FTA故障树分析案例
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。
完整版故障树分析法
什么是故障树分析法故障树分析（FTA）技术是美国贝尔电报公刊的电话实验室于1962年开发的，它采用逻辑的方法, 形象地进行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路淸晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。
体现了以系统匸程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统匸程的主要分析方法之-o•般来讲，安全系统工程的发展也是以故障树分析为主要标志的。
1974年美国原了能委员会发衣了关于核电站危险性评价报告，即“拉姆森报告”，人虽、有效地应用了FTA,从而迅速推动了它的发展。
什么是故障树图（FTD）故障树图（或者负分析树）是•种逻辑因果关系图，它根据元部件状态（基本事件）来显示系统的状态（顶事件）。
就像可靠性框图（RBDs）,故障树图也是•种图形化设计方法，并且作为可靠性框图的一种可替代的方法。
•个故障树图是从上到下逐级建树并且根据事件而联系，它用图形化模型路径的方法，使•个系统能导致•个可预知的，不可预知的故障事件（失效），路径的交叉处的事件和状态，用标准的逻辑符号（与，或等等）衣示。
在故障树图中最基础的构造单元为门和事件，这些事件与在可靠性框图中有和同的意义并且门是条件。
故障树和可靠性框图（RBD）FTD和RBD最基本的区别在于RBD匸作在成功的空间，从而系统看上去是成功的集合，然而, 故障树图工作在故障空间并且系统看起来是故障的集合。
传统上，故障树已经习惯使用固定概率（也就是，组成树的每•个事件都有•个发生的固定概率〉然而可靠性框图对于成功（可靠度公式）来说可以包括以时间而变化的分布，并且其他特点。
故障树分析中常用符号故障树分析中常用符号见下衣掷弼分析中常用符号使件符号）号故障树分析法的数学基础1•数学基础（1）基本概念集:从最普遍的意义上说，集就是具有某种共同可识别特点的项（事件）的集合。
这些共同特点使之能够区别于他类事物。
.并集:把集合A的元素和集合B的元素合并在•起，这些元素的全体构成的集合叫做A与B的并集，记为AUB或A+B。
FTA方法案例
故障树分析（FTA）
(1)对所选定的系统作必要的分析，确切了解系统的组成及各项操作的内容，熟悉其正常的作业图；
(2)对系统的故障进行定义，对预计可能发生的故障、过去发生过的故障事例作广泛的调查；
(3)仔细分析各种故障的形成原因，如设计、制造、装配、运行、环境条件、人为因素等；
(5)选定系统可能发生的最不希望发生的故障状态作为顶事件，画出故障逻辑图；
(6)对敌障树作定性分析，确定系统的故障模式；
(7)对故障树进行定量计算，计算出顶事件发生概率、各底事件的结构重要度、概率重要度、关键重要度等可靠性指标。
建树符号包括故障事件符号、逻辑门符号和转移符号等。
(完整版)故障树分析法
什么是故障树分析法故障树分析(FTA)技术是美国贝尔电报公司的电话实验室于1962年开发的，它采用逻辑的方法，形象地进行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。
体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统工程的主要分析方法之一。
一般来讲，安全系统工程的发展也是以故障树分析为主要标志的。
1974年美国原子能委员会发表了关于核电站危险性评价报告，即“拉姆森报告”，大量、有效地应用了FTA，从而迅速推动了它的发展。
什么是故障树图(FTD)故障树图 ( 或者负分析树)是一种逻辑因果关系图，它根据元部件状态(基本事件)来显示系统的状态(顶事件)。
