FTA的失效树
FTA故障树分析案例
FTA故障树分析案例FTA故障树分析(Fault Tree Analysis)是一种系统性的故障识别和分析方法，用于帮助确定特定事件的潜在原因。
它是一种定性的分析工具，用于分析系统中可能导致故障的节点和事件之间的关系，并确定影响系统功能的重要因素。
下面通过一个案例来详细描述FTA故障树分析的过程和步骤。
案例描述：假设有一家电子工厂生产计算机显示器，其中一个产品存在无法正常启动的问题。
客户抱怨说显示器在抵达终端用户处后不能打开，导致无法正常使用。
为了解决这个问题，我们将使用FTA故障树分析来分析可能的故障原因。
步骤1：明确需分析的事件首先，我们明确要分析的事件是：“显示器无法正常启动”。
这是我们需要解决的核心问题。
步骤2：绘制根本原因事件在根本原因事件之前，我们需要确定可能导致故障的主要事件。
这些事件可以是实际故障或故障状态。
在这个案例中，我们可以将主要事件确定为“电源故障”和“显示器故障”。
步骤3：绘制故障树在根本原因事件的前面，我们需要进一步细分事件，以确定导致故障的根本原因。
根据我们的案例，我们可以将“电源故障”和“显示器故障”进一步细分为以下子事件：-电源故障：电源线断裂、电源开关故障、电源输出电压异常、电源连接不良等。
-显示器故障：显示器线路故障、主板故障、显示面板故障、驱动器故障等。
这些子事件是导致根本原因事件的可能原因。
步骤4：添加逻辑门和引导逻辑在故障树中，我们需要添加逻辑门(如与门、或门、非门)来定义事件之间的逻辑关系。
逻辑门有助于描述故障事件之间的依赖关系。
例如，我们可以使用与门来表示“电源故障”事件，因为在主要事件发生之前，需要同时存在多个子事件。
我们可以使用或门来表示“显示器故障”事件，因为存在多种故障模式。
同时，我们还需要添加引导逻辑，用于上述子事件之间的依赖关系。
例如，“电源线断裂”和“电源连接不良”可能是导致“电源故障”的两个原因，所以我们可以使用或门将它们连接起来。
FTA失效树分析课件
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编辑：vbnmytfdff55578
改进错误的可行策略
重新设计 选择新元件 确认设计和采购的基本要件 研究维护步骤 明确产品检验步骤 严格品管 详述特殊安全指令
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故障树分析
FTA Failure Tree Analysis
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
前言
为了提升系统可靠度，产品在开发階段，利用类 似品管方法：鱼骨图分析手法，找出潜在缺点，并 加以改进，此种分析方法称之为故障树分析法 (Failure Tree Analysis)－ FTA。
FTA是一种系统化的方法，可以有效的找出产品 基本缺陷及其发生原因，以及发生概率，从而作为 可靠性分析的依据。
FTA实施步骤
建立产品缺陷及缺陷失效的逻辑关系图 收集资料 分析缺陷及失效发生概率 计算可靠性数值 决定产品最重要及最容易发生问题的关键点 提出改进建议
FTA通常采用从上而下的分析手法
失效性图解符号说明
a. 最不期望发生的事件 b. 门事件或通常事件 c. 要求做更进一步展开
a. 首要的或基础的故障事件 b. 不要求做更进一步展开
a. 通常事件 b. 必然发生事件
a. 条件发生事件：引发门事件
失效性图解符号说明
a. 次要故障事件 b. 矛盾事件或因数据不充分而不能做进一步
展开
a. 与门 所有的输入事件都满足才会发生输出事件
a. 或门 发生了任何一件的输入事件，输出事件将 会发生
FTA的示例
瓦斯爆炸
产生 乙醚
乙醚 泄漏
用乙醚清 洗皮肤
火焰的 混合
产生 火花
A
乙醚 泄漏
FTA(树图)培训材料PPT课件
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建树注意事项：
选择建树流程时，通常是以系统功能为主线来分析所有故障事件并按逻辑贯 穿始终。但一个复杂系统的主流程可能不是唯一的，因为各分支常有其自己的 主流程，建树时要灵活掌握；
