基于故障树最小割集的故障诊断方法
企业诊断-62故障树分析诊断方法 精品
割集和最小割集
2、最小割集的求解方法 1）下行法
其结构函数可以表示为：
( X ) x1 x2 [(x3 x4 x5 x6 ) (x3 x7 x5 x6 )] x1 x2 x3 [(x4 x5 x6 ) (x7 x5 x6 )] x1 x2 x3 (x4 x7 ) x5 x6
式中，n为底事件数。当xl仅取0或1两值时，上式可改写为：
n
( X ) xi i 1
故障树的定性分析
故障树的数学描述（续）
4）或门结构函数
只要一个部件、元器件发生故障时，设备才有故障
n
( X ) xi i1
（i=1，2，3，…，n）
式中，n为底事件数。当xl仅取0或1两值时，上式可改写为：
10 顶事件状态：
顶事件发生(设备故障) 为底事件i的状态变量，
仅取顶0或事1件两不种发状生态(设。备故障)
( X ) (x1, x2 , x3,, xn )
故障树的定性分析
故障树的数学描述（续）
2）故障树的结构函数 故障树顶事件是设备所不希望发生的故障状态，Φ=1； 相应的底事件状态为元器件故障状态，x1=1。
其中每一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。
割集和最小割集
对如下图的故障树其上行法求解过程：
步骤1：故障树最下一级为： M 2 x3 x4 x5 x6
步骤2：往上一级为：
M 3 x3 x7 x5 x6
M1 M 2 M3 (x3 x4 x5 x6 ) (x3 x7 x5 x6 ) x3 x5 x6 (x4 x7 )
部件B的故障在两个元器件 3、4同时失效时发生
故障树的基本概念
由计算机依据故障与原因的先验知识和故障率知识自动辅助 生成故障树，并自动生成故障树的搜索过程。
船舶电力推进系统故障分析
船舶电力推进系统故障分析摘要；在船舶正常运行过程中最需要重视的问题是安全问题，同时也是运行过程中最基本的问题。
在科学技术和理论研究都日渐完善今日，一种全新的推进技术成为了船舶上的主要推进技术，这种全新的推进技术就是船舶电力推进技术。
也正是由于船舶电力推进系统在船舶上得到广泛的使用，所以船舶电力推进系统的正常运行对于船舶的安全运行来说十分的重要。
因此，如何迅速准确地识别船舶电推进系统的故障就显得尤为重要。
船舶电力推进系统是由船舶推进系统和电力系统两部分结合而成的一种全新系统，所以当系统发生的问题时往往是十分复杂且相互关联的。
若是在船舶运营期间，船舶电力推进系统发生故障要专业人员维修的话，会增加船舶的运营成本降低利润，而且当船舶运行在海上时可能出现无法准确诊断故障发生位置和缺少专业维修工具的情况。
而在如今船舶上大部分故障都是由船员进行诊断和维修的，但他们往往对于一些故障无法进行有效的诊断和修复，如果建立出一个可以简单有效的可以用来分析系统中所有故障的系统，就可以轻松解决这一问题，保障船舶运行的安全。
[关键词] 船舶电力推进系统；故障树；故障分析1引言船舶电力推进从19世纪初就被发行和使用，但却没用船舶上得到大量使用，因为由于历史原因的限制，当时在电力推进技术方面的理论和科技水平都阻碍了它的发展。
如今，在电力推进技术方面的理论和科学技术已经得到了飞速发展，比如大功率电力技术、集成电路技术及自动控制技术方面的科技已经十分成熟，使得船舶大规模采用电力推进技术设想的变成现实。
此外，随着第三代稀土永久磁体材料的成功开发，永久磁体电机已经正式许多领域得到实用。