就像可靠性框图(RBDs)，故障树图也是一种图形化设计方法，并且作为可靠性框图的一种可替代的方法。
一个故障树图是从上到下逐级建树并且根据事件而联系，它用图形化"模型"路径的方法，使一个系统能导致一个可预知的，不可预知的故障事件（失效），路径的交叉处的事件和状态，用标准的逻辑符号(与，或等等)表示。
在故障树图中最基础的构造单元为门和事件，这些事件与在可靠性框图中有相同的意义并且门是条件。
故障树和可靠性框图(RBD)FTD和RBD最基本的区别在于RBD工作在"成功的空间"，从而系统看上去是成功的集合，然而，故障树图工作在"故障空间"并且系统看起来是故障的集合。
传统上，故障树已经习惯使用固定概率(也就是，组成树的每一个事件都有一个发生的固定概率)然而可靠性框图对于成功(可靠度公式)来说可以包括以时间而变化的分布，并且其他特点。
故障树分析中常用符号故障树分析中常用符号见下表:故障树分析法的数学基础1.数学基础(1)基本概念集:从最普遍的意义上说，集就是具有某种共同可识别特点的项(事件)的集合。
这些共同特点使之能够区别于他类事物。
并集:把集合A的元素和集合B的元素合并在一起，这些元素的全体构成的集合叫做A与B的并集，记为A∪Ｂ或A+B。
运用故障树分析(FTA)游乐设施安全压杠失效的危险性
轮 齿 屈服 强度 不足 １ ２
２ 轮 齿 疲劳 强度 不足 １ ３ ３ ４ ５ ６ ７ ８ 轮齿 齿面 硬度 不足 １ ４ 材料 夹杂 偏 析 成分 不符 合要 求 冶 金 质量差 １ ５ １ ６ １ ７ １ ８
Ｘ ２ ０ 未 按规 定的方 法程 序进 行检 查维 护
Ｘ ５ Ｘ ６
Ｘ ７
偏 析 成分 不符 合要 求
冶 金 质量差
Ｘ ２ １ Ｘ ２ ２
已存在 的缺 陷未 发现 发 现 的缺陷 未及 时正确 消 除
图 棘轮轮齿 断裂导致 安全压杠 失效故 障树模 型
从 上 图 可 以看 出 ， 顶 上 事件 棘 轮 轮 齿 断 裂 导致 安全 压 杠失 效 （ Ｔ） 是 由中间事 件 ： 工作 应 力 （ Ｍ１ ） 、
掉落 的事故频发 。 掉落的乘客生还 的可能性微乎其 全压杠失效故障原 因进行辨识 ， 得出安全压杠失效
微， 在社会上引起了极大的反响和关注。 游乐设施运 故 障树模型。 通过对最小径集 、 最小割集 、 结构重要 行时安全压杠的失效故障成为了严重威胁乘客生命 度 的计算 ， 讨论预防事故发生的主要途径。 安全的重要隐患。 因此 ， 针对安全压杠 的失效故障建
Ｘ１ 轮齿 屈服 强度 不足 Ｘ１ ７ Ｘ２ 轮齿 疲劳 强度 不足 Ｘ１ ８ Ｘ３ 轮齿 齿面硬 度 不足 Ｘ１ ９ Ｘ ４ 材料 夹杂
２故 障 树 模 型 的 建 立 。 】
根据辨识 出的危险源 ， 建立棘轮轮齿 断裂导致 安全压杠失效故 障树模型图 ， 以便更 加直观清晰地 反映出各类危险源之 间的关系 ， 如下图。 故障树事件
故障树分析FTA
析的事件。
它表示省略事件，主要用于表示不必 菱形の枠 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 。
ａ ａ FTA图示上表示关联部分的移动或者 (IN) (OUT) 三角形の是枠 连接。三角形顶上的线表示向此方
向移动，横向的表示横向移动。
X
表示出现所有输入现象时才会引起输
故障树分析 (Fault Tree Analysis)
何谓FTA？
原因
问题
原因
原因
• 一个问题不只有一个原因。
何谓FTA？
滑跤了
跌跤了
绊倒了
踩空了
何谓FTA？
原因
原因 = 问题
原因
原因
• 有时原因也是问题。 • 此外,对于问题也有很多的原因。
何谓FTA？
鞋底磨光
滑倒了 = 为什么滑倒了？
（※在原理上是摩擦 系数太小）
火种
起火 and
燃烧物
起火是因为有「火种」而且还有 「燃烧物」才会发生。
