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故障樹分析法范文第1篇

關(guān)鍵詞：故障樹 分析法 船舶動(dòng)力

中圖分類號(hào)：TK43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）12（a）-00-01

1 故障樹分析法簡(jiǎn)介

從20世紀(jì)60年代以來(lái)，在一些復(fù)雜系統(tǒng)的故障分析中，形成和發(fā)展了一種新的故障樹分析法。這是一種從系統(tǒng)到部件再到零件的下降形式分析方法。它是從系統(tǒng)開始，通過(guò)邏輯符號(hào)與具體單元、零部件相聯(lián)系；與失效的的狀態(tài)事件相聯(lián)系；構(gòu)成一幅樹狀分支圖，稱為故障樹。故障樹分析法首先將分析的系統(tǒng)故障事件作為第一階（即第一行―頂事件），再將導(dǎo)致該事件發(fā)生的直接原因（包括硬件故障、環(huán)境因素、人為差錯(cuò)等）并列為第二階段。用適當(dāng)?shù)氖录?hào)表示，用邏輯門把他們與系統(tǒng)故障事件聯(lián)結(jié)起來(lái)。其次將導(dǎo)致第二階段延長(zhǎng)事件發(fā)生的原因列出為第三階段。兩階之間同樣用事件符號(hào)和邏輯門聯(lián)系。這樣逐段展開，直到把最基本的原因都分析出來(lái)為止，這樣的邏輯圖便是故障樹。利用故障樹去分析系統(tǒng)發(fā)生故障的各種途徑和可靠性特征量，這就是故障樹分析法。

2 故障樹分析法主要特點(diǎn)

（1）它是一種直觀的圖形演繹法。把系統(tǒng)的故障與引起故障的因素，用圖形比較形象的表現(xiàn)出來(lái)。用它來(lái)分析系統(tǒng)失效事件發(fā)生的概率，也可用來(lái)分析零、部件或子系統(tǒng)的失效事件對(duì)系統(tǒng)失效的影響。從故障樹圖由上往下看可知：系統(tǒng)的故障與那些單元有關(guān)系？有怎樣的關(guān)系？多大關(guān)系。從圖由下往上看：知道單元故障對(duì)系統(tǒng)故障的影響，什么影響？影響途徑怎樣？程度有多大？（2）故障樹分析可作定性分析還可作定量分析；不僅可分析單一機(jī)件引起系統(tǒng)失效的影響，而且可以分析多機(jī)件構(gòu)成的子系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)影響；不僅可反映系統(tǒng)內(nèi)部單元與系統(tǒng)故障的關(guān)系，也能反映系統(tǒng)外部因素（環(huán)境因素和人為因素）對(duì)系統(tǒng)的影響。（3）故障樹分析不僅可用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)，也可用于指導(dǎo)正確的維修管理。（4）故障樹的建造工作量十分繁重和復(fù)雜，需要較高的技術(shù)。

3 故障樹的組成

（1）頂事件的選取。它是系統(tǒng)分析的目標(biāo)和對(duì)象，要選擇一個(gè)具有明確意義，可用概率度量，能夠向下分解，最后找出失效原因的故障事件。（2）故障樹的建造。這是故障樹分析中的關(guān)鍵一步。要由多方技術(shù)人員通力合作，經(jīng)過(guò)細(xì)致的綜合分析，找出系統(tǒng)失效事件的邏輯關(guān)系。首先分析事故鏈確定主流程，然后確定邊界條件，給出故障樹的范圍，最后利用事件符號(hào)和邏輯符號(hào)畫出故障樹。（3）故障樹的圖形符號(hào)。有兩種圖形符號(hào)，即：邏輯符號(hào)和事件符號(hào)。他們都有各自的具體圖形符號(hào)和意義。（4）故障樹的基本結(jié)構(gòu)。

4 故障樹的建造

4.1 確定頂事件和邊界條件

頂事件是針對(duì)所研究對(duì)象的系統(tǒng)故障事件。是在各種可能的系統(tǒng)故障中篩選出來(lái)的最危險(xiǎn)的事件，對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，頂事件不是唯一的，分析的目標(biāo)、任務(wù)不同，應(yīng)選擇不同的頂事件。在很多情況下，頂事件就選定故障模式和影響分析中識(shí)別出來(lái)的致命度高的事件。必要時(shí)還可把大型復(fù)雜系統(tǒng)分解為若干相關(guān)的子系統(tǒng)，以典型的中間事件當(dāng)作若干子故障樹的頂事件進(jìn)行建樹分析，最后再加以綜合。這樣可使任務(wù)簡(jiǎn)單化，并可同時(shí)組織多人分工合作參與建樹工作。

根據(jù)選定的頂事件，合理地確定建樹的邊界條件，以確定故障樹的建樹范圍，故障樹的邊界條件包括：（1）初始狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)中的部件有數(shù)種工作狀態(tài)時(shí)，應(yīng)指明與頂事件發(fā)生有關(guān)的部件的工作狀態(tài)。（2）不容許事件。指在建樹的過(guò)程中認(rèn)為不容許發(fā)生的事件。（3）必然事件。指系統(tǒng)工作時(shí)在一定條件下必然發(fā)生在一定條件下必然發(fā)生的事件和必然不發(fā)生的事件。

