故障树分析报告PPT课件
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故障树分析FTAPPT教学课件
21
Z ` Ì g
圆形图示
事件记号
③省略事件 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 。 ④通常现象 不是缺陷现象，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。
22
H ` Ì g
家形图示
事件记号
⑤移动(转移）记号 FT图示上表示关联部分 的移动或者是连接。 三角形顶上的线表示向 此方向移动，横向的表 示横向移动。
15
※实际的FTA：顶上事件和中间事件用“and” 或者“or”连 结 起火是因为有「火种」而且还有 起火 「燃烧物」才会发生。
and 火种 燃烧物 →双方只要一个不存在,就不会 发生「and」。
车祸 or
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」。
(IN)
(OUT)
O p ` Ì g
23
移动记号的使用例
1 1
2
2
24
逻辑记号
• 表现象间因果关系的记号
25
逻辑记号
X
①AND形出入口 表示出现所有输入现 象时才会引起输出现 象。 Ａ与Ｂ同时出现时， 产生Ｘ。表示冗长性。
B
A
26
逻辑记号
X
②OR形出入口 表示出现任何一个输 入现象时都会引起输 出现象。 Ａ与Ｂ随便一个出现 时，都会引起Ｘ出现。
欠け クラック 変形
＝崩缺+裂纹+变形 ＝0.01+0.02+0.005
1%
2%
0.5%
＝0.035 ＝ 3.5％
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Z ` Ì g
圆形图示
事件记号
③省略事件 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 。 ④通常现象 不是缺陷现象，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。
22
H ` Ì g
家形图示
事件记号
⑤移动(转移）记号 FT图示上表示关联部分 的移动或者是连接。 三角形顶上的线表示向 此方向移动，横向的表 示横向移动。
15
※实际的FTA：顶上事件和中间事件用“and” 或者“or”连 结 起火是因为有「火种」而且还有 起火 「燃烧物」才会发生。
and 火种 燃烧物 →双方只要一个不存在,就不会 发生「and」。
车祸 or
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」。
(IN)
(OUT)
O p ` Ì g
23
移动记号的使用例
1 1
2
2
24
逻辑记号
• 表现象间因果关系的记号
25
逻辑记号
X
①AND形出入口 表示出现所有输入现 象时才会引起输出现 象。 Ａ与Ｂ同时出现时， 产生Ｘ。表示冗长性。
B
A
26
逻辑记号
X
②OR形出入口 表示出现任何一个输 入现象时都会引起输 出现象。 Ａ与Ｂ随便一个出现 时，都会引起Ｘ出现。
欠け クラック 変形
＝崩缺+裂纹+变形 ＝0.01+0.02+0.005
1%
2%
0.5%
＝0.035 ＝ 3.5％
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FA故障树分析课件
故障树应由设计人员在FMEA基础上建立。可靠性专业 人员协助、指导，并由有关人员审查，以保证故障树 逻辑关系的正确性。
应与FMEA工作相结合
应通过FMEA找出影响安全及任务成功的关键故障模 式（即I、II类严酷度的故障模式）作为顶事件，建立
故障树进行多因素分析，9找出各种故障模式组合，为 2023/12/30
内容提要
概述 故障树的基本概念
定义 目的、特点
FTA工作要求
常用事件、逻辑门符号
故障树分析
定性分析
定量分析
1
重要度分析
2023/12/30
概述
切尔诺贝利核泄露事故、美国的挑战者号升空后爆炸 和印度的博帕尔化学物质泄露。
FMECA：单因素分析法，只能分析单个故障模式对系 统的影响。
故障树定性分析
· 求最小割集 · 最小割集比较
故障树定量分析
· 求顶事件发生概率 · 重要度分析
确定 设计 上的 薄弱 环节
采取措 施，提 高产品 可靠性 和安全 性
FTA 报告
2023/12/30
18
故障树定性分析
目的
寻找顶事件的原因事件及原因事件的组合（最小割集 ）
发现潜在的故障 发现设计的薄弱环节，以便改进设计 指导故障诊断，改进使用和维修方案
A
时，输出事件A才发生。
顺序条件
B
A
非门：输出事件A是输入事件B的逆事件。
B
2023/12/30
15
符号 故障树常用逻说辑明门符号
相同转移符号（A是子树代号，用字母数字表示）：
A
A
左图表示“下面转到以字母数字为代号所指的地方去”