→双方只要一个不存在,就不会 发生「and」。
车祸 or
打瞌睡 速度太快
交通事故因「打瞌睡」发生,也会 因「速度太快」而发生。
→只要有一个存在,就会发生 「or」。
FMEA与FTA
目的 对象
重点 方法 输入 输出
FMEA 分析识别缺陷
故障树分析的基本程序
6.画出故障树: 从顶上事件开始，采取演绎分析方法，逐层 向下找出直接原因事件，直到所有最基本的事件为止。每 一层事件都按照输入（原因）与输出（结果）之间逻辑关 系用逻辑门连接起来。这样得到的图形就是事故树图。要 注意，任何一个逻辑门都有输入与输出事件，门与门之间 不能直接相连。初步编好的事故树应进行整理和简化，将 多余事件或上下两层逻辑门相同的事件去掉或合并。如有 相同的子树，可以用转移符号表示省略其中一个，以求结 构简洁、清晰。
风险评估技术故障树分析(FTA)
故障树分析(FTA)1 概述故障树(Fault Tree analysis，简称FTA)是用来识别并分析造成特定不良事件(称作顶事件)因素的技术。
因果因素可通过归纳法进行识别，也能够按合乎逻辑的方式进行编排并用树形图进行表示，树形图描述了缘故因素及其与重大事件的逻辑关系。
故障树中识别的因素能够是与组件硬件故障、人为错误或造成不良事项的其他相关事项。
应急发电机的自动启动故障无启动信号柴油发电机故障信号发出故障信号传输故障信号接收故障A燃油泄漏发电机机械故障B短路故障控制模块故障空气过滤器阻塞无燃料通路A故障通路B故障符号：逻辑“与”门(如果输入事件无误)逻辑“或”门(如果输入事件无误)基本事件——无需进一步分析此时无需进一步分析的事项需进一步分析的事件在不同页A点分析的事件图-FTA事例2 用途故障树能够用来对故障(顶事件)的潜在缘故及途径进行定性分析，也能够在把握因果事项可能性的知识以后，定量计算重大事件的发生概率。
故障树能够在系统的设计时期利用，以识别故障的潜在缘故并在不同的设计方案中进行选择；也能够在运行时期利用，以识别重大故障发生的方式和致使重大事件不同途径的相对重要性；故障树还能够用来分析已显现的故障，以便通过图形来显示不同事项如何一起作用造成故障。
3 输入关于定性分析，需要了解系统及故障缘故、系统失效的方式。
详细的图表有利于帮忙分析。
关于定量分析，需要了解故障树中各大体事件的故障率或失效的可能性。
4 进程建构故障树的步骤包括：●界定打算分析的重大事件。
这有可能是故障或该故障阻碍面更大的结果。
若是要分析结果，那么故障树可能有一部份涉及到实际故障的减缓；●从重大事件入手，识别造成重大事件的直接缘故或失效模式；●对其中的每一个缘故/失效模式进行分析，以识别造成故障的缘故；●分步骤地识别不良的系统操作方式，沿着系统自上而下地分析，直到进一步分析可不能产生任何成效为止。
在硬件系统，这可能是组件故障水平。
安全评价方法 故障树分析(Fault Tree Analysis, FTA)
安全评价方法——故障树分析（Fault Tree Analysis,FTA）•故障树分析(FTA)技术是美国贝尔电话实验室于1962年开发的，它采用逻辑的方法，形象地进行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。
体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统工程的主要分析方法之一。
一般来讲，安全系统工程的发展也是以故障树分析为主要标志的。
1974年美国原子能委员会发表了关于核电站危险性评价报告，即“拉姆森报告”，大量、有效地应用了FTA，从而迅速推动了它的发展。
1 数学基础1.1基本概念(1)集：从最普遍的意义上说，集就是具有某种共同可识别特点的项(事件)的集合。
这些共同特点使之能够区别于他类事物。
(2)并集把集合A的元素和集合B的元素合并在一起，这些元素的全体构成的集合叫做A与B的并集，记为A∪B或A+B。
