故障树分析培训资料剖析
故障树分析报告行业荟萃
资料借鉴1
26
5. 故障树定性分析
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排成一行（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。
飞机起落架放不下来
液压系 统故障
电磁控 制系统 故障
收放机构本身发生故障
上位锁 故障
收放作 动筒故
连杆机 构故障
资料借鉴障1
12
2. 建树注意事项
1) 明确建树边界条件
建树前应对分析作出合理的假设。如导线不会故障、暂不 考虑人为故障、软件故障等的一些假设
应在FHA或FMEA的基础上，将那些不重要的因素舍去， 从而减少树的规模及突出重点
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。
资料借鉴1
30
5. 故障树定性分析
仍以上述故障树为例，用上 行法求最小割集。故障树的 最下一级为：
M4 X4 X5 M5 X6 X7 M6 X6 X8
故障树的模块分解
模块：故障树中至少两个底事件的集合，向上可到达同一 逻辑门，而且必须通过此门才能到达顶事件 按模块的定义，找出故障树中尽可能大的模块 每个模块构成一个模块子树，可单独地进行定性分析和定 量分析 对每个模块子树用一个等效的虚设底事件来代替，将顶事 件与各模块之间的关系，转换为顶事件与底事件之间的关 系，从而使原故障树得以简化
FaultTreeanalysis故障树分析
操作工面临辞职， 心态有变化，操作 时粗心
对釜进行加压 原因是什么釜底阀堵塞了 上述两者之间存在因果关系吗？ 是 这是唯一的原因吗？ 不是
快速接口连接处是 水平方向
快速接口的卡扣未 拧紧
K462的快速接口崩 开，物料水平飞溅出
K462的快速接口崩开，物料水平飞溅出 原因是什么快速接口连接处是水平方向 上述两者之间存在因果关系吗？ 是 这是唯一的原因吗？ 是
解决方法1：将水平方向改成垂直方向（已打入工单） 解决方法2：更换了连接的胶管，连接处的卡扣更加安全了（已打入工单）
提问和回答
提问 和 回答
谢 谢！
这是唯一的原因吗？ 不是
保温层未及时维修
产生的絮状物DPS落入裂开的保温层 原因是什么操作人员未完全清理掉DPS 上述两者之间存在因果关系吗？ 是
这是唯一的原因吗？ 是
制作执行的标准不 符合聚合釜的要求
生产设备不能完全 回收絮状物DPS
操作人员未完全清 理掉DPS
保温层裂开了
产生的絮状物DPS 落入裂开的保温层
生产设备不能完全回 收絮状物DPS
操作人员未完全清理 干净DPS
保温层裂开了
产生的絮状物DPS落 入裂开的保温层
顶事件 直接原因 间接原因 根本原因
生产过程中保温层内 有絮状DPS
生产过程中釜保温层 冒烟
工厂实例
根据根本原因，执行具体行动
未上报维修部门 施工监督不到位 工艺、设备的原因 没有清扫标准的规定
按导致事故可能性的顺序、用图解的方法来推断结果。结果 推断的图表看上去像一棵有很多分枝的树，每个分枝代表一 个独立的推断方向，从顶事件逐步列出连续的事件（故障） 。
EHS 事件事故调查
事故/事件的起因通常是复杂的。 一起事故可能由多于10种以上的因素引发而来。详细的事故分析一般分为三种 原因：根本原因，间接原因和直接原因。
故障树分析法的内容及其分析
故障树分析法的内容及其分析故障树分析法（Fault Tree Analysis）是1961~1962年间，由美国贝尔电话实验室的沃森（H.A.Watson）在研究民兵火箭的控制系统中提出来的。
首篇论文在1965年由华盛顿大学与波音公司发起的讨论会上发表。
1970年波音公司的哈斯尔（Hassl）、舒洛特（Schroder）与杰克逊（Jackson）等人研制出故障树分析法的计算机程序，使飞机设计有了重要改进。
1974年美国原子能委员会发表了麻省理工学院（MIT）的拉斯穆森（Rasmusson）为首的安全小组所写的“商用轻水核电站事故危险性评价”报告，使故障树分析法从宇航、核能逐步推广到电子、化工和机械等部门。
故障树分析法实际上是研究系统的故障与组成该系统的零件（子系统）故障之间的逻辑关系，根据零件（子系统）故障发生的概率去估计系统故障发生概率的一种方法。
对可能造成系统失效的硬件、软件、环境、人为等因素进行分析，画出故障树，确定系统失效的各种可能组合方式及其发生的概率，从而计算出系统的失效概率，以便采取相的补救措施以提高系统的可靠性。
故障树分析一般有以下一些作用：（1）指导人们去查找系统的故障。
（2）能够指出系统中一些关键零件的失效对于系统的重要性。
（3）在系统的管理中，提供了一种看得见的图解，以便帮助人们对系统进行故障分析，并且对系统的设计有一定的指导作用。
（4）节省了大量的分析系统故障的时间，简化了故障分析过程。
（5）为系统的可靠度的定性与定量分析奠定的基础。
故障树分析一般按以下顺序进行：（1）定义系统，确定分析目的和内容，明确对系统所作的基本假设，对系统有一个详细的、透彻的认识。
（2）选定系统的顶事件。
（3）根据故障之间的逻辑关系，建造故障树。