4.2 逐層展開建樹

從頂事件開始，逐級(jí)向下演繹分解展開，一直追蹤至底事件，建立所研究的系統(tǒng)故障和導(dǎo)致該系統(tǒng)故障諸因素之間的邏輯關(guān)系，并將這種關(guān)系用故障樹的圖形符號(hào)表示，構(gòu)成以頂事件為根，若干中間事件和底事件為干枝和分枝的倒樹圖形。要明確系統(tǒng)和部件的工作狀態(tài)，是正態(tài)和故障狀態(tài)；如果是故障狀態(tài)，就應(yīng)弄清是什么故障狀態(tài)，發(fā)生某個(gè)特定故障事件的條件是什么。建樹時(shí)不允許門―門直接相連。門的輸出必須用一個(gè)結(jié)果事件清楚定義，不許門的輸出不經(jīng)結(jié)果事件符號(hào)便直接和另一門連接。在確定邊界條件時(shí)，一般允許把小概率事件當(dāng)作不容許事件，在建樹時(shí)可不考慮。但是，允許忽略小概率事件并不等于可以忽略小部件的故障或小部件事件，這是兩個(gè)不同的概念。有些小部件故障或多發(fā)性的小故障事件的出現(xiàn)，所造成的危害可能遠(yuǎn)大于一些大部件或重要設(shè)備的故障后果，因此，這事件不能忽略。

故障樹分析法范文第2篇

一、關(guān)鍵詞： 故障樹、；數(shù)理邏輯、；變壓器故障、；貝爾實(shí)驗(yàn)室、；建樹

中圖分類號(hào)：TM407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2013） 16-0000-01

二、一、故障樹分析法介紹

1.1（一）起源：

其實(shí)從起源來(lái)說(shuō)故障樹分析技術(shù)已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史了，它最早是

由美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的。它是使用樹的模型對(duì)一些工程系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估的分析方法。樹的模型是依據(jù)由頂端開始逐級(jí)向下的圖形類方法。在1974年，它首次應(yīng)用于核電站的安全評(píng)估。從此開始故障樹分析法就不斷的得到優(yōu)化，并且應(yīng)用范圍也在不斷的拓寬。它的實(shí)現(xiàn)是在構(gòu)造邏輯數(shù)圖形的時(shí)候，把不利于系統(tǒng)（會(huì)造成系統(tǒng)失效）的多種不定原因綜合分析。并且通過(guò)數(shù)學(xué)方法精確的計(jì)算這些原因綜合出現(xiàn)的概率，某幾種原因組合的可能與方式。從而預(yù)判系統(tǒng)非正常工作的可能性。進(jìn)而采用可改善的措施，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全而進(jìn)行服務(wù)。今年來(lái)，故障樹分析技術(shù)主要應(yīng)用在航天領(lǐng)域、化工領(lǐng)域、電力領(lǐng)域等方面，作為定性定量分析的工具。本文就是介紹故障樹分析方法在電力故障中的評(píng)測(cè)應(yīng)用。

1.2（二）原理與應(yīng)用：

在故障樹分析中，具體建樹的原理如下：首先把電力變壓器系統(tǒng)（本文針對(duì)電力變壓器故障）的安全有威脅的因素和狀態(tài)作為最終分析的目的。把造成故障狀態(tài)的因素全部挑出，再逐級(jí)尋找下級(jí)因素，直到所有的因素都被找出為止。

把不安全的狀態(tài)認(rèn)為是事件，用邏輯符合替代每個(gè)事件，同時(shí)用門關(guān)系把各個(gè)事件進(jìn)行聯(lián)系。最終成為樹狀的圖形，也就是建造好一棵樹。樹間的關(guān)系利用邏輯因果關(guān)系構(gòu)成。

1.3（三）故障樹分析方法的優(yōu)勢(shì)優(yōu)劣

優(yōu)勢(shì)：首先這種樹形描述關(guān)系清晰，能夠具備邏輯性的找出事故發(fā)生的原因。安全人員就可以從樹中得到結(jié)論，關(guān)注如何預(yù)防威脅原因組合成危險(xiǎn)狀態(tài)。作出做出合理的防護(hù)。其次通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算，得出故障狀態(tài)在多大的概率數(shù)據(jù)下可能發(fā)生，通過(guò)數(shù)據(jù)了解不同危害原因的影響程度。最后可以通過(guò)定量和定性的分析，分析措施的實(shí)施順序，合理進(jìn)行量化工作。

2.（四）故障樹分析法的缺點(diǎn)

劣勢(shì)：對(duì)于造成事故的原因易于分析，但是由原因到如何處理事故卻是很難施行。其次針對(duì)性過(guò)強(qiáng)，分析時(shí)候是針對(duì)每個(gè)事故狀態(tài)，而不能系統(tǒng)綜合的分析。用簡(jiǎn)易的說(shuō)法就是，細(xì)節(jié)思考，定性定量能力很強(qiáng)，但是縱觀全局的能力較弱。再次使用故障樹分析法必須能準(zhǔn)確的建樹，這對(duì)人員的分析能力，工作水平有較高的要求。最后，每個(gè)事件的概率采集需要預(yù)先做大量的采集工作。

三、二、電力變壓器故障簡(jiǎn)介：

電力變壓器會(huì)發(fā)生的故障眾多，按照部分劃分主要氛圍鐵芯、開關(guān)、引線、繞組、絕緣、冷卻系統(tǒng)等多個(gè)故障。為了后面建造故障樹，優(yōu)先考慮影響大，出現(xiàn)頻率較高的故障。這里鐵芯故障、絕緣故障和繞組三個(gè)故障應(yīng)分析哪個(gè)最大。

首先繞組故障主要是在變壓器的線圈內(nèi)部出現(xiàn)。長(zhǎng)期使用會(huì)導(dǎo)致溫度過(guò)高，排熱不及時(shí)或者冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致繞線產(chǎn)生短路，甚至燒斷。當(dāng)然燒斷的情況主要是短路形式的出現(xiàn)。

