模糊故障树分析法在深孔镀铬控制系统中的应用
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模糊故障树在通风系统可靠性研究中的应用
性 研究 带来 一定 的 困难 。
故障树分析法＿ （ ａｌＴｅ Ａ ａ ｓ ， Ｔ ） ３ Ｆｕ ｒ ｎｌ ｉ Ｆ Ａ 已广泛应用于电力 、 ｔ ｅ ｙｓ 自动化及通信等系统 ， 是分析系统 和 设备可靠性的有效方法 。本文中以甘肃某矿为依托矿山 ， 使用 Ｆ Ａ进行通风系统可靠性研究 ， 以三角 Ｔ 并 模糊数作为基本事件的模糊发生概率 ， 解决基本事件无概率统计和模糊概率的难题 。
代数 运算 法则 如下 ： 模糊 数 相 加 ， ：＝（ ｍ ， ④ （：ｍ ， ）＝ Ａ ① ｆ， ｕ ） Ｚ，
（ ＋２ｍ ＋ ２ １ ２ ； ｚ ｚ， １ ｍ ， ＋ ） 模糊 数相减 ， （ ＝ （１ ｍ ， １ ｅ （２ １ １ ）２ 三 ｚ １ ） ｚ， ∽ ，
０ｅ． ｌｒ ｈｓ
通讯作者 ： 褚冬莉 （９ ８ ， ， 商丘人 ， １８ 一） 女 河南 硕士研究生 ， 主要从事矿井通风 、 粉尘防治 、 安全评价等方面的研究
第６ 期
褚冬莉等 ： 模糊故障树在通风 系统可靠性研究中的应用
７１ ５
式中 ｍ为 Ａ的核， 假设模糊数 Ａ 和 Ａ 分别由 ３ 。 ： 个参数（。 ｍ ， ） ｆ， ｕ） ｚ， 。 和（ ｍ ， 表示 ， Ａ 和 Ａ 则 的
应用 Ａ ｚ ｍ， ） （， ／ 型三角模糊数 ， ２ 其隶属函数如图 ｌ 所示 ， 由线形函数组成。
ｒ — ＋ ） ｚ ２ ≤ｍ， （ ｍ １／ ≤
‘
“ （ ＝ （ “ ／ ，≤ ≤ｕ Ａ ） ｛ ｍ＋ 一 ）ｕ ｎ ，
（） １
【 ０
收稿 日期 ： ０ １— ８—２ ２１ ０ ０
摘 要： 在缺乏足够可靠性数据的情况下， 模糊故障树分析为研 究矿 井通风 系统可靠性提供 了重 要途径。以完善的矿井通风 系统构成为基础 ， 用三角模糊数表 示基本事件概率 ， 矿井通风 系 以“ 统故障” 作为顶事件构建矿 井通风 系统故障树 （］ ） 对通风 系统可靠性进行研 究， Ｆ１ ， Ａ 并将其应用 于甘肃某矿。结果表 明： 故障树最小割集共 ５９个， ４ 一级事件“ 监控反馈 系统故障” 是造成最小割 集数量庞大的最主要原 因； 事件和一级 事件 可靠性较低 ， 顶 顶事件的失效模糊概 率为（ ．０ ， Ｏ ０９
故障树分析法＿ （ ａｌＴｅ Ａ ａ ｓ ， Ｔ ） ３ Ｆｕ ｒ ｎｌ ｉ Ｆ Ａ 已广泛应用于电力 、 ｔ ｅ ｙｓ 自动化及通信等系统 ， 是分析系统 和 设备可靠性的有效方法 。本文中以甘肃某矿为依托矿山 ， 使用 Ｆ Ａ进行通风系统可靠性研究 ， 以三角 Ｔ 并 模糊数作为基本事件的模糊发生概率 ， 解决基本事件无概率统计和模糊概率的难题 。