（4）故障树的定性分析。
分析各故障事件结构的重要度，应用布尔代数对其进行简化，找出故障树的最小割集。
（5）收集并确定故障树中每个基本事件的发生概率或基本事件分布规律及其特性参数。
FTA(故障树分析)培训交流-张小云-2019-11-13
M
E
C
失效效应危害度等级（严酷度）一览表
A
0
➢ 什么是故障（失效）？
产品或系统在规定的条件下在规定的时间内不能执行规定功能的状态，按时间分为偶发失效、间歇失效、永
久失效，按功能完整性分为功能衰退、部分功能失效、全部功能失效等；
➢ 什么是可靠性？
产品或系统在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的能力。可靠性的概率度量叫可靠度。
➢ 什么是质量？
FTA原理 通过对可能造成产品故障的硬件、软件、环境、人为因素进行分析，从而确定产品的故障原因的各种可能的组合方式 和 (或)发生概率。
FTA用途 --复杂系统的功能逻辑分析； --分析同时发生的非关键事件对顶事件的综合影响; --评价系统可靠性与安全性； --确定潜在设计缺陷和危害； --评价采用的纠正措施； --简化系统故障查找。
适用范围
适用于在产品的研制、生产、使用阶段进行故障树建造和对单调故障树进行定性、定量分析。故障树的各 种故障事件可包括硬件故障、软件故障、人的失误、环境影响等各种故障因素，以及能导致人员伤亡、职业 病、设备损坏或财产损失、环境严重污染等事故的各种危险因素。
特点 一种自上而下的图形演绎方法；综合性：硬件、软件、环境、人工因素等；工具简单、灵活；
国内应用 1989年，我国发布了GJB 768.1《建造故障树的基本规则和方法》、GJB 768.2《故障树表述》、GJB 768.3《正规故障
树定性分析》。 1998年，国防科学技术工业委员会发布了GJB/Z 768A-98《故障树分析指南》，并在GJB 450《装备研 制与生产的可靠性通用大纲》的“可靠性定性要求”一节提出了应用FTA方法的任务。
（产品的）一组固有特性满足要求的程度。（产品质量是指产品满足规定需要和潜在需要的特征和特性的总
故障树分析详细范文
故障树分析详细范文1.确定系统故障：首先，需要明确定义系统的故障。
故障可以是系统无法达到预期性能、无法执行特定功能或完全失效等。
2.确定故障起因：然后，需要确定导致系统故障的起因。
这可以是单个组件的故障、操作员错误、环境因素等。
3.创建故障树：接下来，需要创建故障树。
故障树是一个逻辑结构图，用来表示系统故障的可能起因和后果之间的关系。
树的根表示系统故障，分支表示可能的故障起因，叶节点表示故障的具体原因。
4.评估故障概率：在故障树中，需要为每个故障事件分配一个概率值，以表示该事件发生的概率。
这可以通过专家评估、数据分析或以往经验得出。
5.分析故障树：在故障树中，如果存在从顶部到底部的路径，即从根节点到叶节点的路径，表示系统发生故障的逻辑。
通过分析故障树，可以识别导致系统故障的关键故障事件。
6.提出改进措施：最后，根据故障树分析结果，可以提出改进措施，减少系统故障的概率。
例如，可以通过增加备用设备、改进操作程序或提供培训来提高系统的可靠性。
然而，故障树分析也存在一些限制。
首先，它需要大量的时间和专业知识来创建和分析故障树。
其次，故障树分析通常只考虑故障发生的可能性，并未考虑故障的后果严重性。
因此，在进行故障树分析时，需要考虑到这些限制，并结合其他方法来综合评估系统的可靠性和安全性。
总之，故障树分析是一种有效的故障分析方法，能够帮助工程师理解和评估系统的可靠性。
通过详细的故障树分析，可以准确地识别系统故障的起因，并提出相应的改进措施，以提高系统的可靠性和安全性。
安全评价系列讲座故障树分析FaultTreeAnalysisF
安全评价系列讲座故障树分析F a u l t T r e e A n a l y s i s F集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-安全评价系列讲座(7)-第八讲故障树分析(FaultTreeAnalysis，FTA)王广亮中国石化安全工程研究院，青岛2660713故障树定性分析故障树分析，包括定性分析和定量分析两种方法。
在定性分析中，主要包括最小割集、最小径集和重要度分析。
限于篇幅，以下仅介绍定性分析中的最小割集和最小径集。
3．1最小割集及其求法割集：它是导致顶上事件发生的基本事件的集合。
最小割集就是引起顶上事件发生必须的最低限度的割集。
最小割集的求取方法有行列式法、布尔代数法等。
现在，已有计算机软件求取最小割集和最小径集。
以下简要介绍布尔代数化简法。
图8—9为一故障树图，以下是用布尔代数化简的过程。
T=A1+A2=X1X2A3+X4A4=X1X2(X1+X3)+X4(X5+X6)=X1X2A1+XlX2A3+X4X5+X4X6=X1X2+X4X5+X4X6所以最小割集为{X1，X2}，{X4，X5}，{X4，X6}。
结果得到三个交集的并集，这三个交集就是三个最小割集El={Xl，X2}，E2={X4，X5}，E3：{X4，X6}。