其次鐵芯故障：經(jīng)常出現(xiàn)鐵芯故障的可能性很多，比如鐵芯多點(diǎn)接地，造成變壓器的過(guò)熱；接地點(diǎn)接觸不良或者接地金屬片斷開都會(huì)產(chǎn)生懸浮并且放電。

另一個(gè)重要的故障是絕緣系統(tǒng)故障：出現(xiàn)的方式是絕緣系統(tǒng)被整體擊穿。這在繞組物理形狀改變和電壓不穩(wěn)定的情況下經(jīng)常發(fā)生；圍屏異常放電，這在絕緣失效、電壓不穩(wěn)定，油流通不通暢等原因下都會(huì)發(fā)生。

三、電力變壓器分析樹構(gòu)造過(guò)程

首先要找出大型變壓器安全非正常工作的各種情況，這也是最需要注意維護(hù)檢修的情況事件，從而作為頂故障，導(dǎo)致頂故障發(fā)生的中間級(jí)故障是按變壓器主要組件故障劃分的，也就是構(gòu)造變壓器分析樹的主樹過(guò)程。

第二步找出故障因果關(guān)系，各自尋找導(dǎo)致中間級(jí)故障的中間故障環(huán)節(jié)，構(gòu)建分析樹的子樹。這里主要構(gòu)造包括繞組故障子樹、鐵芯故障子樹、主絕緣故障子樹

第三步：通過(guò)計(jì)算，計(jì)算各種概率的關(guān)系，通過(guò)概率進(jìn)行故障不同等級(jí)的劃分。進(jìn)行故障等級(jí)度的劃分，訂制等級(jí)嚴(yán)重的具體保準(zhǔn)。做出定性和定量的分析。

四、四、：

五、

首先要找出大型變壓器安全非正常工作的各種情況，這也是最需要注意維護(hù)

檢修的情況事件，從而作為頂故障，導(dǎo)致頂故障發(fā)生的中間級(jí)故障是按變壓器主要組件故障劃分的，也就是構(gòu)造變壓器分析樹的主樹過(guò)程。

第二步找出故障因果關(guān)系，各自尋找導(dǎo)致中間級(jí)故障的中間故障環(huán)節(jié)，構(gòu)建

分析樹的子樹。這里主要構(gòu)造包括繞組故障子樹、鐵芯故障子樹、主絕緣故障子樹

第三步：通過(guò)計(jì)算，計(jì)算各種概率的關(guān)系，通過(guò)概率進(jìn)行故障不同等級(jí)的劃分。進(jìn)行故障等級(jí)度的劃分，訂制等級(jí)嚴(yán)重的具體保準(zhǔn)。作出定性和定量的分析。

結(jié)束語(yǔ)：

本文主要介紹了故障樹分析法的起源、原理和構(gòu)造過(guò)程，以及故障樹分析的應(yīng)用領(lǐng)域。并且主要以大型電力系統(tǒng)故障為實(shí)例，利用故障樹進(jìn)行故障分析，描述了故障樹分析的工作流程。從樹頂、子樹、概率計(jì)算、定性定量計(jì)算來(lái)幫助判斷哪些故障是威脅最大的。從而幫助工作人員及時(shí)預(yù)防，定期做好電力變壓器的日常維護(hù)保養(yǎng)工作。

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故障樹分析法范文第3篇

【關(guān)鍵詞】故障樹分析法，燃?xì)夤艿?，安全評(píng)價(jià)，應(yīng)用

中圖分類號(hào)：O434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、前言

燃?xì)夤艿朗乾F(xiàn)在城市中常見的管道，燃?xì)夤艿廊绻霈F(xiàn)問(wèn)題會(huì)發(fā)生令人不可估量的事故，因此對(duì)于燃?xì)夤艿赖陌踩仨氁獓?yán)格要求。燃?xì)夤艿腊踩u(píng)價(jià)在判定管道安全性能方面有著重要的作用。

二、燃?xì)夤艿腊踩u(píng)價(jià)方法的分類

目前，城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿腊踩u(píng)價(jià)方法分為定性安全評(píng)價(jià)和定量安全評(píng)價(jià)，近年來(lái)，有些學(xué)者贊同分3類，即定性分析、定量風(fēng)險(xiǎn)分析和半定量風(fēng)險(xiǎn)分析。

定性分析主要是將系統(tǒng)中所存在的危險(xiǎn)因素以及誘導(dǎo)事故發(fā)生的因素都找出來(lái)，根據(jù)這些因素在何種程度導(dǎo)致管道失效的情況，制定出相應(yīng)的預(yù)防措施。這種方法是利用科學(xué)的決策和統(tǒng)計(jì)理論，對(duì)于所存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行感性的分析評(píng)價(jià)，然后根據(jù)相關(guān)專家所提出的觀點(diǎn)將風(fēng)險(xiǎn)分為低、中、中高以及高風(fēng)險(xiǎn)四個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)。這種風(fēng)險(xiǎn)分析的方法簡(jiǎn)單快速也比較直觀，可是卻不能夠量化事故的發(fā)生頻率和后果。常用的定性分析方法包括有故障樹分析法以及故障類型及影響分析法。