右图表示“由具有相同字母数字的符号处转移到这里 来”
应与FMEA工作相结合
应通过FMEA找出影响安全及任务成功的关键故障模 式（即I、II类严酷度的故障模式）作为顶事件，建立
故障树进行多因素分析，9找出各种故障模式组合，为 2023/12/30
内容提要
概述 故障树的基本概念
定义 目的、特点
FTA工作要求
常用事件、逻辑门符号
故障树分析
定性分析
定量分析
1
重要度分析
2023/12/30
概述
切尔诺贝利核泄露事故、美国的挑战者号升空后爆炸 和印度的博帕尔化学物质泄露。
FMECA：单因素分析法，只能分析单个故障模式对系 统的影响。
故障树定性分析
· 求最小割集 · 最小割集比较
故障树定量分析
· 求顶事件发生概率 · 重要度分析
确定 设计 上的 薄弱 环节
采取措 施，提 高产品 可靠性 和安全 性
FTA 报告
2023/12/30
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故障树定性分析
目的
寻找顶事件的原因事件及原因事件的组合（最小割集 ）
发现潜在的故障 发现设计的薄弱环节，以便改进设计 指导故障诊断，改进使用和维修方案
A
时，输出事件A才发生。
顺序条件
B
A
非门：输出事件A是输入事件B的逆事件。
B
2023/12/30
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符号 故障树常用逻说辑明门符号
相同转移符号（A是子树代号，用字母数字表示）：
A
A
左图表示“下面转到以字母数字为代号所指的地方去”
右图表示“由具有相同字母数字的符号处转移到这里 来”
《故障树分析》课件
编制方法
02
03
编制注意事项
采用演绎法，从上至下逐层展开 ，将上一级故障与下一级故障之 间用逻辑门连接。
确保故障树完整、准确，避免遗 漏重要故障路径，同时简化不必 要的细节。
故障树的规范化
规范化目的
为了便于分析和比较不同系统的故障树，需要 将故障树规范化。
规范化方法
采用统一的符号和格式表示各级故障事件和逻 辑门，制定规范化的故障树绘制标准。
详细描述
航天器故障分析涉及多个子系统，如推进系统、控制系统、通信系统等，每个子系统又包含多个部件。通过故障 树分析，可以识别出导致航天器故障的关键因素，进而采取相应的预防措施，提高航天器的可靠性。
案例二：核电站故障分析
总结词
严重后果、安全重要性
详细描述
核电站的故障可能导致放射性物质泄漏、环境污染等严重后果。通过故障树分析，可以识别出导致核 电站故障的潜在因素，如设备故障、人为操作失误等，并制定相应的预防措施，确保核电站的安全运 行。
故障树软件的优势与局限性
01
需要一定的学习成本，需要用户具备一定的故障树分
析基础；
02
对于大型和复杂的故障树，可能需要较长时间进行建
模和分析；
03
对于某些特定领域或复杂系统，可能需要定制化的故
障树软件或结合其他工具进行综合分析。
05
故障树分析案例
案例一：航天器故障分析
总结词
复杂系统、高可靠性要求
规范化要求
确保规范化后的故障树结构清晰、易于理解，同时保持原有的逻辑关系。
故障树的简化
简化目的
为了提高故障树分析的效率和实用性，需要对过于复杂的故障树进 行简化。
简化方法
合并重复或相似的基本事件，去除对顶事件影响微弱的基本事件， 简化复杂的逻辑关系。
故障树(FTA)方法详细讲解 PPT课件
I(1) = I(2) > I(3) = = I(4) = I(5) = I(8) = I(9) > I(6) = I(7) = I(10) = I(11) = I(12) = I(13) = I(14) = I(15) = I(16) = I(17) = I(18) = I(19) = I(20)
分析步骤
建立故障树； 故障树定性分析 故障树定量分析 重要度分析 分析结论：薄弱环节 确定改进措施
准 备 工 作
选择 合理 的顶 事件
建 造 故 障 树
故障树定性分析
求最小割集 最小割集比较
故障树定量分析
求顶事件发生概率 重要度分析
确定 设计 上的 薄弱 环节
故障树指用以表明产品哪些组成部分的故障或外 界事件或它们的组合将导致产品发生一种给定 故障的逻辑图。
故障树是一种逻辑因果关系图，构图的元素是 事件和逻辑门
事件用来描述系统和元、部件故障的状态 逻辑门把事件联系起来，表示事件之间的逻辑关系
基本概念
故障树分析（ FTA ）
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，画出故障树，从而确定产 品故障原因的各种可能组合方式和(或)其发生 概率。
定性分析 定量分析
FTA目的
目的
帮助判明可能发生的故障模式和原因； 发现可靠性和安全性薄弱环节，采取改进措施，
以提高产品可靠性和安全性； 计算故障发生概率； 发生重大故障或事故后，FTA是故障调查的一
种有效手段，可以系统而全面地分析事故原因， 为故障“归零”提供支持； 指导故障诊断、改进使用和维修方案等。