用最小割集表示故障树的等效图如图8—1O。
3．2最小径集及其求法径集：如果故障树中某些基本事件不发生，则顶上事件就不发生，这些基本事件的集合称为径集。
最小径集：就是顶上事件不发生所需的最低限度的径集。
最小径集的求法是利用它与最小割集的对偶性。
首先作出与故障树对偶的成功树，即把原来故障树的与门换成或门，而或门换成与门，各类事件发生换成不发生，利用上述方法求出成功树的最小割集，再转化为故障树的最小径集。
例：将上例中故障树变为成功树用T’、A’l、A’2、A’3、A’4、X’l、X’2、X’3、X’4、X’5、X’6表示事件T、Al、A2A3、A4、Xl、X2、X3X，、X、X的补事件，即成功事件；逻辑门作相应转换，如图8—11。
11第五章故障树分析01
形简明而设置的符号。
转移符号可分为
相同转移符号 相似转移符号
⑴ 相同转移符号，见图5所示。
(子树代 号字母数字)
(同左)
(a)转向符号
(b)转此符号
图5相同转移符号
15
(2) 相似转移符号，见图6所示。
（同右）
不同事件标号
XX—XX （若事件标号
相同不写）
(a) 转向符号
（子树代号）
(b) 转此符号
图6相似转移符号
16
A 表示同 A
下面的子树 ，
A
在分图中找。
A 表示同 A 下面的子树，
仅是将事件××—××改成××—××， A 应在总图中找。
小结：故障树常用主要符号列于下表
17
由上述可见，故障树是用事件符号、逻辑门 符号和转移符号描述系统中各事件之间的倒立树 状因果关系图。下面讨论如可建树。
号如图5-1(a)。
(a) 与门
(b) 或门 (c) 禁门
图5-1逻辑门符号
(d) 异或门
12
(2) 或门——表示至少一个输入事件发生时 输出事件就发生。符号如图5-1(b)。
(3) 禁门——当给定条件满足时,则输入事 件直接引起输出事件发生,否则不发生。椭圆 形内注明条件。符号如图5-1(c)。
32
1
(X ) 0
当i ki 1,2,, n 其他
（5-3）
式中 k--- 使系统发生故障的最少底事件。 其故障树如图5-11所示,相当于可靠性框图
k/n［G］的表决系统。
图5-9
图5-10
图5-11
4. 简单与门、或门混合系统的结构函数
33
如图5-12所示。
图5-9
故障树分析(FTA)课程大纲-2023年最新版本
《FTA故障树分析》
【培训课程大纲】
第一章概述
1、故障树的定义
2、故障树分析
——定性分析
——定量分析
——FTA的目的
——FTA一般步骤
3、故障树分析常用的术语及符号
——底事件
——顶事件
——中间事件
——开关事件
——条件事件
4、故障树分析常用的逻辑门及符号
——与门
——或门
——非门
——表决门
——顺序与门
——异或门
——禁门
——故障树转移符号
第二章建立故障树的方法
1、建立故障树的步骤
——确定故障树分析的范围——确定故障树的顶事件——故障树作图
2、故障树的规范化
3、故障树简化方法-模块化方法
4、故障树简化方法-布尔代数法
第三章故障树的定性分析
1、故障树的结构函数
2、最小割集和最小路集
3、故障树分析的下行法与上行法
4、故障树的对偶树
第四章故障树的定量分析
1、定量分析的目的：
2、概率组成函数穷举法
3、利用最小割集求解
4、概率重要度
5、故障树的对偶树
第五章故障树分析的发展方向——模糊故障树
——动态故障树
——贝叶斯网络与故障树分析——多状态故障树
【课程最后，回顾总结，提问答疑】。
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用相应的代表符号及逻辑门把顶事件、 中间事件、底事件连接成树形逻辑 图，则称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。 故障树符号见p129图7-2和7-3
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(2)按故障发生的后果分类 按故障发生的后果可分为功能性故障与 参数型故障。 功能故障是指设备不能继续完成自己规 定功能的故障。这类故障往往是由于个别 零件损坏造成的，如内燃机不能发动，油 泵不能供油。 参数故障是指设备的工作参数不能保持 在允许范围内的故障。这类故障属渐发性 的，一般不妨碍设备的运转，但影响产品 的加工质量，如机床加工精度达不到规定 标准，动力设备出力达不到规定值的故障。
江蘇晉倫塑料 按故障的损伤是否容忍分为允许故障和不允 许故障。 允许故障是指考虑到设备在正常使用条件下， 随着使用时间的增长，设备参数的逐渐劣化是 不可避免的，因而允许发生某些损伤但不引起 严重后果的故障，如零件的某些正常磨损、腐 蚀和老化等。 不允许故障是由于设计时考虑不周，制造装 配质量不合格，违反操作规程所造成的故障， 如设计强度不够造成的零件的断裂，超负荷使 用设备造成的设备损坏等。
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船体钢材不适应海水 低温环境，造成船体 裂纹