定量風(fēng)險(xiǎn)分析主要是利用隨機(jī)變量以及隨機(jī)過(guò)程對(duì)于引起管道事故發(fā)生的因素進(jìn)行處理，先是約定一個(gè)具有明確物理意義的單位對(duì)于事故發(fā)生的概率以及損失的后果進(jìn)行量化，計(jì)算出管道的風(fēng)險(xiǎn)值，然后才是對(duì)于結(jié)果進(jìn)行分析，雖然這個(gè)過(guò)程比較復(fù)雜，可是得出的結(jié)果是比較嚴(yán)密的，準(zhǔn)確度也高。進(jìn)行定量風(fēng)險(xiǎn)分析，一定要先建立起完備的資料庫(kù)，要能夠掌握裂紋擴(kuò)展以及管材腐蝕等方面的機(jī)理，建立起數(shù)據(jù)模型，計(jì)算出結(jié)果。整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性將取決于原始數(shù)據(jù)的完整性、模型的精準(zhǔn)性以及分析方法的合理性。得到的評(píng)價(jià)結(jié)果能夠用于安全成本以及效益方面的分析，這是定性風(fēng)險(xiǎn)分析以及半定量分析法所不能夠做到的，目前常用的定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法主要是模擬仿真和概率法、結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)估等分析法。

半定量風(fēng)險(xiǎn)分析。管道風(fēng)險(xiǎn)半定量分析法主要是將風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)量指標(biāo)作為進(jìn)行分析的基礎(chǔ)，對(duì)于管道事故發(fā)生的后果以及事故發(fā)生的概率都有一個(gè)指標(biāo)，這是按照這些因素的權(quán)重值來(lái)分配的，然后運(yùn)用算術(shù)法將事故的概率以及后果的嚴(yán)重程度指標(biāo)兩者結(jié)合在一起，這樣就能夠計(jì)算出一個(gè)相對(duì)的風(fēng)險(xiǎn)值，對(duì)于定量評(píng)價(jià)法中缺少數(shù)據(jù)的問(wèn)題是一個(gè)比較好的補(bǔ)充。常用的半定量風(fēng)險(xiǎn)分析法中有W?K?Muhlbauer 的專家評(píng)分指標(biāo)法和現(xiàn)在引入模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)價(jià)法。

三、故障樹分析法簡(jiǎn)介

故障樹分析法（FaultTreeAnalysis，F(xiàn)TA）是對(duì)于一些不易形成邏輯圖的復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和評(píng)價(jià)的一種有效的方法。它用事件符號(hào)、邏輯門符號(hào)和轉(zhuǎn)移符號(hào)來(lái)描述系統(tǒng)中各種事件之間的因果關(guān)系。

故障樹是一種邏輯樹，樹枝代表系統(tǒng)、子系統(tǒng)或元件的事故事件，而節(jié)點(diǎn)代表事故事件之間的邏輯關(guān)系。故障樹的形成是從頂事件的根出發(fā)逐級(jí)向下發(fā)展繪制，直到事件概率已知的基本事件為止，在故障樹中表示事件之間最常用的邏輯關(guān)系是“與”和“或”的關(guān)系。故障樹中所用的圖形符號(hào)有很多，表1列出幾種常用的符號(hào)。

故障樹分析在生產(chǎn)階段能幫助診斷事件是否失效，進(jìn)而改進(jìn)相關(guān)技術(shù)管理，產(chǎn)生更好的維修方案。故障樹分析法同時(shí)適用于定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)，使用過(guò)程簡(jiǎn)潔明了，而且不失可靠性，充分體現(xiàn)了以系統(tǒng)工程方法為基礎(chǔ)來(lái)研究安全問(wèn)題的系統(tǒng)性、準(zhǔn)確性和預(yù)測(cè)性。

四、故障樹分析原則

故障樹分析是系統(tǒng)可靠性和安全性分析的工具之一[2]。采用故障樹分析法建立故障樹一般步驟如下：

（1）熟悉系統(tǒng)。盡可能詳細(xì)地收集系統(tǒng)相關(guān)資料，了解系統(tǒng)狀態(tài)及各種參數(shù)，熟悉研究對(duì)象的特征。

（2）確定頂事件。對(duì)所調(diào)查的事故進(jìn)行全面分析，從中找出后果嚴(yán)重且較易發(fā)生的事故作為頂事件。

（3）建立故障樹。將引起頂事件發(fā)生的直接原因找出來(lái)，根據(jù)實(shí)際情況用適當(dāng)?shù)倪壿嫹?hào)把頂事件和各直接原因事件（中間事件）相連接，然后找出中間事件的原因事件，并用適當(dāng)?shù)姆?hào)連接，直到不需要分解為止。

（4）故障樹的規(guī)范化和簡(jiǎn)化。

（5）根據(jù)已經(jīng)建立好的故障樹，進(jìn)行定性分析和定量分析。

五、城市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)故障樹的建立

引起城市燃?xì)夤芫W(wǎng)發(fā)生事故的原因很多，發(fā)生事故的原因是多方面的，而且造成管道事故是多種原因的綜合結(jié)果。從大量事故分析報(bào)告的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，導(dǎo)致城市燃?xì)夤芫W(wǎng)事故的主要因素有：第三方損壞、管道腐蝕及設(shè)備老化、設(shè)計(jì)及誤操作、管道原始缺陷。管網(wǎng)泄漏事故原因主要包括管道腐蝕嚴(yán)重、第三方損害嚴(yán)重、誤操作、存在設(shè)計(jì)缺陷等；導(dǎo)致管道破裂事故的原因主要包括操作失誤、違章作業(yè)、維護(hù)不周、設(shè)計(jì)安裝不合理、材料缺陷等。根據(jù)選擇頂事件的原則，選取“燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)失效”作為頂事件，管道失效和附屬設(shè)備失效為二次事件，任何一個(gè)二次事件的失效，都會(huì)造成整個(gè)管線的失效。繼續(xù)深入分析，逐層列出中間時(shí)間和底事件，建立城市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)故障樹，如圖1所示。