合理地选择和确定系统及单元的边界条件 ； 故障事件定义要具体，尽量做到唯一解释； 系统中各事件间的逻辑关系和条件必须十分清晰，不允许逻辑混乱和条件 矛盾； 故障树应尽量地简化，去掉逻辑多余事件，以方便定性、定量分析。 树图中的主要类别一般可以不先从“5M1E”出发，而是根据具体的质量问 题或逻辑关系去选取。
①比较小概率失效元件组成的各种系统失效概率时，其故障树所含最小割集 的最小阶数越小，系统的失效概率越高；在所含最小割集的最小阶数相同的 情况下，该阶数的最小割集的个数越多，系统的失效概率越高。
②比较同一系统中各基本事件的重要性时，按各基本事件在不同阶数的最小 割集中出现的次数来确定其重要性大小；所在最小割集的阶数越小，出现的 次数越多，该基本事件的重要性越大。
FTA（故障树图）培训材料
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1.FTA概述
故障树分析—FTA (Fault Tree Analysis)是60年代发展起来的用于 可靠性、安全性分析和风险评价的一种方法。 作用：主要是针对各种复杂系统与初样设计阶段进行可靠性、安全性分 析。用于系统的故障分析、预测和找出系统的薄弱环节，以便在设计、 制造和使用中采取相应的改进措施。
FMEA与FTA的比较
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实例1：目的手段型
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实例2：因果分析型
例：某制药厂生产骨痛贴膏 ，出现废片率高的问题。经 过调查，症结是“膏面色泽 不均匀”。
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FTA--失效树分析
FMECA的一般方法
雷达系统的FMECA分析
• 第一步、 绘制分级功能框图。这种框图既不是工作 原理框图，也不是可靠性框图，而是将系统内部分为 子系统、分机、功能单元和元器件等若干功能等级的 框图。
• 它不但表明了构成系统的各个子系统、分机、功能组 件和元器件在功能上的相互依赖关系，而且便于看出 失效模式、效应及危害度分析应在哪一级上进行。 • 例 绘制雷达系统功能等级框图（图2.4），图中的分 析对象是接收机内的前置放大器，故其它子系统的分 机和接收机内其它功能单元及其元器件均被略去了
FMECA的一般方法
故障模式、效应及危害度分析 的基本程序
• 定义系统及其各种功能要求和相应的失效判据； • 制订功能、可靠性等框图，并作扼要的文字说明； • 确定在哪一功能级上进行分析，并根据实际情况确定采用 的分析方法； • 确定失效模式及其发生的原因和效应，以及由此引起的各 种继发事件； • 确定失效检测方法和可能采取的预防性措施； • 针对后果特别严重的失效，进一步考虑修改设计的步骤； • 计算相对故障概率及其故障危害等级； • 根据失效模式、效应及危害度分析结果提出相应的改进建 议 FMECA的一般方法
严酷度分类
为了度量产品故障造成的最坏的潜在影响，应对 每一潜在的故障模式进行严酷度分类，严酷度一般分 为四级： Ⅰ类（灾难的）——这种故障会引起人员死亡或系统 （如飞机、导弹起人员严重伤害、 重大的经济损失或导致任务失败。 Ⅲ类（临界的）——这种故障会引起人员的轻度伤害， 一定的经济损失或导致任务延误或降级。 Ⅳ类（轻度的）——这种故障不会造成人员的轻度伤 害及一定程度的经济损失，但它会导致非计划维修。
FMECA的一般方法
图2.4 某系统的功能等级框图
FTA故障树分析
FTA故障树分析故障树分析（FTA）是一种系统性的、结构性的故障分析方法，通过分析系统中的可能性故障和相互之间的关系，确定导致系统故障的主要原因。
FTA是一种量化的方法，可以帮助工程师找出潜在的故障模式，预测系统的可靠性，从而采取预防措施，保证系统运行的稳定性和可靠性。
下面将对FTA的基本原理、步骤和应用进行详细介绍。
FTA的基本原理是基于逻辑关系的思想，通过建立一个树状结构图来描述系统中可能出现的故障和各种原因之间的逻辑关系。
故障树的根节点是系统的故障，树的其他节点是导致系统故障的基本事件或子系统故障。
每个节点之间通过逻辑门（如与门、或门、非门等）连接起来，表示它们之间的逻辑关系。
通过逻辑运算，可以计算出导致系统故障的可能性。
FTA的步骤主要包括：1.确定系统边界：首先要确定系统的边界，明确需要进行故障分析的系统范围。
