《矿业系统可靠性教学课件》K8.ppt

于是,就得到三个最小割集 （2）结构法 这种方法的理论依据是：故障树的结构完全可以用最小割集来表示。下面用结构法再来分析图8-22故障树示例 这样，得到的三个最小割集 完全与用行列法得到的结果一致。 （3）布尔代数法 布尔代数法的理论依据是：上述结构法完全和布尔代数化简故障树法相似，所不同的只是“∪”与“＋”的问题。实质上，布尔代数化简法中的“＋”与结构法中的“∪”是一致的。这样，用布尔代数化简法，最后求出的若干事件逻辑积的逻辑和，其中，每个逻辑积就是最小割集。 （4）矩阵法 这种方法的理论依据是：从顶事件开始，通过矩阵进行处理，直至所有的门都得到求解为止。在矩阵中，一个被求解的门可用它的输入（即下级事件或者“门”）代替之。一般，应首先将顶事件写入矩阵，而且要写在第一行第一列的位置。在矩阵中填写其余内容时，有两条规则：“或门”规则和“与门”规则。 下面用矩阵法法来分析图8-22故障树示例。 （1）T门是一个“或门”，所以用或门规则去解它，得到其输入（下级事件和门）是A1门和A2门。 （2）A1门和A2门都是“与门”，所以用与门规则去解它，得到A1的输入是X1门、B1门和X2门；A2的输入是X4门和B2门。 （3）B1门和B2门又都是“或门”，用或门规则去解它，得到B1的输入是X1门和X3门；B2的输入是C门和X6门。 （4）C门是“与门”，所以用与门规则去解它，得到其输入是X4门和X5门。到这一步，矩阵中内容全部为基本事件，可以进行简化了。 （5）同样运用布尔代数吸收化简法对矩阵进行简化。根据等幂律和吸收律将矩阵化简。 （6）最后结果完全与上面三种方法得到的一致。 三、 故障树的定量分析 1、基本事件的故障率 （1）设备的故障率 　① 早期故障：故障率随时间由较高值迅速下降。这主要由于部分元件因内部缺陷，在试验或调试过程中的损坏。 ② 偶然故障期：故障率趋近于常数。它描述了系统正常工作状况下的可靠性，在这个期间所产生的故障是随机的，故障率低而且稳定。 ③ 损耗故障期：故障率上升，主要是由于元件老化、磨损所致。若能知道元件开始损耗的时间，而予以更换，就可以将上升的故障率拉下来，从而延长设备或系统的有效寿命。 设备的故障率是设备或部件平均故障间隔期(或称平均无故障时间，MTBF)的倒数。 （8-11） —般MTBF由生产厂家给出，或通过实验室实验得出。设备或系统在两相邻故障间隔内正常工作时的平均时间，称为平均故障间隔时间。若第一次工作t1时间后出现故障，第二次工作t2时间后出现故障，第n次工作tn时间后出现故障，则平均故障间隔时间为： （8-12） 设备或部件在实验室条件下测出的故障率为 （表8-1）。而在实际应用时，还必须考虑比实验室恶劣的现场因素，适当选择环境系数k（表8-2）。故实际故障率为： （8-13） 表8-1 故障率数据举例 故障率（ 单位( ) 设备或部件 ） 观 测 值 建 议 值 机械杠杆、链条、托架等 10-6～10-9 10-6 电阻、电容、线圈等 10-6～10-9 10-6 固体晶体管、半导体 10-6～10-9 10-6 电子管 10-4～10-6 10-5 电（气）动调节阀等 10-4～10-7 10-5 摩擦制动器 10-4～10-5 10-4 继电器、开关 10-4～10-7 10-5 断路器 10-4～10-6 10-5 仪表传感器 10-4～10-7 10-5 表8-2环境系数k值举例 工作环境 k 实 验 室 1 普通室内 1.1～10 船 舶 10～18 铁路车辆、牵引式公共汽车 13～30 火箭实验台 60 飞 机 80～150 火 箭 400～1000 （2）人的误操作率 ①忘记做某项工作； ②做错了某项工作； ③采取了不应采取的工作步骤； ④没按程序完成某项工作； ⑤没在预定时间内完成某项工作。这些误差，有的可能只是操作中的简单差错，有的则可能导致灾害性后果。 人的误操作原因很复杂，很多专家学者对此做过研究。1961年，Swain和Rock提出了“人的误操作率预测法（THERP）”。这种方法的分析步骤如下： ①调查被分析者的操作程序； ②把整个程序分成各个操作步