基于故障树的故障诊断全解27页PPT
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故障树分析全面演示文稿
示相似子树 用布尔代数法简化，去掉明显的逻辑多余事件和明
显的逻辑多余门
第三十一页，共96页。
4. 故障树的简化和模块分解
布尔代数常用规则
第三十二页，共96页。
4. 故障树的简化和模块分解
第三十三页，共96页。
4. 故障树的简化和模块分解
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
3. 故障树的规范化
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
第二十四页，共96页。
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
第二十三页，共96页。
A B 1 B 2 B 3 B n
或门 当输入事件中至少有一个发生时，输出事件A发生，
称为事件并
A
用逻辑“或门”描述，逻辑表达式为
B1 Bn
A B 1 B 2 B 3 B n
显的逻辑多余门
第三十一页，共96页。
4. 故障树的简化和模块分解
布尔代数常用规则
第三十二页，共96页。
4. 故障树的简化和模块分解
第三十三页，共96页。
4. 故障树的简化和模块分解
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
3. 故障树的规范化
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
第二十四页，共96页。
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
第二十三页，共96页。
A B 1 B 2 B 3 B n
或门 当输入事件中至少有一个发生时，输出事件A发生，
称为事件并
A
用逻辑“或门”描述，逻辑表达式为
B1 Bn
A B 1 B 2 B 3 B n
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
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。
A
B1
B2
A
+
B1 B2
不同时发生
表决门：n个输入中至少有r个发生，则输出事件发生；否则 输出事件不发生。
异或门：输入事件B1，B2中任何一个发生都可引起输出事件 A发生，但B1，B2不能同时发生。相应的逻辑代数表达
式为
A B1 B2 B1 B2
双发电机 电站丧失部分电力
+
不同时发生
发电机I故障
根据最小割集含底事件数目(阶数)排序，在各个 底事件发生概率比较小，且相互差别不大的条件 下，可按以下原则对最小割集进行比较：
阶数越小的最小割集越重要 在低阶最小割集中出现的底事件比高阶最小割集中的
底事件重要 在最小割集阶数相同的条件下，在不同最小割集中重
复出现的次数越多的底事件越重要
案例一：故障树分析法在化学生产上的应用
4.依据基本事件结构重要度系数确定安全控制优选方案
由FTA分析得出的各基本事件的结构重要度系数知，各基本事件对 顶上事件影响重要程度的相对大小，籍此可以找出系统的最薄弱环节， 从而确定所应采取相应安全措施的优先顺序，实现对生产安全进行科学 、合理、有效的控制。
力”和“控制系统故障”三者中，第一、第二原因同时发生且在第三原因存在的条件下，反应釜爆
炸事故才可能发生，因此第一层逻辑门为件与门。
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。
A
B1
B2
A
+
B1 B2
不同时发生
表决门：n个输入中至少有r个发生，则输出事件发生；否则 输出事件不发生。
异或门：输入事件B1，B2中任何一个发生都可引起输出事件 A发生，但B1，B2不能同时发生。相应的逻辑代数表达
式为
A B1 B2 B1 B2
双发电机 电站丧失部分电力
+
不同时发生
发电机I故障
根据最小割集含底事件数目(阶数)排序，在各个 底事件发生概率比较小，且相互差别不大的条件 下，可按以下原则对最小割集进行比较：
阶数越小的最小割集越重要 在低阶最小割集中出现的底事件比高阶最小割集中的
底事件重要 在最小割集阶数相同的条件下，在不同最小割集中重
复出现的次数越多的底事件越重要
案例一：故障树分析法在化学生产上的应用
4.依据基本事件结构重要度系数确定安全控制优选方案
由FTA分析得出的各基本事件的结构重要度系数知，各基本事件对 顶上事件影响重要程度的相对大小，籍此可以找出系统的最薄弱环节， 从而确定所应采取相应安全措施的优先顺序，实现对生产安全进行科学 、合理、有效的控制。
力”和“控制系统故障”三者中，第一、第二原因同时发生且在第三原因存在的条件下，反应釜爆
炸事故才可能发生，因此第一层逻辑门为件与门。