代数 运算 法则 如下 ： 模糊 数 相 加 ， ：＝（ ｍ ， ④ （：ｍ ， ）＝ Ａ ① ｆ， ｕ ） Ｚ，
（ ＋２ｍ ＋ ２ １ ２ ； ｚ ｚ， １ ｍ ， ＋ ） 模糊 数相减 ， （ ＝ （１ ｍ ， １ ｅ （２ １ １ ）２ 三 ｚ １ ） ｚ， ∽ ，
０ｅ． ｌｒ ｈｓ
通讯作者 ： 褚冬莉 （９ ８ ， ， 商丘人 ， １８ 一） 女 河南 硕士研究生 ， 主要从事矿井通风 、 粉尘防治 、 安全评价等方面的研究
第６ 期
褚冬莉等 ： 模糊故障树在通风 系统可靠性研究中的应用
７１ ５
式中 ｍ为 Ａ的核， 假设模糊数 Ａ 和 Ａ 分别由 ３ 。 ： 个参数（。 ｍ ， ） ｆ， ｕ） ｚ， 。 和（ ｍ ， 表示 ， Ａ 和 Ａ 则 的
应用 Ａ ｚ ｍ， ） （， ／ 型三角模糊数 ， ２ 其隶属函数如图 ｌ 所示 ， 由线形函数组成。
ｒ — ＋ ） ｚ ２ ≤ｍ， （ ｍ １／ ≤
‘
“ （ ＝ （ “ ／ ，≤ ≤ｕ Ａ ） ｛ ｍ＋ 一 ）ｕ ｎ ，
（） １
【 ０
收稿 日期 ： ０ １— ８—２ ２１ ０ ０
摘 要： 在缺乏足够可靠性数据的情况下， 模糊故障树分析为研 究矿 井通风 系统可靠性提供 了重 要途径。以完善的矿井通风 系统构成为基础 ， 用三角模糊数表 示基本事件概率 ， 矿井通风 系 以“ 统故障” 作为顶事件构建矿 井通风 系统故障树 （］ ） 对通风 系统可靠性进行研 究， Ｆ１ ， Ａ 并将其应用 于甘肃某矿。结果表 明： 故障树最小割集共 ５９个， ４ 一级事件“ 监控反馈 系统故障” 是造成最小割 集数量庞大的最主要原 因； 事件和一级 事件 可靠性较低 ， 顶 顶事件的失效模糊概 率为（ ．０ ， Ｏ ０９
故障树分析方法在FADEC控制软件中的应用研究
故障树分析方法在FADEC控制软件中的应用研究
张杰;徐一初
【期刊名称】《测控技术》
【年(卷),期】2018(37)12
【摘要】故障树分析方法已被广泛应用在工业系统中,但在软件行业中的应用比较少,在航空发动机全权限数字电子控制系统的控制软件中的应用更是不多见.首先介绍了软件故障树分析方法的原理,并结合某型航空发动机数控系统控制软件出现的故障依据故障树分析方法进行实例化建模、分析.分析结果表明:故障树分析法在定位方面具有简明、直观等特点,在航空发动机控制软件故障定位过程中使用该方法,有助于提高问题定位的效率,提升软件可维护性.