双发电机 电站丧失部分电力
+
不同时发生
分析步骤
建立故障树； 故障树定性分析 故障树定量分析 重要度分析 分析结论：薄弱环节 确定改进措施
准 备 工 作
选择 合理 的顶 事件
建 造 故 障 树
故障树定性分析
求最小割集 最小割集比较
故障树定量分析
求顶事件发生概率 重要度分析
确定 设计 上的 薄弱 环节
故障树指用以表明产品哪些组成部分的故障或外 界事件或它们的组合将导致产品发生一种给定 故障的逻辑图。
故障树是一种逻辑因果关系图，构图的元素是 事件和逻辑门
事件用来描述系统和元、部件故障的状态 逻辑门把事件联系起来，表示事件之间的逻辑关系
基本概念
故障树分析（ FTA ）
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，画出故障树，从而确定产 品故障原因的各种可能组合方式和(或)其发生 概率。
定性分析 定量分析
FTA目的
目的
帮助判明可能发生的故障模式和原因； 发现可靠性和安全性薄弱环节，采取改进措施，
以提高产品可靠性和安全性； 计算故障发生概率； 发生重大故障或事故后，FTA是故障调查的一
种有效手段，可以系统而全面地分析事故原因， 为故障“归零”提供支持； 指导故障诊断、改进使用和维修方案等。
双发电机 电站丧失部分电力
+
不同时发生
故障树分析报告 ppt课件
ppt课件
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3. 故障树的规范化
特殊事件的规范化：
未探明事件
根据其重要性(如发生概率的大小，后果严重程度等等) 和数据的完备性，或者当作基本事件或者删去：
重要且数据完备的未探明事件当作基本事件对待 不重要且数据不完备的未探明事件则删去 其它情况由分析者酌情决定
开关事件：当作基本事件
条件事件：总是与特殊门联系在一起的，它的处理规则 在特殊门的等效变换规则中介绍
ppt课件
2
一、概述
如某电机工作原理图
电路开关合上后马达不转
开关
电源
电机 (马达)
由图可知：故障树主要由事件和 逻辑门构成，图中的事件用来描 述系统或元部件的故障状态，逻 辑门把事件联系起来，表示事件 之间的逻辑因果关系
马达 故 障
ppt课件
电源 故 障
开关合上后无电源
线路 故 障3
一、概述
a) 求顶事件的发生概率 b) 重要度分析
(5) 确定设计上的薄弱环节（找出问题所在） (6)采取措施，提高产品的可靠性和安全性
ppt课件
5
三、常用事件及其符号
ppt课件
6
四、常用逻辑门及其符号
ppt课件
7
五、FTA的主要内容
故障树的建造 建树的注意事项 故障树的规范化 故障树的简化和模块分解 故障树定性分析 故障树定量分析 重要度分析 分析时应注意的事项 分析报告的主要内容 某型飞机主起收放系统FTA
故障树可作为管理和维修人员的一个形象的管理、维修指 南，可用于培训使用、维修和管理人员，可用来制订维修 计划和检修排故方案
ppt课件
4
二、故障树分析的一般步骤
故障树分析(上)课件
顶事件是故障树分析的出发点， 通常是系统故障或事故的最终结 果。
顶事件选择原则
选择具有重大影响的故障或事故 作为顶事件，能够为分析提供明 确的目标和方向。
故障树的编制
编制步骤
从顶事件开始，逐级向下分析导致顶 事件发生的直接原因和间接原因，直 到基本事件。
编制方法
采用演绎法，从结果追溯原因，逐层 深入分析。
03
事件
在系统中发生或可能发生 的状态变化，如设备故障 、人员失误等。
门
表示事件之间的逻辑关系 ，如与门、或门等。
树
表示事件之间的层次关系 ，从顶事件到底事件的层 次结构。
故障树分析的步骤
确定顶事件
顶事件是导致系统故障的最终 结果事件，通常是系统中最不
希望发生的事件。
软件将分析结果以图形、表格等形式输出 ，方便用户查看和解读。
故障树软件的应用实例
航空航天领域
在航空航天领域，故障树软件广 泛应用于航天器的故障诊断和可 靠性分析，为航天器的安全运行
提供保障。
核能工业领域
在核能工业领域，故障树软件用于 分析核反应堆的故障模式和影响， 为核设施的安全运行提供决策支持 。
故障树分析(上)课件
• 故障树分析简介 • 故障树的建立 • 故障树的分析技术 • 故障树的软件应用 • 故障树的局限性及未来发展
目录
01
故障树分析简介
定义与目的
定义
故障树分析是一种系统工程技术，用于分析系统故障的原因和机理，识别系统 中的薄弱环节，并采取相应的改进措施。
目的
通过故障树分析，可以确定导致系统故障的各种可能因素，评估它们对系统可 靠性的影响，并制定相应的预防和改进措施，提高系统的可靠性和安全性。
顶事件选择原则
选择具有重大影响的故障或事故 作为顶事件，能够为分析提供明 确的目标和方向。
故障树的编制
编制步骤
从顶事件开始，逐级向下分析导致顶 事件发生的直接原因和间接原因，直 到基本事件。
编制方法
采用演绎法，从结果追溯原因，逐层 深入分析。
03
事件
在系统中发生或可能发生 的状态变化，如设备故障 、人员失误等。
