故障树分析FTA

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一、概述
FMEA提供了一种自下而上即由元器件、零部件到系统的故障因果关系的分析方法，由故障模式开始，往上分析这一故障对局部的影响、高层次影响直到最终影响。与FMEA相反，由系统的不希望出现的故障（顶事件）开始，往下分析导致顶事件发生的直接原因（中间事件），再往下分析导致中间事件的原因，依次类推一步一步往下直到找出可能引发系统故障的全部基本原因（底事件），这种自上而下的故障因果关系分析方法就是FTA。以顶事件为“根”，中间事件为“节”，底事件为“叶”的反映故障因果关系的树状结构图就是故障树。
二、FTA基本概念
FTA的主要作用是：
1.评估一个系统的安全性如何，或者对不同设计方案的安全性进行比较，供择优决策；
2.对于大型复杂系统，FTA可能发现导致意外的致命事件。这一事件可能是由几个非致命的故障组合而成的，可能包括硬件、软件、环境、人为等因素或者它们的组合；
3.为制定产品的使用、试验及维修程序提供技术依据；
4.对于一个不曾参与系统设计的管理和使用人员来说，FTA为他们提供了一个形象的管理、使用维修的“指南”及查找故障的“线索表”。
三、FTA定性分析
1、建造故障树的基本规则如下：
•明确建树的边界条件，确定简化系统图；
•顶事件应严格定义；
•故障树演绎过程首先寻找的是直接原因而不是基本原因事件；
•应从上而下逐级建树；
•建树时不允许逻辑门——逻辑门直接相连；
•妥善处理共因事件。
2、对故障树进行规范化、简化和模块分解
a）将建造好的故障树简化变成规范化故障树，“规范化故障树”是仅含底事件、结果事件及“与”、“或”、“非”三种逻辑门的故障树。
故障树的规范化的基本规则为：
按规则处理未探明事件、开关事件、条件事件等特殊事件
保持输出事件不变、按规则将特殊门等效转换为“与”、“或”、“非”门
b) 按集合运算规则（结合律、分配律、吸收律、幂等律、互补律）去掉多余事件和多余的逻辑门。
c) 将已规范化的故障树分解为若干模块，每个模块构成一个模块子树，对每个模块子树用一个等效的虚设的底事件来代替，使原故障树的规模减少。可单独对每个模块子树进行定性分析和定量分析。然后，可根据实际需要，将顶事件与各模块之间的关系转换为顶事件和底事件之间的关系。
上行法是从底事件开始，自下而上逐步地进行事件集合运算，将或门输出事件表示为输入事件的布尔和，将与门输出事件表示为输入事件的布尔积。这样向上层层代入，在逐步代入过程中或者最后，按照布尔代数吸收律和等幂律来化简，将顶事件表示成底事件积之和的最简式。其中每一积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。
四、FTA定量分析
五、FTA重要度分析

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