与此同时，世界各地的研究人员和机构都在研究燃料电池和超导技术。
因此，现如今船舶电力推进技术在各种商业船舶和军用船舶上都得到广泛应用。
船舶的安全问题是船舶在运行过程中最为重要的问题，也是对船舶在运行过程中的最基本要求。
在科学技术和理论研究都日渐完善今日，一种全新的推进技术在船舶上大量的使用，这种全新的推进技术就是船舶电力推进技术。
故障树
x1,x2, x3,x2, x4,x2, x3, x4, x1, x2, x分别是电机卡死、熔 断器失效、电源电压增高和回路电阻短路,相应用字母 x1,x2,x3,x4表示各事件。根据割集的概念可以得到
都是割集。 为了求最小割集,用字母C1、C2分别表示中间事件电机电 流大和回路电流过大,用TOP表示顶事件电机过热,根据上 行法原理,根据故障树的逻辑关系来求最小割集。具体步 骤如下：
中德诺浩汽车实训基地
Sino-German Know-how Automobile Training Base
汽车故障诊断新技术
故障树分析法的步骤 （1）选择合理的顶事件、系统的分析边界和定义范围,并且确 定成功与失败的准则。 （2）建造故障树,这是FTA的核心部分之一,通过对已收集的技 术资料,在设计运行管理人员的帮助下,建造故障树。 （3）对故障树进行简化或者模块化。 （4）定性分析,求出故障树的全部最小割集,当割集的数量太多 时,可以通过程序进行概率截断或割集阶截断。 （5）定量分析,这一阶段的任务较多,它包括计算顶事件发生概 率即系统的点无效度和区间无效度,此外还要进行重要度分析和 灵敏度分析。
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故障树的定量分析：
（1）顶事件的发生概率 在求得全部最小割集后,如果有足够的数据,则可 以进一步作定量计算故障树的定量化内容主要包括三项 求基本事件、顶事件发生概率的点估计值和区间估计值, 以及它们上、下限值的近似估计系统失效率、失效频率 和不可用度的近似值的计算,工程上的办法是采用动态 树理论,重要度分析,改善系统设计。故障树的定量分析 可以对系统的可靠性、可用性和安全性做出定量的评价, 求顶事件的发生概率是故障树的定量分析的主要内容。 目前,常用的方法有直接概率法和最小割集法。
基于故障树的AVR故障诊断分析
针对电站 Ａ Ｒ的故 障特 点， Ｖ 采用故 障树分析 （Ｔ ） Ｆ Ａ 方法进行故障的分析和诊断 ， 从而达到排除
故 障 的 目的 。
，
其 作用是 保持发 电机 输 出电压 的稳定 ， 它的性 能
１ 故障树诊断分析
１ １ 故 障树浅析 ．
对 同步发电机系统的供电质量及其运行的可靠性和
目前在中小型发 电机上普遍使用的是模拟式励 磁调节器， 这种调节器存在以下缺点： 对电路工艺性
在系统寿命周期的任何阶段都可采用 ， 在系统早期
设计和改进设计过程中应用最为普遍。近些年来 ，
要求高 ， 存在漂移现象 ； 功能少 ， 不易扩充升级 ， 通用
性差 ； 维护不方便。同时 自动调节器结构十分复杂 ，
一
９ ～ ３
得 了初 步 的成 果 。
余 事 件 ， 简单 的逻 辑关 系表示 之 。 用 故障树 分析法 特别容 易掌握 ， 其优 点还在 于 ： 故 障树 的果 因关 系清 晰 、 形象 ， 对导致 事故 的各种 原 因 及 逻辑关 系 能做 出全 面 、 洁 、 简 形象 地 描述 ， 而使 从 有关人 员 了解 和掌 握 安全 控 制 的要 点 和措 施 ； 据 根