门
表示事件之间的逻辑关系 ，如与门、或门等。
树
表示事件之间的层次关系 ，从顶事件到底事件的层 次结构。
故障树分析的步骤
确定顶事件
顶事件是导致系统故障的最终 结果事件，通常是系统中最不
希望发生的事件。
软件将分析结果以图形、表格等形式输出 ，方便用户查看和解读。
故障树软件的应用实例
航空航天领域
在航空航天领域，故障树软件广 泛应用于航天器的故障诊断和可 靠性分析，为航天器的安全运行
提供保障。
核能工业领域
在核能工业领域，故障树软件用于 分析核反应堆的故障模式和影响， 为核设施的安全运行提供决策支持 。
故障树分析(上)课件
• 故障树分析简介 • 故障树的建立 • 故障树的分析技术 • 故障树的软件应用 • 故障树的局限性及未来发展
目录
01
故障树分析简介
定义与目的
定义
故障树分析是一种系统工程技术，用于分析系统故障的原因和机理，识别系统 中的薄弱环节，并采取相应的改进措施。
目的
通过故障树分析，可以确定导致系统故障的各种可能因素，评估它们对系统可 靠性的影响，并制定相应的预防和改进措施，提高系统的可靠性和安全性。
故障树(FTA)方法详细讲解PPT课件
最小割集：若将割集中所含的底事件任意去掉一个 就不再成为割集了，这样的割集就是最小割集。
路集、最小路集概念
路集：故障树中一些底事件的集合，当这些底事件 同时不发生时，顶事件必然不发生；
最小割集：若将路集中所含的底事件任意去掉一个
就不再成为路集了，精这选ppt样课件2的021路集就是最小路集。
确定顶上事件为,“甲醇羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸”。
（2）根据因果关系分析、编制事故树
从顶上事件开始，采用演绎分析法，一级一级往下找出所有原因事件，直到最基本的原因事件
为止。
每一层事件都按照输入（原因）输出（结果）之间逻辑关系用逻辑门连接起来，从而按其逻辑
关系画出事故树。
以T“羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸”为顶上事件，故首先将此顶上事件写在事故树图的最上
16
最小割集的意义
最小割集对降低复杂系统潜在事故风险具有重大 意义
如果能使每个最小割集中至少有一个底事件恒不发生 (发生概率极低)，则顶事件就恒不发生(发生概率极 低) ，系统潜在事故的发生概率降至最低
消除可靠性关键系统中的一阶最小割集，可消除 单点故障
可靠性关键系统不允许有单点故障，方法之一就是设 计时进行故障树分析，找出一阶最小割集，在其所在 的层次或更高的层次增加“与门”，并使“与门”尽 可能接近顶事件。
精选ppt课件2021
10
故障树常用逻辑门符号
符号
说明
禁门：
A
禁门打开条件
仅当“禁门打开条件”发生时，输入事件B发生才导致输 出事件A发生；
打开条件写入椭圆框内。
B
顺序与门：仅当输入事件B按规定的“顺序条件”发生时， 输出事件A才发生。
A 顺序条件
故障模式_效应及危害性分析故障树分析 ppt课件
8
概述
• 失效树分析，是把系统不希望发生的失
效状态作为失效分析的目标，这一目标
在失效树分析中定义为“ 顶事件”。在
分析中要求寻找出导致这一失效发生的
所有可能的直接原因，这些原因在失效
树分析中称之为“ 中间事件”。再跟踪
追迹找出导致每一个中间事件发生的所
有可能的原因，顺序渐进，直至追踪到
对被分析对象来说是一种基本原因为止。
• 这种分析方法能对被研究对象具体指明单元可 能发生的失效模式（例如，对电路来说，是发 生开路失效或短路失效，饱和阻塞，还是参数 漂移等）、产生的效应和后果，因而有助于获 得供改进可靠性用的具体工程方案。
5
• FMECA是在FMEA基础上扩展出来的， 它是FMA(故障模式分析)、FEA（失效 影响分析）、FCA(失效后果分析)三种方 法的总称。它使定性分析的FMEA增加 了定量分析的特点。
13
故障模式、效应与危害度分析 (FMECA) 的一般方法
14
通过失效模式、效应及危害度 分析可以做到
• 鉴别出被分析单元会导致的不可接受或非常严 重的失效，确定可能会对预期或所需运行情况 造成致命影响的失效模式，并列出由此而引起 的从属失效；
• 决定需另选的元器件、零部件和整件； • 保证能识别各种检测手段引起的失效模式； • 选择预防或正确维护要点，制定故障检修指南，
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
概述
FMEA、FMECA
• 失效模式、影响与危害分析（FMECA），或失 效模式与效应分析（FMEA），是一种可靠性 分析技术，在工程设计（可以是整个的也可以 是局部的）完成后供检查和分析设计图纸（就 电子设备来说，是对电路的设计图纸）用。
概述
• 失效树分析，是把系统不希望发生的失
效状态作为失效分析的目标，这一目标
在失效树分析中定义为“ 顶事件”。在
分析中要求寻找出导致这一失效发生的
所有可能的直接原因，这些原因在失效