GB7829《故障树分析程序》告诉 我们，在绘制故障树时，要熟悉 产品系统，列出故障事件，分析 各故障之间的逻辑关系，逐级有 层次地放置基本的独立的故障事 件，采用故障树符号联接表示因 果关系，简化和整理故障树，消 除任何反馈通道等。
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3、故障树的建立步骤
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泰坦尼克海难
海难后果
顶事件
逻辑门
距其仅20海里的无 线电通讯设备处于 关闭状态，无法收 到求救信号，不能 及时救援
Tatanic号船体沉没，船上三 分之二人员死亡
与 门
中间事件
船上的救生设备不足， 使大多数落水者被冻 死
船体断裂 4
与 门
3
观察员、驾驶员失误， 造成船体与冰山相撞
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(4)先抓主要矛盾，开始建树应先考 虑主要的、可能性很大的以及关键 性‘以致命度、重要度衡量)的故 障事件，然后在逐步细化分解过程 中再考虑次要的、不常发生的以及 后果不严重的次要故障事件； (5)强调严密的逻辑性和系统中事 件的逻辑关系，条件必须清楚，不 可紊乱和自相矛盾。
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设备的故障与事故
• 一、故障的分类 • （l）按故障发生的速度分类 按故障发生的速度可分为突发性故障和渐发性故 障。 突发性故障是由于各种不利因素和偶然的外界影 响的共同作用超出了设备所能承受的限度而突然发 生的故障。这类故障一般无明显征兆，是突然发生 的，依靠事前检查或监视不能预知的故障。 • 如因使用机器不当或超负荷使用而引起零部件损坏； • 因润滑油中断而使零件产生热变形裂纹； • 因电压过高、电流过大而引起元器件损坏而造成的 故障。
输入事件。如果该事件还能进一步分 解，则将其作为下一级的输出事件， 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。
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4、建树时要注意：
(1)忽略小概率事件并不意味着可以忽小 部件的故障和小故障事件，这是两个不同的 概念。挑战者号航天飞机的爆炸就是一个 密封圈失效的“小故障”； (2)有的故障发生概率虽小，可是一旦发 生则后果严重，为了安全以备万一，这种 事件就不能忽略； (3)故障定义必须明确，避免多义性，否 则会使故障树逻辑混乱出现错误；
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(4)按故障的易见性分类 明显安全性故障是指可能直接危及作业安全的 故障，这种故障发生在具有明显功能部件上。 明显使用性故障是指对使用能力或完成作业任 务有直接影响的故障。这种故障不是安全性的， 也是发生在具有明显功能的部件上。 明显非使用性故障是指对使用能力或完成作业 任务没有不利的直接影响的故障。 隐蔽安全性故障是指同另一故障（明显功能故 障）结合后会危及作业安全的隐蔽功能故障。 隐蔽经济性故障是指同另一故障（明显功能故 障）结合后不会产生安全性后果，只有经济性影 响的故障。
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。
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c、分析每一个与顶事件直接相联系的
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渐发性故障 是由于各种影响因素的作用使设备的初始 参数逐渐劣化、衰减过程逐渐发展而引 起的故障。一般与设备零部件的磨损、 腐蚀、疲劳及老化有关，是在工作过程 中逐渐形成的。这类故障的发生一般有 明显的预兆，能通过预先检查或监视早 期发现，如能采取一定的预防措施，可 以控制或延缓故障的发生。
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2、故障树分析FaultTree
故障分析是以故障树作为模型对系统的可靠性 进行分析的一种方法。 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，在故障树中称为底事件。
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二、故障树分析法
1、故障树的概念
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（故障树），从而确定系统故障原 因的各种可能组合方式或其发生概率， 以计算系统故障概率，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。