【总页数】4页(P22-25)
【作者】张杰;徐一初
【作者单位】中国航发控制系统研究所,江苏无锡214063;中国航发控制系统研究所,江苏无锡214063
【正文语种】中文
【中图分类】V233
【相关文献】
1.DOORS在FADEC系统需求确认中的应用研究 [J], 席伟俤
2.模糊故障树分析方法在HACCP中的应用研究 [J], 王开义;赵春江;张方田
3.自动化测试技术在FADEC控制软件中的应用 [J], 熊波;柏晗;郝小蕾
4.复杂系统动态故障树分析方法及其应用研究 [J], 聂国健;雷林林;葛智君;罗剑武
5.故障树在嵌入式控制软件可靠性设计中的应用 [J], 汪相国;宋涛;杨柳
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模糊故障树分析方法新探_李馨
顶事件结构函数 ψ （ ｘ） 的值表 示 整 个 系 统 失 效程度。顶事件发生的模糊概率也可以求出。如果 想要更深入地研究， 就可以通过专家等给出 ψ （ ｘ） 的一个阈值 λ， 当时 ψ （ ｘ） ＞λ， 失 效 程 度 达 到 上 限， 即不容许失效程度再进一步扩大， 否则整个系 统将会崩溃， 系统处于危险状态， 发出警告。研究 顶事件的失效程度大于某一临界值时的概率， 在实 际应用中是有现实意义的。
摘 要： 应用模糊数学的基本概念和方法， 在经典故障树分析方法的基础上将模糊集合理论引入其中， 将普
通事件拓展为模糊事件， 给出了模糊故障树的概念， 并且对模糊故障树进行了定性和定量分析。最后给出应用
实例。
关键词： 故障树； 模糊故障树分析； 模糊事件； 模糊诊断
中图分类号： Ｏ１５９
文献标识码： Ａ
＝
由上述的运算规律， 可以得出模糊故障树的最 小割集法， 即模糊故障树的结构函数仍然可以用一 个逻辑表达式表示， 利用模糊集合的运算法则去除 冗余项， 就可以得到最小割集。例如：
化简得
于是， 最小割集就是 ４ 个由逻辑或联结的 ４ 个 逻辑与。
可见， 模糊化的故障树与普通故障树在最小割 集的求法上其基本原理是一致的， 只是在算子上有 差别。
电子产品可靠性与环境试验 ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＰＲＯＤＵＣＴ ＲＥＬＩＡＢＩＬＩＴＹ ＡＮＤ ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬ ＴＥＳＴＩＮＧ
可靠性与环境适应性理论研究
Ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．， ２００７ ２００７年 ２ 月第 ２５ 卷 第 １ 期
模糊故障树分析方法新探
李馨
（ 辽宁工程技术大学工商管理学院， 辽宁 阜新 １２３０００）
若 事 件 ｅ１， ｅ２， Λ， ｅｎ 以 “与 ” 关 系 相 联 ， 用 合取 “∧”代替 “·”， 其故障树的结构函数为：
摘 要： 应用模糊数学的基本概念和方法， 在经典故障树分析方法的基础上将模糊集合理论引入其中， 将普
通事件拓展为模糊事件， 给出了模糊故障树的概念， 并且对模糊故障树进行了定性和定量分析。最后给出应用
实例。
关键词： 故障树； 模糊故障树分析； 模糊事件； 模糊诊断
中图分类号： Ｏ１５９
文献标识码： Ａ
＝
由上述的运算规律， 可以得出模糊故障树的最 小割集法， 即模糊故障树的结构函数仍然可以用一 个逻辑表达式表示， 利用模糊集合的运算法则去除 冗余项， 就可以得到最小割集。例如：
化简得
于是， 最小割集就是 ４ 个由逻辑或联结的 ４ 个 逻辑与。
可见， 模糊化的故障树与普通故障树在最小割 集的求法上其基本原理是一致的， 只是在算子上有 差别。
电子产品可靠性与环境试验 ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＰＲＯＤＵＣＴ ＲＥＬＩＡＢＩＬＩＴＹ ＡＮＤ ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬ ＴＥＳＴＩＮＧ
可靠性与环境适应性理论研究
Ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．， ２００７ ２００７年 ２ 月第 ２５ 卷 第 １ 期
模糊故障树分析方法新探
李馨
（ 辽宁工程技术大学工商管理学院， 辽宁 阜新 １２３０００）
若 事 件 ｅ１， ｅ２， Λ， ｅｎ 以 “与 ” 关 系 相 联 ， 用 合取 “∧”代替 “·”， 其故障树的结构函数为：
第五章 故障树分析01
(X )
i 1
n
xi
(5-1)
其故障树如图5-9所示,相当于可 靠性框图并联系统。
31
图5-9
2. 故障树或门的结构函数
( X ) x1 x 2 x n
i
i 1, 2 , , n
x 当
只取 0 ，1二值时，则有
( X ) 1 1 x i
(3)绘制故障树见图5—4。
24
图5-4 例5-2的故பைடு நூலகம்树
例5-3：某输电网络的变电站和线路 情况见图5-5，电网失效判据同例5-2，请画出 其故障树图。
25
解: 按例5-2的 方法进行分析， 绘制该例子的故 障树见图5—6。
图5-5电网系统
26
图5-6 图5-5的故障树
例5 – 4 已知某飞机有3个发动机(A、B、 C),当其同时发生故障时,飞机不能正常飞行。 A、B、C的故障树见图5—7(a)、(b)、( c)。 使用相同和相似符号绘制飞机不能正常 飞行的故障树。
由德· 摩根定律,即式(2-4)和式(2-5)得
（5-6）
T T x1 x 2 x n x1 x 2 x n
该结构函数正是故障树或门的结构函数。
因而可靠性串联系统与故障树或门系统是等价 的，如图5-13所示。
i 1
n
32 （5-2）
其故障树如图5-10所示,相当于可靠性框图 串联系统。
图5-9
图5-10
3. n中取k的结构函数
1 (X ) 0 当 i k i 1, 2 , , n 其他
33
（5-3）
长输管线失效状况模糊故障树分析方法
# 长输管线的故障树分析原理
故障树分析法是一种演绎方法， 它把系统不希望发生的事件 （失效状态） 作为故障树的顶事件， 用规定的逻 辑符号自上而下地分析导致顶事件发生的所有可能的直接因素和起因， 以及相互间的逻辑关系， 并由此逐步深 入分析， 直到找到事故的基本原因， 即故障树的底事件为止。3 0 2 的最终目标不完全是为了得到顶事件的发 生概率， 更重要的是通过 3 对系统加深理解， 从而找出系统的薄弱环节， 提高系统的安全性与可 0 2 的过程， 靠性。 对长输管线而言， 其故障树顶事件定为 “管线失效” ， 引起管线失效的最直接原因是管线的泄漏或断裂。同 样， 以这两个原因作为次顶事件， 采用类似方法继续深入分析， 找出次顶事件发生的原因。依次类推， 直至分解 到代表各种故障形式的基本事件为止。图#为管线的故障树， 该故障树由经过简化的系统的最小割集构成， 共 考虑了+ 个基本事件， ， ， …， 为基本事件代号。 " ! #! # ! " ! " ! 定性分析 故障树定性分析的任务是求出故障树的全部最小割集。为了确定故障树的最小割集， 首先将故障树转化 为等效的布尔方程。采用下行法， 求得全部最小割集为
万方数据
第 $期
董玉华等： 长输管线失效状况模糊故障树分析方法
( ’
! "# !$# "$# #$# $$# %$# ! $$# ! %$# ! &$# ! ’$# ! ($# ! )$# " *$# " "$# " )$# # *$ # # !$# # "$# # #$# # $$# # %$# # &$# # ’$# # ($# # )$# $ *$# & # " ! # " #$# & # " ! # " $$ # & # " ! # " %$# & # " ! # " &$# & # " ! # " ’$# & # " ! # " ($# & # ’ # ! * # ! !$# & # ’ # ! * # ! "$ # & # ’ # ! * # ! #$# & # ( # ! * # ! !$# & # ( # ! * # ! "$# & # ( # ! * # ! #$# & # ) # ! * # ! !$ # & # ) # ! * # ! "$# & # ) # ! * # ! #$# & # ! * # ! ! # # ’$# & # ! * # ! ! # # ($# & # ! * # ! ! # # )$ # & # ! * # ! ! # $ *$# & # ! * # ! " # # ’$# & # ! * # ! " # # ($# & # ! * # ! " # # )$# & # ! * # ! " # $ *$