六、故障樹的分析

1、故障樹分析法基本概念

頂事件通常是由故障假設(shè)、危險(xiǎn)與可操作性研究法等危險(xiǎn)分析方法識(shí)別出來(lái)的。故障樹模型是原因事件（即故障）的組合（稱為故障模式或失效模式），這種組合導(dǎo)致頂事件。這些故障模式稱為割集，最小的割集是原因事件的最小組合。要使頂事件發(fā)生，最小割集中的所有事件必須全部發(fā)生。根據(jù)底事件的組合個(gè)數(shù)，最小割集分為一階最小割集、二階最小割集等。故障樹分析包括定性分析和定量分析。

故障樹的定性分析僅按照故障樹的結(jié)構(gòu)和事故的因果關(guān)系進(jìn)行，分析過(guò)程中不考慮各事件的發(fā)生概率，或認(rèn)為各事件的發(fā)生概率相等。內(nèi)容包括求底事件的最小割集、最小徑集及其結(jié)構(gòu)重要度，求取方法有質(zhì)數(shù)代入法、矩陣法、行列法、布爾代數(shù)法簡(jiǎn)法等。定量分析是確定所有原因的發(fā)生概率，標(biāo)在故障樹上，進(jìn)而求出頂事件（事故）發(fā)生概率，一般包括對(duì)頂事件發(fā)生概率的計(jì)算及對(duì)底事件重要度分析。

故障樹分析的基本步驟：確定頂事件；確定底事件；調(diào)查事故原因；確定目標(biāo)值；構(gòu)造故障樹；定性評(píng)價(jià)；定量評(píng)價(jià)；制定預(yù)防事故（改進(jìn)系統(tǒng)）的措施。故障樹分析流程。

故障樹分析法形象、清晰、邏輯性強(qiáng)，能對(duì)各種系統(tǒng)的危險(xiǎn)性進(jìn)行識(shí)別評(píng)價(jià)，體現(xiàn)了以系統(tǒng)工程方法研究安全問(wèn)題的系統(tǒng)性、準(zhǔn)確性和預(yù)測(cè)性。該法應(yīng)用比較廣，非常適合于重復(fù)性大的系統(tǒng)。不僅能分析出事故的直接原因，而且能深入提示事故的潛在原因，因此在工程設(shè)計(jì)階段、事故查詢或編制新的操作方法時(shí)，都可以使用這個(gè)方法對(duì)它們的安全性做出評(píng)價(jià)。

2、故障樹底事件發(fā)生概率確定

常規(guī)基于布爾代數(shù)和概率論的系統(tǒng)故障樹分析的理論研究已取得了較大成功，工程應(yīng)用也取得了一定成果。但是，現(xiàn)有的理論和方法需要將故障樹頂事件和底事件發(fā)生的概率視為精確值，在實(shí)際中由于頂事件和底事件發(fā)生概率存在隨機(jī)性和模糊性，因而針對(duì)這些不確定性問(wèn)題，應(yīng)該選擇更合適的高等數(shù)學(xué)分析理論和方法來(lái)解決。底事件重要度分析是故障樹定量分析中的重要部分，重要度表現(xiàn)為系統(tǒng)中某底事件發(fā)生時(shí)對(duì)頂事件發(fā)生概率的貢獻(xiàn)，概率重要度是頂事件發(fā)生概率對(duì)某底事件發(fā)生概率的偏導(dǎo)數(shù)。此外，模糊性是故障樹分析的客觀特性，采用數(shù)學(xué)模糊集理論結(jié)合專家調(diào)查方法來(lái)確定事件的發(fā)生概率，可以克服傳統(tǒng)故障樹分析中把底事件的發(fā)生概率當(dāng)作精確值時(shí)帶來(lái)的誤差。為了保證確定的故障率和模糊故障率之間的一致性，需把模糊可能性值轉(zhuǎn)化為模糊故障率。

七、結(jié)束語(yǔ)

燃?xì)夤艿赖陌踩彩浅鞘邪踩兄匾囊豁?xiàng)安全內(nèi)容，判定燃?xì)夤艿赖陌踩阅艿姆椒ㄓ泻芏啵收蠘浞治龇軌蛘页霭踩[患的原因，從而提出更加完善的措施，保障燃?xì)夤艿赖陌踩?/p>

參考文獻(xiàn)

故障樹分析法范文第4篇

關(guān)鍵詞 安全性設(shè)計(jì)；故障樹分析；產(chǎn)品設(shè)計(jì)；方法介紹

1 故障樹分析方法概述

故障樹是一種邏輯因果關(guān)系圖，呈現(xiàn)出特殊的倒立樹狀。它通過(guò)使用各種邏輯門符號(hào)、事件符號(hào)和轉(zhuǎn)移符號(hào)來(lái)描述系統(tǒng)中各種事件和狀態(tài)之間的因果邏輯關(guān)系。通俗來(lái)說(shuō)，故障樹中邏輯門的輸入事件是輸出事件的“因”，邏輯門的輸出事件是輸入事件的“果”。

故障樹分析自上而下，通過(guò)依次展開更為詳細(xì)（或者叫更低一級(jí)）的設(shè)計(jì)層次逐步向下進(jìn)行。

2 故障樹方法前期準(zhǔn)備工作

首先，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該熟悉設(shè)計(jì)說(shuō)明書、原理圖（包括流程圖、結(jié)構(gòu)圖）、運(yùn)行規(guī)程、維修規(guī)程和有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)以及其余相關(guān)資料。熟悉系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員可以從以下幾個(gè)方面入手：

1）設(shè)計(jì)人員應(yīng)徹底掌握系統(tǒng)的設(shè)計(jì)意圖、結(jié)構(gòu)、功能、邊界（包括人機(jī)接口）和環(huán)境情況；