Ｋｅ ｏ ｄ ： ＡＶＲ；ｆ ｕ ｔ ｒ ｅ ａ ａ ｙ ｉ ；ｖ ｌ ｇ ｅ ｕ ａｉ ｇ ｆ ｕｔ ｉｇ ｏ ｔ ｒ ｃ ｓ ｙ ｗ ｒｓ ａ ｌ ｔ ｎ ｌｓｓ ｏ ｔ ｅ ｒｇ ｌ ｔ ａ ｌ ；ｄ ａ ｓ ｃ ｐ ｏ ｅ ｓ ｅ ａ ｎ ｎ ｉ
０ 引言
某 型 火 箭炮 配 套 电站 Ａ Ｒ（ ｕｏ ｔ ｏ ａｅ Ｖ Ａ ｔ ｉ Ｖ ｌ ｇ ｍａ ｃ ｔ Ｒ ｇ ｌ ｏ， 磁调节器 ） ｅｕａ ｒ励 ｔ 是发 电机最 重要 组 成部 分之
基于排放和故障树分析法的柴油机故障诊断
事件 、 中间事件和基 本 事件 连接 成树 形 图 ， 即建 立所 谓 的 故障树 ． 在实际分 析 中常用 演绎 法建 立 故障 树 ， 该法 首先
选定系统顶端事件 ， 其后第 １ 步是 找出直接 导致顶 端事 件
发生 的各 种可能 因素或 因素组 合 ， ２步再找 出第 １ 中 第 步 各 因素 的直接 原 因 ， 并循 此方 法逐 级 向下演 绎 ， 直追 溯 一
第３ ０卷
第１ ２期
四 川 兵 工 学 报
２０ ０ ９年 １ ２月
基 于 排 放 和 故 障 树 分 析 法 的 柴 油 机 故 障 诊 断
滕 飞 ， 国璋 ， 李 林树飞
００ ０ ） ５０３
（ 械工程学院 ， 家庄 军 石
摘要： 提出 了利用排放进行柴油机故 障诊 断的一 种方法 ， 详细 分析柴 油机常见 排放 异常现 象与对应 故 障２ １ 在 ：１ ＂ ￣ － 关 系的基 础上 ， 运用故障树分析法 ， 以不 同故障现象 为顶事 件 ， 建立对 应故 障树 ， 对引起 异常 的故 障进 行 了定性
生 ． 文 中提 出 的 基 于 排 放 的 故 障 诊 断 方 法 ， 柴 油 机 排 本 从 放 的异 常烟 色变 化 着 手 ， 据 引 起 排 放 异 常 变 化 原 因 的分 根
故 障树 的建立是 Ｆ Ａ法 的关键 ， 障树建立 的完善 程 Ｆ 故 度将 直接 影响其定性分析 和定量分 析的 准确性 ． 障树 分 故
成部分的故障模 式或 外 界事 件或 它们 的组合 将 导致 产 品 发生一种给定 的故 障模式 的逻 辑图 ； 故障树 分析是 指对 可
辑关 系的逻辑 门相连 接 ， 构成 一棵 以顶事 件 为根 、 中间事 件为节 、 底事件 为叶 的具 有若 干级 的倒 置故 障树 （ ｒ ． Ｆ ） 同
故障树分析法(FTA)判断液泵故障分析研究
故障树分析法（FTA）判断液泵故障分析研究作者：刘晓国来源：《中国新技术新产品》2013年第06期摘要：为减少液泵故障率，提高安全性，减少处理液泵故障时间，文章利用故障树分析法对液泵的日常修理、维护等方面进行排查，减少了机电事故率，提高了安全性能。
供同行参考。
关键词：分析法；故障判断；提高可靠性中图分类号：U47 文献标识码：A1南京产BRW400/31.5、BRW200/31.5液泵故障分析1.1泵的某一吸液阀或排液阀卡住由于长时间使用疲劳过度或锈蚀严重都可能导致弹簧断裂。
吸排液阀的弹簧软或短及卸载阀坏都可以导致冲击过大使阀锥断裂。
其次由于阀锥质量问题，热处理时硬度超过规定硬度也容易造成阀锥断裂。
1.2自动卸载阀主阀阀芯卡住不能动作这一原因和人为因素有很大关系，由于没有定期更换易损件如滑套内的密封圈用的过久不更换，阀芯使用的太久磨损严重都能导致主阀阀芯卡住不动作。