树分析中称之为“ 中间事件”。再跟踪
追迹找出导致每一个中间事件发生的所
有可能的原因，顺序渐进，直至追踪到
对被分析对象来说是一种基本原因为止。
• 这种分析方法能对被研究对象具体指明单元可 能发生的失效模式（例如，对电路来说，是发 生开路失效或短路失效，饱和阻塞，还是参数 漂移等）、产生的效应和后果，因而有助于获 得供改进可靠性用的具体工程方案。
5
• FMECA是在FMEA基础上扩展出来的， 它是FMA(故障模式分析)、FEA（失效 影响分析）、FCA(失效后果分析)三种方 法的总称。它使定性分析的FMEA增加 了定量分析的特点。
13
故障模式、效应与危害度分析 (FMECA) 的一般方法
14
通过失效模式、效应及危害度 分析可以做到
• 鉴别出被分析单元会导致的不可接受或非常严 重的失效，确定可能会对预期或所需运行情况 造成致命影响的失效模式，并列出由此而引起 的从属失效；
• 决定需另选的元器件、零部件和整件； • 保证能识别各种检测手段引起的失效模式； • 选择预防或正确维护要点，制定故障检修指南，
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
概述
FMEA、FMECA
• 失效模式、影响与危害分析（FMECA），或失 效模式与效应分析（FMEA），是一种可靠性 分析技术，在工程设计（可以是整个的也可以 是局部的）完成后供检查和分析设计图纸（就 电子设备来说，是对电路的设计图纸）用。
《故障树分析》课件
航空领域✈️
用于分析飞机系统的故障，并制定维修计划和改进措施。
核能工业⚛️
用于评估核电站的安全性，并提供预防和应对潜在故障的建议。
医疗设备
用于分析医疗设备的故障，并提高设备的可靠性和安全性。
故障树分析的基本思想和步骤
1
基本思想
将系统的故障转化为逻辑关系，在故障
步骤一
2
树中表示故障事件和其引起的原因之间
可以帮助决策者制定预防和应对故障的策略，提高系统的可靠性和安全性。
故障树分析的缺点
1
时间消耗
绘制和分析故障树需要耗费大量的时间和人力资源。
2
数据需求
需要大量的可靠性和故障数据来支持故障树分析的计算和评估。
3
专业知识
需要具备系统工程和故障分析的专业知识才能进行准确的故障树分析。
故障树分析与其他分析方法的区别
3
步骤二
的关系。
确定故障事件和其引起的基本原因。
绘制故障树，将基本原因和故障事件用
步骤三
进行逻辑运算，计算故障事件的概率和
系统的可靠性。
4
逻辑门连接起来。
故障树分析的优点
1
全面性
能够综合考虑系统中各种潜在故障的可能性。
2
可视化
通过绘制故障树，可以直观地展示故障事件和其引起的原因之间的关系。
3
决策支持
乘积。
生概率的和减去各基本事件同
的补数。
时发生的概率。
故障树的概率计算
通过对故障树进行逻辑运算，可以计算故障事件发生的概率。常用的方法包
括布尔代数法、割集法和事件树法。
《故障树分析》PPT课件
故障树分析是一种常用的风险分析方法，用于识别系统中的潜在故障并分析
用于分析飞机系统的故障，并制定维修计划和改进措施。
核能工业⚛️
用于评估核电站的安全性，并提供预防和应对潜在故障的建议。
医疗设备
用于分析医疗设备的故障，并提高设备的可靠性和安全性。
故障树分析的基本思想和步骤
1
基本思想
将系统的故障转化为逻辑关系，在故障
步骤一
2
树中表示故障事件和其引起的原因之间
可以帮助决策者制定预防和应对故障的策略，提高系统的可靠性和安全性。
故障树分析的缺点
1
时间消耗
绘制和分析故障树需要耗费大量的时间和人力资源。
2
数据需求
需要大量的可靠性和故障数据来支持故障树分析的计算和评估。
3
专业知识
需要具备系统工程和故障分析的专业知识才能进行准确的故障树分析。
故障树分析与其他分析方法的区别
3
步骤二
的关系。
确定故障事件和其引起的基本原因。
绘制故障树，将基本原因和故障事件用
步骤三
进行逻辑运算，计算故障事件的概率和
系统的可靠性。
4
逻辑门连接起来。
故障树分析的优点
1
全面性
能够综合考虑系统中各种潜在故障的可能性。
2
可视化
通过绘制故障树，可以直观地展示故障事件和其引起的原因之间的关系。
3
决策支持
乘积。
生概率的和减去各基本事件同
的补数。
时发生的概率。
故障树的概率计算
通过对故障树进行逻辑运算，可以计算故障事件发生的概率。常用的方法包
括布尔代数法、割集法和事件树法。
《故障树分析》PPT课件
故障树分析是一种常用的风险分析方法，用于识别系统中的潜在故障并分析
故障树分析全面 ppt课件
1. 故障树的建造
精益智造平台
建树步骤：
1) 掌握系统
包括系统的设计资料(如说明书、原理图、结构图)、试验资料 （试验报告、试验记录等）、使用维护资料以及用户信息等
2) 选择顶事件
顶事件的选取根据分析的目的不同，可分别考虑对系统技术性 能、可靠性和安全性、经济性等影响显著的故障事件。如 “飞机起落架放不下来”将直接危及飞机安全。当对起落架 进行安全性分析时，就可以选“起落架放不下来”这一顶事 件进行故障树分析