2）設(shè)計(jì)人員應(yīng)辨明人為因素以及軟件對(duì)系統(tǒng)的影響；

3）設(shè)計(jì)人員應(yīng)辨識(shí)系統(tǒng)可能采取的各種狀態(tài)模式以及這些模式之間的相互轉(zhuǎn)換，必要時(shí)應(yīng)繪制狀態(tài)模式以及轉(zhuǎn)畫圖以幫助弄清系統(tǒng)成功或故障與單位成功或故障之間的關(guān)系，有利于正確建樹；

4）根據(jù)系統(tǒng)復(fù)雜程度和要求，必要時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)故障模式及影響分析，以幫助辨識(shí)各種故障事件以及人為失誤和共因故障；

5）根據(jù)系統(tǒng)復(fù)雜程度，必要時(shí)應(yīng)繪制系統(tǒng)可靠性框圖以幫助正確形成故障樹的頂部結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)故障樹的早期模塊化以縮小故障樹的規(guī)模；

6）為徹底地熟悉系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員除了完成上述工作外，還應(yīng)該隨時(shí)征求有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員和運(yùn)行維修人員意見，最好有上述人員參與建樹工作，方能保證故障樹分析工作順利開展，且建成的故障樹的正確性，并可以達(dá)到預(yù)期的分析目的。

在充分熟悉系統(tǒng)后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的任務(wù)要求和對(duì)系統(tǒng)的了解確定本次故障樹分析的目的。在實(shí)際工業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，同一個(gè)系統(tǒng)或者設(shè)備，因?yàn)榉治龅哪康牟灰粯?，系統(tǒng)或者設(shè)備的模型化結(jié)果也會(huì)大不相同，反映在故障樹上也會(huì)不一樣。

3 故障樹分析方法步驟

故障樹分析根據(jù)分析對(duì)象、分析目的、精細(xì)程度等的不同而不同，但一般按如下步驟進(jìn)行：

1）故障樹的建造；

2）故障樹規(guī)范化、簡(jiǎn)化和模塊分解；

3）定性分析；

4）定量分析；

5）編寫故障樹分析報(bào)告。

故障樹的建造首先應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)捻斒录?。在確定頂事件時(shí)，可以通過(guò)在初步故障分析基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)人員找出系統(tǒng)可能發(fā)生的所有故障狀態(tài)，這個(gè)過(guò)程可以結(jié)合故障模式及影響分析進(jìn)行，也可借鑒其它類似系統(tǒng)使用過(guò)程中發(fā)生過(guò)的故障事件。然后，篩選出最不希望發(fā)生的故障狀態(tài)作為頂事件。

頂事件確定后，自上而下開始建樹，應(yīng)逐級(jí)進(jìn)行。

將確定的頂事件寫在頂部的框內(nèi)，然后將引起頂事件的全部必要而又充分的直接原因事件寫在相應(yīng)事件符號(hào)中畫出第二排，下一步根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)中它們的邏輯關(guān)系用適當(dāng)?shù)倪壿嬮T進(jìn)行連結(jié)。遵循以上原則逐步建樹，直至所有最低一排事件都為底事件。

規(guī)范化故障樹是指僅含有基本事件、結(jié)果事件，以及“與”、“或”、“非”三種邏輯門的故障樹。要將建好的故障樹變成規(guī)范化的故障樹，必須確定對(duì)特殊事件的處理規(guī)則和對(duì)特殊邏輯門進(jìn)行邏輯等效的變換規(guī)則。

故障樹的簡(jiǎn)化，可根據(jù)布爾代數(shù)運(yùn)算規(guī)則對(duì)故障樹進(jìn)行簡(jiǎn)化。

對(duì)于較大規(guī)模的已經(jīng)規(guī)范化和簡(jiǎn)化的故障樹需要進(jìn)行模塊分解，這里的模塊是指至少有兩個(gè)底事件但同時(shí)又不是所有底事件的集合，在集合中這些底事件向上可匯集到同一個(gè)邏輯門，且又只能通過(guò)這個(gè)邏輯門才能到達(dá)頂事件。同時(shí)，故障樹中所有的其它底事件向上都不能到達(dá)該邏輯門。

對(duì)故障樹進(jìn)行定性分析的目的在于尋找導(dǎo)致頂事件發(fā)生的原因及原因組合。通過(guò)識(shí)別引起頂事件發(fā)生的全部故障模式，它可以幫助判斷潛在故障，達(dá)到改進(jìn)設(shè)計(jì)的目地；也可以用于進(jìn)行指導(dǎo)故障診斷，從而改進(jìn)維護(hù)和使用方案。

對(duì)于正在設(shè)計(jì)中的產(chǎn)品，由定性分析的結(jié)果可以尋找到產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的薄弱環(huán)節(jié)、重點(diǎn)部位、重要底事件、試驗(yàn)需求和改進(jìn)設(shè)計(jì)應(yīng)采取的方案等。對(duì)于最終設(shè)計(jì)成型的產(chǎn)品，通過(guò)定性分析結(jié)果可以確定產(chǎn)品已分析的頂事件的故障概率，檢測(cè)產(chǎn)品的最佳配置，指導(dǎo)故障定位和使用維護(hù)方案的制定；還為技術(shù)支持、管理維護(hù)提供指導(dǎo)。

故障樹定量分析是在已知底事件的發(fā)生概率的前提下得到頂事件的故障概率。這要求一開始必須擁有所有底事件的故障數(shù)據(jù)，從而才能求出故障樹最小割集。

