可靠性理论课程教学课件.ppt

求下图故障树最小割集，并假定其中的全部基本事件都是独立的，且P(Ai)=1/4，i=1,2,…,4，计算顶事件的概率 习题25 2、事件符号-7种 事件是故障树图形中的主体。按照事件的性质不同，其符号可大致分为三类： 第一类为初级事件符号，初级事件是指那些不需要再分解或由于种种原因不能再做进一步分解的事件。序号1中的圆形表示基示事件，它不需再做进一步分析；序号2中的菱形表示未做进一步分解的事件，这是由于事件本身不明或缺少有关信息；序号3中的椭圆形表示条件事件，常用作逻辑门(如禁止门)的特定条件；序号4中的房形为外部事件(触发事件)，它是用来表示期望发生的事件。 事件符号 第二类为中间事件符号，表中只有一个序号5的长方形用来表示各种逻辑门输出的结果事件。 第三类为转称符号，表中序号6和7中的三角形均为此类符号。6中三角形顶角上的一条直线表示输入，7中三角形侧面的一条横线表示输出。 例题： 2/3表决系统的故障树可用下图表示。 2/3 TOP(顶事件) E2 E3 E1 表决门 基本事件 顶事件 2、故障树分析的步骤 故障树分析首先是定义系统对象，并提出待解决的问题；其次是建立模型；然后再进步分析。具体可分为下列三大步骤。 (1)定义系统的对象与边界条件 所谓系统，是为了完成某一特定功能，由若干个彼此有联系而且又能相互协调工作的单元所组成的综合体。系统的基本特征是一个由具有相互作用的分离元部件构成的统一体。 系统中各个分离元件都完成相应的功能，一个系统可以用功能图表示。为了画出合适的故障树，首先要确定系统的边界条件，其中最重要的边界条件就是顶事件，即主要的系统故障，相对的边界条件是可能导致顶事件发生的基本事件，其他边界则视具体情况而定。 故障树分析的步骤 (2) 故障树的建造 故障树实际上就是系统故障的图示模型，绘制故障树时，首先要按照系统的定义确定一个顶事件，然后使用有关符号，从顶事件出发，分级分路通过有关逻辑门及中间事件，直到基本事件，从而给出一棵倒立的树。必须注意，只能一次走一步，切勿跨越任何中间事件，否则会带来错误的模型，导致错误结论。 通常，按照元部件的类别，可将故障树分为三种： 初级故障树； 次级故障树； 指令故障树。 初级故障树 凡元部件在设计参数范围内工作而失效时，称为初级故障。仅用元部件初级可靠性参数建成的故障树，称为初级故障树。 开关合不上 右图特征：所有基本事件都是通过或门达到顶事件的，从而任何一个基本事件发生，都会导致顶事件发生。 次级故障树 凡是超出基本元部件失效以外所发生的故障，都属于次级故障范畴。 未作进一步分解事件符号 指令故障树 指令故障往往是由于操作失误造成的。一般是属于基本事件到顶事件不同级之间的中间事件。 故障树的评价 建立故障树之后，就可以根据故障树对整个系统进行评价，并从中得到定性和定量的结果。 评价故障树的最好办法是利用它的最小割集。一个割集定义为一组事件的集合，当这些事件全发生时，顶事件必然发生。一个不能再进一步简化的割集，称为最小割集。在一个最小割集中，若缺少任何一个事件发生，就不能促使顶事件的发生。 (1)故障树的定性评价—得出三个定性结果 (a)故障树的最小割集。这些最小割集是所有可能导致系统故障(即顶事件发生)的部件故障的组合，它们不仅是定性评价的主要结果，而且也是定量评价的基础。 24=16种结果 (b)定性的部件重要度。定性重要度给出每个元部件对系统发生故障贡献大小的“定性等级”。在求得最小割集之后，按其阶数(即组成最小割集的基本事件数)从小到大顺序排列，就可得到有关元部件的定性重要度。显然低阶割集的定性重要度比高阶割集的要大。如下图故障树中，最小割集为：E1E2、E3、E4，一阶割集E3或E4的重要度比二阶割集中E1E2的E1或E2要大。 故障树的定性评价 (c)共因(或共模)故障的敏感性。一个阶数高的最小割集，如果其中各个元部件共因故障敏感性高，则其重要度就不一定比其阶数低的最小割集的重要度小，部件的重要度与共因故障的敏感性相关。 如下图中E1E2相乘失效率高于E3或E4，说明E1E2的共因敏感性高。 故障树的定性评价 (2)故障树的定量评价—得出三个定量结果 故障树的定量评价是要求出系统可靠性的定量结果，可得出如下结果： 1)数值概率。故障树