无法解决一个底事件对应多个故障现象（即故障树之间的 交叉）等问题。
故障树的构成是依照一定的人的认识和经验来构造的，如 果人的知识不完全或不准确，对故障系统的诊断就往往会 有纰漏。FTA是一种系统化的演绎方法，所以分析过程比较 繁琐，计算量很大，需要借助于计算机完成，在分析过程 中稍有疏忽，有可能漏过某一个后果严重的故障模式。
是一种图形演绎法，是故障事件在一定条件下的逻辑推理 方法，可针对某一故障事件，作层层追踪分析(自上而下)；
这种图形化的方法清楚易懂，使人们对所描述的事件之间 的逻辑关系一目了然，而且便于对各种事件之间复杂的逻 辑关系进行深入的定性和定量分析；
由于故障树将系统故障的各种可能因素联系起来，可有效 找出系统薄弱环节和系统的故障谱，在系统设计阶段有助 于判明系统的隐患和潜在故障，以便提高系统的可靠性；
1. 故障树的建造
精益智造平台
常用的建树方法为演绎法，从顶事件开始，由上而 下，逐级进行分析，即
1）分析顶事件发生的直接原因，将顶事件作为逻 辑门的输出事件，将所有引起顶事件发生的直接原 因作为输入事件，根据它们之间的逻辑关系用适当 的逻辑门连接起来
2）对每一个中间事件用同样方法，逐级向下分析， 直到所有的输入事件都不需要继续分析为止（此时 故障机理或概率分布都是已知的）
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第五章
故障树分析
1
一、概述
故障树分析方法在系统可靠性分析、安全性分 析和风险评价中具有重要作用和地位。既可用 于定性分析又可定量分析。
在故障树分析中，对于所研究系统的各类故障 状态或不正常工作情况统称为故障事件。与故 障事件对应的是成功事件。两者均称为事件。
故障树是一种为研究系统某功能故障而建立的 一种倒树状的逻辑因果关系图
2
一、概述
如某电机工作原理图
电路开关合上后马达不转
开关
电源
电机 (马达)
马达 故 障
由图可知：故障树主要由事件和 逻辑门构成，图中的事件用来描 述系统或元部件的故障状态，逻 辑门把事件联系起来，表示事件 之间的逻辑因果关系
开关合上后无电源
电源 故 障
线路
故 障3
一、概述
FTA的特点：
是一种图形演绎法，是故障事；
2) 故障事件要严格定义 否则将难以得到正确的故障树。复杂系统的FTA工作往往 由许多人共同完成，如定义不统一，将会建出不一致的故 障树
3) 应从上向下逐级建树 这样可防止建树时发生事件的遗漏
14
2. 建树注意事项
4) 建树时不允许门与门直接相连
为了防止不对中间事件严格定义就仓促建树，从而导致 难以进行评审，或导致逻辑混乱使后续建树时出错。
5
三、常用事件及其符号
6
四、常用逻辑门及其符号
7
五、FTA的主要内容
故障树的建造 建树的注意事项 故障树的规范化 故障树的简化和模块分解 故障树定性分析 故障树定量分析 重要度分析 分析时应注意的事项 分析报告的主要内容 某型飞机主起收放系统FTA
8
1. 故障树的建造
建树工作要求建树者对于系统及其组成部分有 充分的了解，应由设计人员、使用维修人员、 可靠性安全性工程技术人员共同研究完成。建 树是一个多次反复、逐步深入完善的过程。
这种图形化的方法清楚易懂，使人们对所描述的事件之间 的逻辑关系一目了然，而且便于对各种事件之间复杂的逻 辑关系进行深入的定性和定量分析；
由于故障树将系统故障的各种可能因素联系起来，可有效 找出系统薄弱环节和系统的故障谱，在系统设计阶段有助 于判明系统的隐患和潜在故障，以便提高系统的可靠性；
故障树可作为管理和维修人员的一个形象的管理、维修指 南，可用于培训使用、维修和管理人员，可用来制订维修 计划和检修排故方案
10
1. 故障树的建造
建树步骤： 1) 掌握系统 包括系统的设计资料(如说明书、原理图、结构图)、试验资料 （试验报告、试验记录等）、使用维护资料以及用户信息等
2) 选择顶事件 顶事件的选取根据分析的目的不同，可分别考虑对系统技术性 能、可靠性和安全性、经济性等影响显著的故障事件。如 “飞机起落架放不下来”将直接危及飞机安全。当对起落架 进行安全性分析时，就可以选“起落架放不下来”这一顶事 件进行故障树分析
5) 用直接事件代替间接事件
使事件具有明确的定义且便于进一步向下发展
6) 重视共因事件
共同的故障原因会引起不同的部件故障甚至不同的系统 故障
共因事件对系统故障发生概率影响很大，故建树时必须 妥善处理共因事件
若某个故障事件是共因事件，则对故障树的不同分支中 出现该事件必须使用同一事件符号
15
3. 故障树的规范化
9
1. 故障树的建造
常用的建树方法为演绎法，从顶事件开始，由上而 下，逐级进行分析，即
1）分析顶事件发生的直接原因，将顶事件作为逻 辑门的输出事件，将所有引起顶事件发生的直接原 因作为输入事件，根据它们之间的逻辑关系用适当 的逻辑门连接起来
2）对每一个中间事件用同样方法，逐级向下分析， 直到所有的输入事件都不需要继续分析为止（此时 故障机理或概率分布都是已知的）