在定量分析中，應(yīng)假定各個(gè)底事件的故障是相互獨(dú)立的。若某些底事件互相不獨(dú)立，則按照統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的假設(shè)進(jìn)行計(jì)算時(shí)將出現(xiàn)工程上難以接受的誤差，此時(shí)應(yīng)參考其它專門文獻(xiàn)進(jìn)行不獨(dú)立所需的修正。

在故障樹分析結(jié)束時(shí)，應(yīng)將分析結(jié)果寫成報(bào)告，故障樹分析報(bào)告應(yīng)包括下列主要內(nèi)容：分析任務(wù)；分析假設(shè)；分析方法；數(shù)據(jù)源說(shuō)明；系統(tǒng)的可靠性框圖；不希望事件（頂事件）及其發(fā)生概率；最小割集及其發(fā)生概率和重要度；基本事件和條件事件的重要度；可靠性關(guān)鍵項(xiàng)目及其不能從設(shè)計(jì)中消除的原因。

4 結(jié)論

故障樹分析是一種對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)常用的安全性、可靠性分析方法。它通過(guò)演繹的故障分析法研究系統(tǒng)特定的頂事件，自上向下嚴(yán)格按事件的層次進(jìn)行邏輯分析和因果判斷，找出故障事件的必要而充分的各類原因，畫出邏輯關(guān)系圖（故障樹），最終找出導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有原因和原因組合。由分析結(jié)果可以確定被分析系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)、關(guān)鍵部位、應(yīng)采取的措施、對(duì)可靠性試驗(yàn)的要求等。這些都顯示出其在工業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要性和必要性。廣大設(shè)計(jì)人員只有不斷在其設(shè)計(jì)過(guò)程中深刻融合安全性設(shè)計(jì)理念，讓安全可靠成為產(chǎn)品一大亮點(diǎn)，設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品才能真正被業(yè)界所肯定，被市場(chǎng)所接受。

參考文獻(xiàn)

[1]曹晉華，等.故障樹分析指南.國(guó)防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì)，1998-03-16.

故障樹分析法范文第5篇

關(guān)鍵詞：皮帶運(yùn)輸機(jī)；故障分析；診斷設(shè)計(jì)

1 皮帶運(yùn)輸機(jī)常見故障分析

1.1 皮帶縱向撕裂

當(dāng)皮帶某一處受到的力非常不均勻時(shí)，就會(huì)使皮帶沿著運(yùn)動(dòng)方向被撕裂開來(lái)，這一現(xiàn)象稱為皮帶縱向撕裂。縱向撕裂的主要原因是皮帶由于過(guò)度磨損而受力不均所造成，或是物料中有尖銳雜質(zhì)插入而使皮帶遭到嚴(yán)重破壞而發(fā)生縱向撕裂。這種故障一旦發(fā)生，會(huì)對(duì)皮帶造成破壞性的損害。檢測(cè)皮帶縱向撕裂的方法有很多，常見的方法有接觸式檢測(cè)方法，如在托輥上方安裝棒形檢測(cè)器、壓力檢測(cè)器；非接觸檢測(cè)方法，如超聲波檢測(cè)法、電磁檢測(cè)法。這些檢測(cè)方法在成本、檢測(cè)效果、實(shí)時(shí)性等方面存在一定的局限性。

1.2 皮帶斷帶

皮帶運(yùn)輸機(jī)發(fā)展斷帶故障，一般是由于受到橫向力較大，致使皮帶受力失衡而形成的。通常來(lái)講，皮帶運(yùn)輸機(jī)斷帶部分一般出現(xiàn)在滾筒部分或者是皮帶運(yùn)輸機(jī)接頭部位，這表明在這兩個(gè)部位，容易出現(xiàn)受力不均衡或者荷載過(guò)大的現(xiàn)象。而皮帶斷帶故障也會(huì)造成一些影響，例如在一些繁忙的工作線上，一旦發(fā)生皮帶斷帶，就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)輸線堵塞或者機(jī)架部位受力過(guò)大而損壞的問(wèn)題。甚至有的因?yàn)閿鄮Ч收显斐砷L(zhǎng)時(shí)間停工，給企業(yè)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失，后果比較嚴(yán)重。

1.3 皮帶打滑

與皮帶斷帶相反，皮帶打滑故障是滾筒與皮帶之間受力不足，沒(méi)有足夠摩擦力支撐的問(wèn)題引起，這時(shí)候雖然滾筒依舊在轉(zhuǎn)動(dòng)，但是無(wú)法推動(dòng)皮帶繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。打滑故障雖然不及上述兩種故障給皮帶帶來(lái)的損害大，但是長(zhǎng)時(shí)間的打滑容易使皮帶表面產(chǎn)生大量熱量，如果是在煤炭等企業(yè)中，有可能引起煤塵或者瓦斯爆炸，因此也需要相關(guān)人員加以重視。

1.4 皮帶跑偏

皮帶機(jī)工作時(shí)皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)位置偏離應(yīng)有的理論位置的現(xiàn)象稱為皮帶跑偏，通常表現(xiàn)為皮帶邊緣與滾筒或托輥邊緣的值小于或大于應(yīng)有的理論值。皮帶跑偏將會(huì)造成機(jī)架和皮帶間產(chǎn)生很大的摩擦力，使得皮帶嚴(yán)重磨損，進(jìn)而軟化或撕裂，大大降低皮帶的工作壽命。對(duì)于皮帶跑偏故障的檢測(cè)，通常采用在皮帶兩側(cè)安裝跑偏開關(guān)的方法，一旦皮帶在運(yùn)行中偏離了原有位置，便會(huì)觸動(dòng)到兩側(cè)的跑偏開關(guān)，從而引發(fā)跑偏報(bào)警。

