障树时要运用逻辑运算,在其未被一般分析人员充分掌握的情况下,很容易发生错误和失察。例如,很有可能把重大影响系统故障的事件漏掉;同时,由于每个分析人员所取的研究范围各有不同,其所得结论的可信性也就有所不同。
故障树分析的故障数的编制与化简
通过故障树的安全分析,达到以下目的:①识别导致事故的基本事件(基本的设备故障)与人为失误的组合,可为人们提供设法避免或减少导致事故基本原因的线索,从而降低事故发生的可能性;②对导致灾害事故的各种因素及逻辑关系能做出全面、简洁和形象的描述;③便于查明系统内固有的或潜在的各种危险因素,为设计、施工和管理提供科学依据;④使有关人员、作业人员全面了解和掌握各项防灾要点;⑤便于进行逻辑运算,进行定性、定量分析和系统评价。
故障树割集怎么算
故障树的编制是故障树分析的第一步,也是以后分析的基础。首先要确定作为分析研究对象的顶事件。一般把后果严重的或发生频繁的系统故障事件或事故作为顶事件。然后分析直接造成顶事件发生的原因事件,并用恰当的逻辑门与顶事件连接。再找出造成直接原因事件发生的原因事件,确定恰当的逻辑门与直接原因事件连接。如此逐层分析,直到画出基本事件为止。
正确地编制故障树,需要深刻地了解系统及其结构,元素、子系统的故障模式及影响,以及有关系统安全的丰富知识。系统元素有以下三种故障。
(1)原生故障。由于元素自身缺陷或老化等原因引起的故障,不同元素的原生故障往往是统计独立的。

(2)次生故障。由于元素之外的一些原因引起的故障,不同元素的次生故障可能是统计不独立的,即由共同原因引起的。
(3)指令故障。到达元素的指令故障,往往是由系统内其它元素故障引起的。
利用电子计算机自动编制故障树,已经进行了长期的研究。鉴于实际系统的复杂性及故障模式的多样性,当前只能编制非常简单系统的故障树。
故障树布尔表达式故障树事件之间的关系是逻辑关系,这些逻辑关系只能借助布尔代数来描述。用布尔代数建立的故障树数学模型叫做故障树布尔表达式,它是进行故障树分析,特别是定量分析的基础。
布尔代数又称逻辑代数,它的运算是逻辑运算,变量为二值变量,仅取0或1中的一个值。布尔代数中的函数为二值函数,其数值也只能取0或1中的一个,它通过布尔代数变量的逻辑运算组合而成。布尔代数中的逻辑运算主要有逻辑积运算及逻辑和运算,逻辑运算规则与普通代数运算规则有很大不同。
在故障树分析中,研究的事件是取故障发生或不发生两种状态之一的事件,不考虑任何中间状态。于是,可以利用布尔代数作数学工具来研究。故障树中故障事件发生的状态对应于布尔代数值1,故障事件不发生时对应于数值0;逻辑“与门”对应于布尔代数的逻辑积运算,逻辑“或门”对应于逻辑和运算。如果用二值变量表示故障树中各事件的状态,则很容易用这些二值变量的逻辑运算组合来表达故障树事件之间的关系。这就是故障树的布尔表达式。可以由顶事件开始,自上而下用逻辑运算取代逻辑门来逐层展开,最后获得布尔表达式。如果输入事件为E1,E2,…,En,输出事件为E,逻辑与门的布尔代数式为
逻辑或门的布尔代数式为
E=E1∪E2∪…∪En
当故障树中同样的基本事件出现在两处以上的地方时,应考虑是否有多余的基本事件。利用布尔代数的运算规则可以去除多余的基本事件。这一过程被称作故障树的化简。
于故障树分析法的结构函数定义如下: 设故障树(FT)中有n个底事件 ,C ∈ 为某些底事件的集合,当其中全部底事件都发生时,顶事件必然发生,则称C为故障树的1个割集。
若C是1个割集,且任意去掉其中1个底事件后就不再是割集,则称C为最小割集。若FT 有k个最小割集,只要有1个最小割集 ( j =1,2,…k )中的全部底事件X 均发生,故障必定发生。
k个最小割集中,只要有一个发生,顶事件就发生。
扩展资料:
故障树分析可以用于:
1、了解最上方事件和下方不希望出现状态之间的关系。
2、显示系统对于系统安全/可靠度规范的符合程度。

3、针对造成最上方事件的各原因列出优先次序:针对不同重要性的量测方式建立关键设备/零件/事件的列表。
4、监控及控制复杂系统的安全性能(例如:特定某飞机在油料阀x异常动作时是否可以安全飞行?此情形下飞机可以飞行多久)。
5、最小化及最佳化资源需求。
6、协助设计系统,故障树分析可以作为设计工具,创建输出或较低层模组的需求。