2.确定系统故障：确定系统中可能出现的故障，这些故障可以是设备故障、人为错误、设计缺陷等。
3.确定基本事件：针对每种故障，确定导致这种故障的基本事件，也就是这种故障发生的最小单位。
4.建立故障树：根据基本事件之间的逻辑关系，建立故障树，将所有的基本事件和故障之间通过逻辑门相连接。
5.分析故障树：通过对故障树的逻辑运算和评估，计算出导致系统故障的可能性。
6.识别潜在故障模式：通过对故障树的分析，找出导致系统故障的主要原因，识别潜在的故障模式。
7.制定预防措施：根据故障树的分析结果，制定相应的预防措施，避免系统故障的发生。
FTA的应用范围非常广泛，可以应用于各种行业和领域的系统分析和故障预测中。
以下是FTA的一些应用场景：1.工业生产：在工业生产中，FTA可以用于分析生产系统中可能出现的故障，预测生产设备的可靠性，帮助企业提前发现潜在的故障隐患，确保生产线的正常运行。
2.航空航天：在航空航天领域，FTA可以用于分析飞机系统的故障原因，预测飞机的可靠性，提高航空器的安全性和可靠性。
3.核电站：在核电站领域，FTA可以用于分析核电站系统中可能出现的故障，评估核电站的安全性和可靠性，确保核电站的运行安全。
fta故障树分析法
fta故障树分析法故障树分析法（FTA）是一种系统性的故障分析方法，用于识别和分析故障根本原因。
它是在20世纪50年代初由美国国防军工业界引入的，并在之后的几十年中得到了广泛应用和发展。
故障树分析法可以帮助工程师和专业人士深入了解故障发生的机制，以便采取相应的预防和修复措施，保证系统的可靠性和安全性。
故障树分析法的基本原理是将系统的故障看作是一个树形结构，通过逐步推导和分析，找到导致故障的基本事件，并最终找出根本的故障原因。
在进行故障树分析时，首先需要确定故障的定义和边界条件，即明确故障的性质和发生的条件。
然后，将故障定义为顶事件，通过逆向分析确定导致顶事件的基本事件，并根据逻辑关系构建树形结构。
基本事件可以是设备故障，也可以是人为操作失误等。
最后，通过定量或定性的方法对整个故障树进行评估，确定哪些事件是关键事件，从而确定系统的可靠性和安全性。
故障树分析法在实际应用中具有广泛的适用性。
首先，它可以在系统设计阶段进行故障分析，早期发现和解决潜在的故障隐患。
其次，它可以作为一种预防性的分析工具，帮助工程师识别系统中的薄弱环节，并制定相应的改进和加固措施。
此外，它还可以作为事故调查和故障分析的方法之一，帮助工程师找出故障的根本原因，防止类似故障的再次发生。
故障树分析法的应用领域非常广泛，涵盖了航空航天、电力、铁路、化工、石油等众多行业。
以航空航天领域为例，故障树分析可以用于分析飞机系统的各个故障模式和失效原因，帮助工程师设计出更加可靠和安全的飞行器。
在电力系统中，故障树分析可以用于分析电网中的各种故障模式，比如短路、断路等，以确保电力系统的稳定性和可靠性。
在化工和石油行业中，故障树分析可以用于分析装置的各种故障模式和失效原因，以避免事故和事故扩大。
然而，故障树分析法也存在一些局限性和挑战。
首先，故障树分析需要大量的数据和专业知识，对分析人员的要求较高。
其次，故障树分析只能分析单一故障模式，对复杂系统的分析比较困难。
fta故障树分析法2篇
fta故障树分析法2篇第一篇：FTA故障树分析法1. FTA故障树分析法的概念FTA故障树分析法，即故障树分析法（Fault Tree Analysis），是一种系统级别、层次化、逻辑推理的故障分析方法，旨在通过对底层故障的分析，推导出导致系统级别故障的原因，并提供针对性的解决方案。
2. FTA故障树分析法的基本原理FTA故障树分析法的基本原理是将系统故障看作一棵逆向的树状结构，根节点代表系统故障，其余节点代表导致系统故障的故障单元，叶节点代表最底层故障的具体原因。
树状结构由逻辑门和事件两种基本元素组成。
逻辑门分为与门（AND 门）、或门（OR门）和非门（NOT门）。
与门表示多个故障单元同时发生才能导致系统故障，或门表示多个故障单元中任意一个发生即可导致系统故障，非门表示故障单元未发生才能导致系统故障。
每个节点都有概率与频率值，用于描述该节点的发生概率和频率。
3. FTA故障树分析法的步骤FTA故障树分析法的步骤主要分为以下几个方面：（1）明确故障树的目标和边界。
（2）生成系统故障的根节点。
（3）对导致系统故障的故障单元进行分析，生成子节点。
（4）对生成的子节点再进行评估、划分和迭代，生成更细致的节点。