11
1. 故障树的建造
3) 建造故障树
对于复杂系统，建树时应按系统层次由上到下逐级 展开。如“飞机起落架放不下来”这一事件，其原 因：
收放机构本身发生故障（机构卡死）
上位锁故障
收放作动筒故障
连杆机构故障
液压系统故障（如管路泄漏造成动力不足）
电磁控制系统故障
12
1. 故障树的建造
飞机起落架放不下来
在特殊门的等效变换规则中介绍
17
3. 故障树的规范化
特殊门的规范化原则： 顺序与门变换为与门
输出不变，顺序与门变为与门，其余输入不变，顺序条件事件作 为一个新的输入事件
顺序与门变换为与门
18
3. 故障树的规范化
• 表决门变换为或门和与门的组合
2/4表决门变换为或门与门的组合
19
3. 故障树的规范化
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
连杆机
动筒故
构故障
障
13
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
特殊事件的规范化：
未探明事件 根据其重要性(如发生概率的大小，后果严重程度等等) 和数据的完备性，或者当作基本事件或者删去：
重要且数据完备的未探明事件当作基本事件对待 不重要且数据不完备的未探明事件则删去 其它情况由分析者酌情决定
开关事件：当作基本事件 条件事件：总是与特殊门联系在一起的，它的处理规则
4
二、故障树分析的一般步骤
(1) 选择顶事件。据工程实际需要选择合理的顶事件 (2) 建立故障树 (3) 故障树的定性分析
a) 故障树的简化 b) 求最小割集
(4) 故障树的定量分析
a) 求顶事件的发生概率 b) 重要度分析
(5) 确定设计上的薄弱环节（找出问题所在） (6)采取措施，提高产品的可靠性和安全性
异或门变换为或门、与门和非门组合
20
3. 故障树的规范化
禁门变换为与门
原输出事件不变，禁门变换为与门，与门之下有两个 输入，一个为原输入事件，另一个为禁止条件事件
在对故障树进行分析之前应首先对故障树进行规 范化处理，使之成为规范化故障树，以便进行定 性和定量分析
规范化故障树是指仅含有“顶事件、中间事件、 基本事件” 三类事件，以及“与”、“或”、 “非”三种逻辑门的故障树
为此需要对故障树中的特殊事件和特殊逻辑门进 行处理和变换
16
3. 故障树的规范化
故障树分析
1
一、概述
故障树分析方法在系统可靠性分析、安全性分 析和风险评价中具有重要作用和地位。既可用 于定性分析又可定量分析。
在故障树分析中，对于所研究系统的各类故障 状态或不正常工作情况统称为故障事件。与故 障事件对应的是成功事件。两者均称为事件。
故障树是一种为研究系统某功能故障而建立的 一种倒树状的逻辑因果关系图
2
一、概述
如某电机工作原理图
电路开关合上后马达不转
开关
电源
电机 (马达)
马达 故 障
由图可知：故障树主要由事件和 逻辑门构成，图中的事件用来描 述系统或元部件的故障状态，逻 辑门把事件联系起来，表示事件 之间的逻辑因果关系
开关合上后无电源
电源 故 障
线路
故 障3
一、概述
FTA的特点：
是一种图形演绎法，是故障事；
2) 故障事件要严格定义 否则将难以得到正确的故障树。复杂系统的FTA工作往往 由许多人共同完成，如定义不统一，将会建出不一致的故 障树
3) 应从上向下逐级建树 这样可防止建树时发生事件的遗漏
14
2. 建树注意事项
4) 建树时不允许门与门直接相连
为了防止不对中间事件严格定义就仓促建树，从而导致 难以进行评审，或导致逻辑混乱使后续建树时出错。
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三、常用事件及其符号
6
四、常用逻辑门及其符号
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五、FTA的主要内容
故障树的建造 建树的注意事项 故障树的规范化 故障树的简化和模块分解 故障树定性分析 故障树定量分析 重要度分析 分析时应注意的事项 分析报告的主要内容 某型飞机主起收放系统FTA
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1. 故障树的建造
建树工作要求建树者对于系统及其组成部分有 充分的了解，应由设计人员、使用维修人员、 可靠性安全性工程技术人员共同研究完成。建 树是一个多次反复、逐步深入完善的过程。
这种图形化的方法清楚易懂，使人们对所描述的事件之间 的逻辑关系一目了然，而且便于对各种事件之间复杂的逻 辑关系进行深入的定性和定量分析；
由于故障树将系统故障的各种可能因素联系起来，可有效 找出系统薄弱环节和系统的故障谱，在系统设计阶段有助 于判明系统的隐患和潜在故障，以便提高系统的可靠性；
故障树可作为管理和维修人员的一个形象的管理、维修指 南，可用于培训使用、维修和管理人员，可用来制订维修 计划和检修排故方案
