FTA故障树分析介绍.doc

1、故障树分析（故障树分析（FTA）概念：在系统设计过程中通过对可能造成系统失效的各种因素（包括硬件、软件、环境、人为因素）进行分析，画出逻辑框图（失效树），从而确定系统失效原因的各种可能组合方式或其发生概率，已计算系统失效概率，采取相应的纠正措施，以提高系统可靠性的一种设计分析方法。故障分析是以故障树作为模型对系统经可靠性分析的一种方法。故障树分析把系统最不希望发生的故障状态作为逻辑分析的目标，在故障树中称为顶事件，继而找出导致这一故障状态发生的所有可能直接原因，在故障树中称为中间事件。再跟踪找出导致这些中间故障事件发生的所有可能直接原因。直追寻到引起中间事件发生的全部部件状态，在故障树中称为底

2、事件。用相应的代表符号及逻辑们把顶事件、中间事件、底事件连接成树形逻辑图，责成此树形逻辑图为故障树。故障树是一种特殊的倒立树状逻辑因果关系图，它用事件符号、逻辑门符号和转移符号描述系统中各种事件之间的因果关系。a 选择和确定顶事件：顶事件是系统最不希望发生的事件，或是指定进行逻辑分析的故障事件。b 分析顶事件：寻找引起顶事件发生的直接的必要和充分的原因。将顶事件作为输出事件，将所有直接原因作为输入事件，并根据这些事件实际的逻辑关系用适当的逻辑门相联系。c 分析每一个与顶事件直接相联系的输入事件。如果该事件还能进一步分解，则将其作用下一级的输出事件，如同 b 中对顶事件那样进行处理。d 重复上述

3、步骤，逐级向下分解，直到所有的输入事件不能再分解或不必要再分解为止，即建成了一棵倒置的故障树。故障树分析是一种根据系统可能发生的事故或已经发生的事故结果，去寻找与该事故发生有关的原因、条件和规律，同时可以辨识出系统中可能导致事故发生的危险源。故障树分析是一种严密的逻辑过程分析，分析中所涉及到的各种事件、原因及其相互关系，需要运用一定的符号予以表达。故障树分析所用符号有三类，即事件符号，逻辑门符号，转移符号。图 1 故障树的事件符号事件符号如图 1 所示包括：1）矩形符号：矩形符号如图 1a）所示。它表示顶上事件或中间事件，也就是需要往下分析的事件。将事件扼要记入矩形方框内。2）圆形符号：圆形符

4、号如图 1b）所示。它表示基本原因事件，或称基本事件。它可以是人的差错，也可以是机械、元件的故障，或环境不良因素等。它表示最基本的、不能继续再往下分析的事件。3）屋形符号：屋形符号如图 1c）所示。主要用于表示正常事件，是系统正常状态下发生的正常事件。4）菱形符号：菱形符号如图 1d）所示。它表示省略事件，主要用于表示不必进一步剖析的事件和由于信息不足，不能进一步分析的事件。图 2 故障树逻辑门符号逻辑门符号如图 2 所示包括：逻辑与门。表示仅当所有输入事件都发生时，输出事件才发生的逻辑关系，如图 2a）所示。逻辑或门。表示至少有一个输入事件发生，输出事件就发生的逻辑关系，如图 2b）所示。条

5、件与门。图 2c）所示，表示 B1、B2 不仅同时发生，而且还必须再满足条件，输出事件 A 才会发生的逻辑关系。条件或门。图 2d），表示任一输入事件发生时，还必须满足条件，输出事件 A 才发生的逻辑关系。排斥或门。表示几个事件当中，仅当一个输入事件发生时，输出事件才发生的逻辑关系，其符号如图 2e）所示。限制门。图 2f）所示，表示当输入事件 B 发生，且满足条件 X 时，输出事件才会发生，否则，输出事件不发生。限制门仅有一个输入事件。顺序与门。表示输入事件既要都发生，又要按一定的顺序发生，输出事件才会发生的逻辑关系，其符号如图 2g）表示。表决门。表示仅当 n 个事件中有 m（mn）个或

6、m 个以上事件同时发生时，输出事件才会发生，其符号如图 2h）所示。图 3 故障树转移符号转移符号包括：转入符号。表示转入上面以对应的字母或数字标注的子故障树部分符号，其符号如图 3a）。转出符号。表示该部分故障树由此转出，其符号如图 3b）。编制故障树应从以下几方面入手：熟悉系统。了解系统的构造、性能、操作、工艺、元件之间的关系及人、软件、硬件、环境的相互作用和系统工作原理等；收集、调查系统事故资料。收集、调查系统的已有事故资料和类似系统的事故资料。确定顶上事件。根据对系统已掌握的资料，在分析系统一类危险源的基础上，确定系统事故类型作为顶上事件。调查分析顶上事件发生的原因，从人、机、物、环境和信息各方面入手调查分析影响顶上事件发生的所有原因。下面以一液化石油气第一类危险源，选择顶上事件为火灾爆炸事故。故障树分析如图 4。A1形成混合气；A2遇火源；A3液态烃泄漏；A4未报警；A5静电火花；A6附近有机动车通行；A7罐爆裂；A8静电未消除；A9罐超压；A10安全阀未起作用；A11未报警；A12未报警；A13无显示；A14液面未显示；A15压力无显示X1烟头未掐灭；X2阀门泄漏；X3法兰