2 皮帶機(jī)故障診斷方法的研究設(shè)計(jì)

2.1 接觸式診斷檢測(cè)方法

2.1.1 棒形z測(cè)器。棒形檢測(cè)器是一根彎曲成托輥狀的槽形棒，安裝在皮帶與緩沖托輥之間的一種檢測(cè)裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。當(dāng)皮帶機(jī)物料當(dāng)中混有雜物時(shí)，這些雜物很有可能將皮帶刺穿，這時(shí)槽形棒就會(huì)被觸動(dòng)，從而使限位開關(guān)有所響應(yīng)，進(jìn)而發(fā)出報(bào)警并使皮帶急停。這種檢測(cè)器在使用時(shí)，可以將若干個(gè)槽形棒連接在一起，以增加檢測(cè)范圍和可靠性。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于安裝維護(hù)，但可靠性較差，且無(wú)法對(duì)皮帶機(jī)損壞程度進(jìn)行檢測(cè)。

2.1.2 弦線式檢測(cè)器。弦線式檢測(cè)器與棒形檢測(cè)器的原理類似，不同之處是將金屬棒換成金屬絲或者尼龍線，其檢測(cè)靈敏度比棒形檢測(cè)器略高，但存在與棒形檢測(cè)器同樣的缺點(diǎn)。

2.1.3 壓力檢測(cè)器。壓力檢測(cè)器是采用測(cè)力托輥代替?zhèn)鹘y(tǒng)托輥，將測(cè)力托輥安裝在輸送帶支架上，當(dāng)輸送帶發(fā)生斷裂、撕裂或者跑偏故障時(shí)，托輥會(huì)受到一個(gè)額外的力，并且這個(gè)力會(huì)保持一段時(shí)間，通過(guò)監(jiān)測(cè)托輥所受力的大小和變化情況來(lái)間接判斷輸送帶是否發(fā)生故障。這種方法原理簡(jiǎn)單，安裝方便，但是可靠性較差，安裝在托輥上的傳感器長(zhǎng)時(shí)間受力，極易產(chǎn)生磨損，使用壽命較短。

2.1.4 漏料檢測(cè)器。漏料檢測(cè)器是一種由托盤平衡錘和支點(diǎn)等組成的簡(jiǎn)單檢測(cè)裝置。當(dāng)皮帶發(fā)生撕裂時(shí)，皮帶上的物料就會(huì)透過(guò)裂縫泄漏到皮帶下方的托盤里，當(dāng)托盤上裝載物料的質(zhì)量大于平衡錘時(shí)，整個(gè)裝置就會(huì)以支點(diǎn)為中心轉(zhuǎn)動(dòng)從而觸動(dòng)限位開關(guān)，使得皮帶報(bào)警并停機(jī)。這種檢測(cè)器檢測(cè)原理和機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢測(cè)方便，但是檢測(cè)器壽命較短，且檢測(cè)實(shí)時(shí)性較差，智能化程度較低。

2.2 非接觸式檢測(cè)方法

非接觸式檢測(cè)方法與接觸式檢測(cè)方法相比，具有無(wú)損檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)，檢測(cè)效果有所提升，非接觸式的檢測(cè)方法主要有以下幾種。

2.2.1 X光射線檢測(cè)法。德國(guó)科學(xué)家首先提出了X光射線檢測(cè)法，并將這種方法成功的運(yùn)用在皮帶運(yùn)輸機(jī)損傷類故障的檢測(cè)中，該方法可以檢測(cè)皮帶內(nèi)的鋼絲繩變形、接頭斷裂，并可對(duì)缺陷定位。當(dāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)以較低速運(yùn)行時(shí)，其損傷的程度和損傷的位置均可以被自動(dòng)記錄下來(lái)，但是皮帶運(yùn)輸?shù)乃俣葧?huì)受到制約。具體原理圖可見下圖2：

2.2.2 超聲波檢測(cè)法。超聲波檢測(cè)法是在皮帶運(yùn)輸機(jī)與托輥之間安裝波導(dǎo)管，波導(dǎo)管產(chǎn)生超聲波并能夠產(chǎn)生超聲波震蕩，通過(guò)超聲波檢測(cè)器接受產(chǎn)生的超聲波。當(dāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生波和接受波都為正常狀態(tài)，檢測(cè)器發(fā)出正常信號(hào)。當(dāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)發(fā)生故障時(shí)，波導(dǎo)管就會(huì)收到損壞而彎曲，使得接受波和發(fā)送波都出現(xiàn)異常，超聲波檢測(cè)器可以檢測(cè)到異常信號(hào)，判斷皮帶發(fā)生故障。這種方法存在一定的破壞性，要使得波導(dǎo)管損壞才能夠判斷皮帶的撕裂，且需要破壞程度較大使得物料穿透皮帶，擠彎波導(dǎo)管后才能起作用。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，皮帶運(yùn)輸機(jī)在我國(guó)運(yùn)用時(shí)間較長(zhǎng)，并且由于皮帶運(yùn)輸機(jī)一般情況下運(yùn)輸距離較長(zhǎng)，靠人工來(lái)完成巡檢存在效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、實(shí)時(shí)性差等問(wèn)題。為此，分析皮帶運(yùn)輸機(jī)故障特點(diǎn)，并且設(shè)計(jì)開發(fā)一套皮帶運(yùn)輸機(jī)故障診斷檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)于實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的安全運(yùn)行和企業(yè)效益的提高具有重要意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]唐春降.煤礦皮帶運(yùn)輸機(jī)故障研究[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013（02）.