（5）将每个叶子节点的发生概率或频率值与其它节点的发生概率或频率值相结合，推导出系统级别故障的发生概率或频率值。
（6）根据分析结果制定针对性的修复方案、提高方案和替代方案。
其中，节点的评估通常采用简单事件树（SET）、桶子树（BST）等方法，以确定节点的概率估计值。
4. FTA故障树分析法的适用范围FTA故障树分析法适用于各种规模的系统，在工程、航空、军事、核电站、航天、交通、制造、电力、自动化和计算机等领域均有广泛应用，在降低事故风险、提高质量和可靠性方面具有广泛的应用前景。
5. FTA故障树分析法的优点和局限（1）优点：FTA故障树分析法能够快速识别系统故障的根源，帮助采取有针对性的解决方案，减少事故风险和影响。
FTA--失效树分析
• 第二步
• 确定被分析单元的（前置放大器内每一个元器
件）失效模式频数比，即某一种失效模式出现 的次数与单元出现的全部故障次数之比。α
• 可依据GJB299给出的典型电子设备用元器件的
失效模式及其频数比，这个比值应根据具体元
器件和使用人员的实际经验加以修正，也可以
统计获得。
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GJB299给出的失效模式分布
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概述
应用注意事项
• FMECA、FTA都是可靠性分析方法，但
是并非万能。FMECA、FTA不能代替全
部可靠性分析。这两种方法不仅要相辅
相成地应用，还要重视与其它分析方法、
管理方法及数据的结合。尤其，FMECA、
FTA都是重视功能型的静态分析方法，在
考虑时间序列与外部因素等共同原因方
面，即动态分析方面并不完善。
利用表格，简单列举系统构 特点 成零部件的所有故障模式， （优 并假定其发生，可找出系统 点与 可能发生的故障。缺点是只
缺 输入硬件的单一故障模式， 点） 因而是孤立的分析。在某种
程度上也可考虑与人员差 错、软件错误有关系统的部 件。对于含大量部件，具有 多重功能的工作模式和维修 措施的复杂系统，以及环境 影响大的系统，在应用上均 202有1/10困/10难
• 第七步 • 计算前置放大器的危害度：
(C)sr Cij r6.63 156 0
ij
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第八步 建立危害度（性）矩阵
• 危害性矩阵用来确定和比较每一故障模式的危害 程度，进而为确定改进措施的先后次序提供依据。
• 矩阵的横坐标用故障模式的严酷度表示。在进行 定性分析时，纵坐标表示发生故障模式发生的概 率等级（对上一级的影响）；在进行定量分析时， 纵坐标表示产品或故障模式的危害度。
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为了提升系统可靠度，产品在开发階段，利用类 似品管方法：鱼骨图分析手法，找出潜在缺点，并 加以改进，此种分析方法称之为故障树分析法 (Failure Tree Analysis)－ FTA。
FTA是一种系统化的方法，可以有效的找出产品 基本缺陷及其发生原因，以及发生概率，从而作为 可靠性分析的依据。
n = 输入的数字
重新设计 选择新元件 确认设计和采购的基本要件 研究维护步骤 明确产品检验步骤 严格品管 详述特殊安全指令
a. 通常事件 b. 必然发生事件
a. 条件发生事件：引发门事件
a. 次要故障事件 b. 矛盾事件或因数据不充分而不能做进一步
展开
a. 与门 所有的输入事件都满足才会发生输出事件
a. 或门 发生了任何一件的输入事件，输出事件将 会发生
瓦斯爆炸
产生 乙醚
乙醚 泄漏
用乙醚清 洗皮肤
火焰的 混合
产生 火花
建立产品缺陷及缺陷失效的逻辑关系图 收集资料 分析缺陷及失效发生概率 计算可靠性数值 决定产品最重要及最容易发生问题的关键点 提出改进建议
FTA通常采用从上而下的分析手法
a. 最不期望发生的事件 b. 门事件或通常事件 c. 要求做更进一步展开
a. 首要的或基础的故障事件 b. 不要求做更进一步展开
A
乙醚 泄漏
用乙醚清 洗识不了解 人为失误 故意
与门
n
P( A) P( xi )
或门
i 1
n
P( A) 1 (1 P(xi )
此时 P(A) = 输出概i率1 , P(Xi)=第i个输入 的概率