1.3高压过滤器阻塞主要原因是吸排液阀上破损的密封圈进入过滤器内。
或由于长时间没有使用滤芯导致虑芯锈蚀严重，高压过滤器阻塞。
1.4自动卸载阀下部推动活塞卡住不动作其原因是复位弹簧折断或没有复位弹簧，推力活塞磨损严重，组装不得当或导向套密封脱落导致导向套有毛刺。
1.5自动卸载阀主阀不起作用，先导阀出液小孔堵住由于看泵人员不细心，液箱盖没有随时关闭，掉入杂物使液箱内液体变脏，堵住出液小孔。
由于质量问题如开胶掉底。
或没有定期更换清洗吸液过滤网，使小杂物进入先导阀堵住先导阀出液小孔。
1.6液箱内液位低液箱内液位低泵不能吸进工作液导致不能排出高压液。
由于泵箱内没有及时加入乳化液或由于泵箱开焊漏液。
1.7卸载阀未关闭在有手动卸载阀的泵上如果手动卸载阀未关紧，导致自动卸载阀不工作，在压紧螺套未压紧的情况下卸载阀也不关闭。
1.8吸液管截止阀未打开这一原因主要是截止阀损坏根本打不开或截止阀在打开的位置上实际是关闭的。
2乳化液泵站故障树的定性分析对乳化液泵站进行定性分析的主要目的就是找出导致顶事件发生的所有可能的故障模式，即弄清系统（或设备）出现最不希望发生的事件（故障）有多少种可能性。
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。
基于故障树的船舶导航雷达发射系统故障诊断与应急处理研究
基于故障树的船舶导航雷达发射系统故障诊断与应急处理研究余枫杨晓李邵喜陈海力(大连海事大学航海学院辽宁大连116026)基金项目：中央高校基本科研业务费（3132019400）；大连海事大学教学改革项目（2020Y16）摘要：在航行中船舶导航雷达发生故障，只能通过雷达操作和回波观测对故障做出初步诊断，维修雷达存在极大困难。
文章基于故障树分析方法构建了船舶导航雷达发射系统故障树，通过定性分析得出最小割集和底事件结构重要度排序，并通过定量分析得出发射系统故障树顶事件发生概率和底事件重要度系数。
最终制定了船舶导航雷达发射系统无发射脉冲的诊断检查方案，并提出了异常雷达运行状态，回波及显示对雷达故障判断的最佳识别方法及应急措施。
研究结果可为船舶导航雷达发射系统故障的诊断和应急处理提供理论依据。
关键字：船舶导航雷达故障诊断故障树回波应急处理0 引言雷达作为国际海事组织认定的用于避碰的重要航海仪器，装载于船舶上执行观测、避碰、导航、定位功能。
驾驶员通过对雷达回波图像的观测，捕获最近会遇距离小于安全门限的目标进行跟踪，亦可选择与海图对应的参照物导航，通过对参照物的测距测方位操作确定本船船位。
雷达回波图像的正常显示对这些船载雷达的应用有重要影响，只有稳定的、最佳的雷达图像显示，才能够保证雷达跟踪目标数据的可靠性，满足各种应用要求。
在海上航行的封闭环境中，雷达故障面临检修困难的现状，及早发现雷达异常以及妥当的应急处理，是保证航行安全的极大保障。
现有的雷达故障诊断方法包括三类，基于信号处理的雷达故障诊断方法，基于解析模型的方法和基于知识的诊断方法。
基于信号处理的方法对船舶导航雷达故障诊断有地域性限制和数据传输受限的问题。
人工神经网络和模糊推理[1~3，11]较多用于基于知识的雷达故障诊断，可提高雷达故障诊断效率和诊断精度。
雷达故障诊断专家系统[4~5]不依赖于系统数学模型，以使用者的实践经验和大量故障收稿日期：2020-07-08作者简介：余枫（1982-），女，云南省通人，讲师，主要从事航海科学技术、计算机仿真技术和航海仪器等方面的研究。