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1. 故障树的建造
建树步骤： 1) 掌握系统 包括系统的设计资料(如说明书、原理图、结构图)、试验资料 （试验报告、试验记录等）、使用维护资料以及用户信息等
2) 选择顶事件 顶事件的选取根据分析的目的不同，可分别考虑对系统技术性 能、可靠性和安全性、经济性等影响显著的故障事件。如 “飞机起落架放不下来”将直接危及飞机安全。当对起落架 进行安全性分析时，就可以选“起落架放不下来”这一顶事 件进行故障树分析
5) 用直接事件代替间接事件
使事件具有明确的定义且便于进一步向下发展
6) 重视共因事件
共同的故障原因会引起不同的部件故障甚至不同的系统 故障
共因事件对系统故障发生概率影响很大，故建树时必须 妥善处理共因事件
若某个故障事件是共因事件，则对故障树的不同分支中 出现该事件必须使用同一事件符号
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3. 故障树的规范化
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1. 故障树的建造
常用的建树方法为演绎法，从顶事件开始，由上而 下，逐级进行分析，即
1）分析顶事件发生的直接原因，将顶事件作为逻 辑门的输出事件，将所有引起顶事件发生的直接原 因作为输入事件，根据它们之间的逻辑关系用适当 的逻辑门连接起来
2）对每一个中间事件用同样方法，逐级向下分析， 直到所有的输入事件都不需要继续分析为止（此时 故障机理或概率分布都是已知的）
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1. 故障树的建造
3) 建造故障树
对于复杂系统，建树时应按系统层次由上到下逐级 展开。如“飞机起落架放不下来”这一事件，其原 因：
收放机构本身发生故障（机构卡死）
上位锁故障
收放作动筒故障
连杆机构故障
液压系统故障（如管路泄漏造成动力不足）
电磁控制系统故障
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1. 故障树的建造
飞机起落架放不下来
在特殊门的等效变换规则中介绍
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3. 故障树的规范化
特殊门的规范化原则： 顺序与门变换为与门
输出不变，顺序与门变为与门，其余输入不变，顺序条件事件作 为一个新的输入事件
顺序与门变换为与门
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3. 故障树的规范化
• 表决门变换为或门和与门的组合
2/4表决门变换为或门与门的组合
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3. 故障树的规范化
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
连杆机
动筒故
构故障
障
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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
特殊事件的规范化：
未探明事件 根据其重要性(如发生概率的大小，后果严重程度等等) 和数据的完备性，或者当作基本事件或者删去：
重要且数据完备的未探明事件当作基本事件对待 不重要且数据不完备的未探明事件则删去 其它情况由分析者酌情决定
开关事件：当作基本事件 条件事件：总是与特殊门联系在一起的，它的处理规则
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二、故障树分析的一般步骤
(1) 选择顶事件。据工程实际需要选择合理的顶事件 (2) 建立故障树 (3) 故障树的定性分析
a) 故障树的简化 b) 求最小割集
(4) 故障树的定量分析
a) 求顶事件的发生概率 b) 重要度分析
(5) 确定设计上的薄弱环节（找出问题所在） (6)采取措施，提高产品的可靠性和安全性
异或门变换为或门、与门和非门组合
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3. 故障树的规范化
禁门变换为与门
原输出事件不变，禁门变换为与门，与门之下有两个 输入，一个为原输入事件，另一个为禁止条件事件
在对故障树进行分析之前应首先对故障树进行规 范化处理，使之成为规范化故障树，以便进行定 性和定量分析
规范化故障树是指仅含有“顶事件、中间事件、 基本事件” 三类事件，以及“与”、“或”、 “非”三种逻辑门的故障树
为此需要对故障树中的特殊事件和特殊逻辑门进 行处理和变换
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3. 故障树的规范化