故障树分析方法讲课文档
图1-5 故障树简化实例
第19页，共36页。
4.故障树的定性分析
对故障树作定性分析的主要目的是为了弄清系统（或设备）。
出现某种故障（顶事件）可能性有多少，亦即分析有哪些因素会引
发系统的某种故障。定性分析首先必须确定系统的最小割集。
⑴割集和最小割集 割集是引起系统故障发生的几个故障底事
件的集合，即一个割集代表了系统发生故障的一种可能性或一种故
（1110）、（1111）共6个，再找出底事件1不发生而顶事件发生
的集合，即
有（0011）、（0101）、（0111）共3个，
于是可得底事件1的结构重要度为
同时可得 即在此例中，底事件4的结构重要度最高：
第32页，共36页。
②概率重要度 底事件 发生概率的变化引起顶事件发生概率 的变化程度定义为该底事件的概率重要度，记作 其数学表达 式为
（1-9）
由此得到8个割集。 可用逻辑代数对上式进行简化得到最小割集为
即该故障树有4个最小割集，为 时可得其等价故障树如图1-7所示。
（1-10 ） ，同
第22页，共36页。
图1-6 故障树举例
图1-7 图1-6的等价故障树
第23页，共36页。
②富赛尔（Fussell）算法（下行法） 求故障树最小割集的另 一种算法是富赛尔（Fussell）根据范斯莱（Vesely）编制的计算机 程序MOCUS（获得割集的方法）于1972年提出的一种手工算法。 它根据故障树中逻辑或门会增大割集容量的性质，从故障树的顶事 件开始，由上到下，顺次把上一级事件置换为下一级事件，遇到与 门将输入 横向并列写出，遇到或门则将输入事件竖向串列写出， 直至把全部逻辑门都置换为底事件为止，由此可得该故障树的全部 割集。
基于故障树分析法的柴油机起动困难故障诊断
带 、Ｖ 管 、 纹 管 、 水 热 缩 管 ， 及 Ｐ Ｃ 波 防 以
一
些辅 助性 材料 ， ： 装物 ， 护材 料 如 包 防
等 组 成 。 为 了便 于 安 装 维 修 ， 确 保 电 并
气设 备 能在 最 恶劣 的条件 下 工作 ， 全 将
车 各 电气 设 备 所 用 的 不 同 规 格 、 同 颜 不 色 的 电 线 通 过 合 理 的 安 排 ，合 为 一 体 ， 并 用 绝 缘 材 料 把 电线 捆 扎 成 束 ， 样 既 这
前 面。 导线 的颜 色均 用字 母 表 示 ， 代 其
表 的 颜 色 在 各 线 路 图 中均 有 附 注 。 汽 在 车 线 束 安 装 图 中 能 够 清 楚 表 达 出 导 线 颜 色 ， 于安 装 图的绘 制非 常 重要 。 对 导 线 颜 色 的 选 用 ，应 优 先 选 用 单
（ 者 单 位 ：无 锡 商 业 作 职 业技 术学院 ）
供油拉杆是否卡滞 卜 检 ： ： 修 叫
否
四 、 障诊 断 与排 除方 故
法
首先应确定 故障 出 自 低 压 油路还 是 高压 油路 。
一
、
线束的组成及 电线截面积与色
ｒ
色 ， 选 用 双 色 。 外 ， 汽 车 线 束 安 装 再 此 在 图 中 ， 种 汽 车 电 器 的 搭 铁 线 应 选 用 黑 各 色 导 线 ， 色 导 线 除 作 搭 铁 外 ， 有 其 黑 没
标
汽 车 线 束 是 电路 中 连 接 各 电 器 设 备 的接 线 部件 ， 电线 、 子 、 套 、 由 端 护 胶
查士
调 节臂是 否脱 落
预 热 装置 失效 ， 动机 气缸 发
故障树分析培训(精品资料)PPT
④ 等幂律 A＋A＝A A ·A＝A
⑤ 吸收律 A＋A ·B＝A A ·〔A＋B〕＝A
⑥ 互补律 A＋A´＝１ A ·A´＝０
⑦ 对合律 〔A´〕´＝A ⑧ 德·莫根律 〔A＋B〕´＝A´·B´
〔A ·B〕´＝A´＋B´
练习1：写出如下事故树的结构函数
T
·
A
B
+
+
X1
C
X3
X4
·
X2
X3
练习2：写出如下事故树的结构函数
二、事故树的数学〔X1+X2)·X1·X3
1 表示单元i 6、进行布尔等幂、吸收运算，求得最小割集
美国贝尔 实验室——维森〔〕〔创立〕
发生（即元、部件故障）
各根本领件发生概率分别为：q1 ，q2 ，…，q4 ，求顶上事件发生概率。
叶片雷击断裂M1、叶片强度不（足Mi=2（1达,到2断,…裂极,n限））
a
限制门，表示B事件发生〔输 入〕且满足条件a时，A事件 才能发生〔输出〕。
• 转移符号
转入符号，表示在别处的局部树，由该处 转入〔在三角形内标出从何处转入〕；
转出符号，表示这局部树由此处转移至他 处〔在三角形内标出向何处转移〕。
2、事故树的建造方法
顶上事件
中间事件
基本事件
直接原因事件可以从以下三个方面考虑： 机械〔电器〕设备故障或损坏； 人的过失〔操作、管理、指挥〕； 环境不良。
练习2：化简该事故树，并做出等效图
F=〔X1+X2·X3) ·〔X4+X1·(X2+X4)) = 〔X1+X2·X3) ·〔X4+X1·X2+X1·X4) = 〔X1+X2·X3) ·〔X4+X1·X2)