FTA故障树分析研讨.pptx

故障树分析;1.故障树的基本概念 2.故障树(FTA)建造 3.故障树定性分析 4.故障树定量分析 5.分析时注意事项;1.故障树的基本概念;第1部分：故障树的基本概念;第1部分：故障树的基本概念;第1部分：故障树的基本概念;1.3 FTA和FMEA区别：;1.3 FTA和FMEA区别：;1.4 故障树工作要求：;1.5 FTA常用事件、逻辑门符号：;1.5 FTA常用事件、逻辑门符号：;1.5 FTA常用事件、逻辑门符号：;1.5 FTA常用事件、逻辑门符号：;1.5 FTA常用事件、逻辑门符号：;开关;示例：;2.故障树（FTA）建造;;2.2 ：要求及方法;2.3 示例：;2.3 示例：;2.4 建树注意事项;2.4 建树注意事项;2.5 故障树的规范化;2.5 故障树的规范化;2.5 故障树的规范化;2.5 故障树的规范化;2.5 故障树的规范化;3.故障树定性分析;;最小割集的意义 最小割集对降低复杂系统潜在事故风险具有重大意义 如果能使每个最小割集中至少有一个底事件恒不发生(发生概率极低)，则顶事件就恒不发生(发生概率极低) ，系统潜在事故的发生概率降至最低 消除可靠性关键系统中的一阶最小割集，可消除单点故障 可靠性关键系统不允许有单点故障，方法之一就是设计时进行故障树分析，找出一阶最小割集，在其所在的层次或更高的层次增加“与门”，并使“与门”尽可能接近顶事件 最小割集可以指导系统的故障诊断和维修 如果系统某一故障模式发生了，则一定是该系统中与其对应的某一个最小割集中的全部底事件全部发生了。进行维修时，如果只修复某个故障部件，虽然能够使系统恢复功能，但其可靠性水平还远未恢复。根据最小割集的概念，只有修复同一最小割集中的所有部件故障，才能恢复系统可靠性、安全性设计水平。;示例 根据与、或门的性质和割集的定义，可方便找出该故障树的割集是： {X1},{X2,X3},{X1,X2,X3},{X2,X1},{X1,X3} 根据与、或门的性质和割集的定义，可方便找出该故障树的最小割集是： {X1},{X2,X3} ;求最小割集的方法—下行法 根据故障树的实际结构，从顶事件开始，逐级向下寻查： 遇到与门就将其输入事件排在同一行（只增加割集阶数，不增加割集个数） 遇到或门就将其输入事件各自??成一行（只增加割集个数，不增加割集阶数） 这样直到全部换成底事件为止，这样得到的割集再通过两两比较，划去那些非最小割集，剩下即为故障树的全部最小割集。 ;;从步骤1到2时，因下面是或门，所以在步骤2中的位置换之以竖向串列。从步骤2到3时，因下面是与门，所以横向并列，以此下去，直到第6步。共得到9个割集： 通过集合运算吸收律规则简化以上割集，得到全部最小割集。因为 所以 和 被吸收，得到全部最小割集： ;求最小割集的方法—上行法 从故障树的底事件开始，自下而上逐层地进行事件集合运算： 将“或门”输出事件用输入事件的并（布尔和）代替 将“与门”输出事件用输入事件的交（布尔积）代替 在逐层代入过程中，按照布尔代数吸收律和等幂律来化简，最后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。;用上行法求最小割集。故障最下一级为： 往上一级为： 再往上一级为： 最上一级为： 上式共有7个积项，因此得到7个最小割集：;确定最小割集和底事件重要性的原则 阶数愈小的最小割集越重要 在低阶最小割集中出现的底事件比高阶最小割集中的底事件重要 在相同阶次条件下，在不同最小割集中重复出现次数越多的底事件越重要 ;4.故障树定量分析;;主要有两方面内容： 由输入系统各单元(底事件)的失效概率求出系统的失效概率； 求出各单元(底事件)的结构重要度、概率重要度和关键重要度;二.利用最小割集计算事件发生的概率 1.求顶事件发生概率的精确值 若已知故障树所有最小割集（MCS）为 及底事件 发生的概率，则顶事件T发生的概率（不可靠度） 为： ; 通常，最小割集中含有重复的底事件，即最小割集之间是相交的，此时计算顶事件发生的概率就必须用相容事件的概率公式（即容斥公式）或不交化代数。当但MCS的个数足够大时，用这个公式计算就会产生“组合爆炸”。所需的计算项数按指数率增长。因此，通常计算顶事件概率精确值都采用化相交和为不相交和的方法。 化相交和为不相交和的方法有很多，常用的有：直接化法和递推化法。;(1) 直接化法 根据集合