若A与B有公共元素，则公共元素在并集中只出现一次。
例若A={a、b、c、d};B={c、d、e、f};A∪B= {a、b、c、d、e、f}。
(3)交集两个集合A与B的交集是两个集合的公共元素所构成的集合，记为A∩B或A·B。
根据定义，交是可以交换的，即A∩B=B∩A例若A={a、b、c、d};B={c、d、e};则A∩B={c、d}。
(4)补集在整个集合(Ω)中集合A的补集为一个不属于A集的所有元素的集。
补集又称余，记为A′或A。
1.2 布尔代数规则布尔代数用于集的运算，与普通代数运算法则不同。
它可用于故障树分析，布尔代数可以帮助我们将事件表达为另一些基本事件的组合。
将系统失效表达为基本元件失效的组合。
演算这些方程即可求出导致系统失效的元件失效组合(即最小割集)，进而根据元件失效概率，计算出系统失效的概率。
布尔代数规则如下(X、Y代表两个集合)：(1)交换律X·Y=Y·XX+Y=Y+X(2)结合律X·(Y·Z)=(X·Y)·ZX+(Y+Z)=(X+Y)+Z(3)分配律X·(Y+Z)=X·Y+X·ZX+(Y·Z)=(X+Y)·(X+Z)(4)吸收律X·(X+Y)=XX+(X·Y)=X(5)互补律X+X′=Ω=1X·X′=Ф(Ф表示空集)(6)幂等律X·X=XX+X=X(7)狄.摩根定律(X·Y)′=X′+Y′(X+Y)′=X′·Y′(8)对合律(X′)′= X(9)重叠律X+X′Y= X+Y=Y+Y′X2 故障树的编制故障树是由各种事件符号和逻辑门组成的，事件之间的逻辑关系用逻辑门表示。
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XXX
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作业 标准
A
需纳入
A
需纳入
A
不纳入
A
需纳入
A
需纳入
B
需纳入
A
需纳入
A
需纳入
B
需纳入
B
需纳入
B
需纳入
B
需纳入
B
需纳入
B
需纳入
B
需纳入
B
需纳入
B
需纳入
A
需纳入
A
螺纹精度
M8-6H
三孔位置度
Φ0.10mm
清洁
无油污、杂质
螺纹精度
M8-6H
氢脆
加载30-35N.M预紧力,24h 后卸载无裂纹断裂
螺钉硬度
HRC22-32
三孔位置度
Φ0.15mm
机加参数
进给倍率100% 进给量300-500mm/min
孔径尺寸
Φ9mm
适用性
配件性能、结构强度可满 足相应机型要求
终端使用
未做红丹标记 已超校验合格期 维护保养不良 库存时间过久
来料不合格 无法有效干固
螺纹内油污与厌氧胶反应
螺钉不良
表面处理不合格
产生氢脆
热处理不合格 轴套三孔位置度偏差
螺钉硬度过低
飞轮不良
轴套大端面毛刺、粗糙
机加参数设置超标
轴套螺钉安装过孔过大
使用环境
非预期使用 维护保养不良
XX配件用于XX机型 使用服役强度过大
表示在 市场曾
XX厂
管理项目 厌氧胶上胶量
编制
XX
基准 满足4-6牙
紧固扭力标准
25-30N.M
返工流程
补螺钉需打厌氧胶
过程流转
上螺钉工序产品只能通过 流水线逐个流转
红丹标记
打包工序互检确认
计量校验
计量合格证
维护保养
使用说明书
有效期24个月
材料在有效期内
有效期24个月
材料在有效期内
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
干固效果
有效干固时间≤24h
水平1
转子螺钉 脱落松动
备注:A— —作业指
质量宣言: 杜绝质量事故发生
水平2
水平3 紧固扭力不达标
螺钉 (工程)FTA表
水平4 上胶量不够 扭力值设定错误 返工件漏紧固
扭力不良
漏紧固螺钉
产品堆积导致漏序
厌氧胶不良 本体不良
扭力扳手失效
过期失效
成分不良 螺纹精度不合格 三孔位置度偏差
螺纹清洁不良 螺纹精度不合格