模糊预测控制技术的应用研究
入 ! 预测系统未来输出 % 这种模型只强调模型的功能而不强调 其结构形式 % 所以 ! 预测模型形式 参 数 模 型 有 微 分 方 程 ( 差 分 方程等 ；非参数模型有脉冲响应 ( 阶跃响应模型等 % 甚至 ! 非线 性 系 统 (分 布 参 数 系 统 的 模 型 !只 要 具 备 上 述 功 能 !也 可 在 对 这类系统进行预测控制时作为 预 测 模 型 使 用 % 而 且 随 着 模 型 概念的拓宽 ! 所谓模型己不仅仅局 限 于 数 学 模 型 ! 任 何 取 自 过 程的已有信息 ! 且能对过程未 来 动 态 行 为 的 变 化 进 行 预 测 的 信息集合 ! 都可作为预测模型 % 预测控制算法的种类多 ( 表 现 形 式 多 种 多 样 ! 但 其 模 型 预 测控制的基本要点 （或基本原则 ）没有改变 ! 以 下 三 点 是 预 测 控 制算法的三要素 # ) １ * 建立预测模型是 模 型 预 测 控 制 的 第 一 个 原 则 % 这 一 原则是模型预测控制的基础 ! 也 正 是 模 型 预 测 控 制 不 同 于 常 规 ＰＩＤ 控制的根本所在 % 利用它可 以 根 据 对 象 的 历 史 信 息 以 及假定的控制输入 ｕ ! 预测其未来一时间段内的控制输出 ! 并 对不同控制策略的预测输出进行比较分析 % ) ２* 滚 动 优 化 是 一 种 有 限 时 段 的 优 化 控 制 ! 它 通 过 某 一 性能指标的最优来确定未来的 控 制 作 用 % 这 一 性 能 指 标 设 计 系统的未来行为 （对象输出 ( 输入 ）! 可以采用多种形式 % 在每一 时刻 ! 优化性能指标只涉及当前时 刻 到 未 来 有 限 时 段 内 ! 而 到 下 一 时 刻 !优 化 时 段 向 前 推 移 !重 新 进 行 优 化 !即 优 化 不 是 一 次离线进行 ! 而是反复在线进行 ! 以获取新的控制策略 % ) ３* 反 馈 校 正 是 在 每 一 时 刻 ! 利 用 当 前 实 时 信 息 对 基 于 模型的预测值进行修正 ! 克服 由 于 模 型 失 配 或 干 扰 造 成 的 控 制偏离 % 反馈校正的形式可以是多种多样的 ! 如可以对未来的 误差进行修正的 ＭＡＣ(ＤＭＣ 算法 ! 根 据 辨 识 原 理 直 接 修 改 预 测模型参数的 ＧＰＣ 算法 % 预 测 控 制 具 有 实 现 简 单 (对 模 型 要 求 低 (在 线 计 算 方 便 ( 算法鲁棒性强等优点 ! 实际应用表 明 ! 预 测 控 制 较 之 传 统 的 控 制手段具有更好的鲁棒性 ! 对 复 杂 系 统 可 以 获 得 满 意 的 控 制 效果 ! 被认为是工业过程控制 领 域 内 最 有 吸 引 力 的 控 制 方 法 之一 % 预测控制的研究范围已经涉及到预测模型类型 ( 优化目 标种类 ( 约束条件种类 ( 控制算法以及 稳 定 性 ( 鲁 棒 性 等 方 面 ! 也包括多变量系统 ( 非线性系 统 以 及 其 他 控 制 方 法 与 预 测 控 制 方 法 的 结 合 !如 自 适 应 预 测 控 制 (模 糊 预 测 控 制 (鲁 棒 预 测 控制 ( 神经网络预测控制等 %
模糊故障树在汽车发动机故障诊断中的应用
模糊故障树在汽车发动机故障诊断中的应用
施云
【期刊名称】《桂林电子科技大学学报》
【年(卷),期】2008(028)003
【摘要】模糊故障树法是一种逻辑性强、直观形象的可靠性分析方法,既可定性又可定量地对系统典型故障进行分析,为故障分析处理及系统设计提供了理论依据.本文针对汽车发动机常见的故障,通过绘制发动机的故障树,根据最小割集的求解和故障树的结构函数,对其故障进行定性和定量分析,迅速找出故障原因.此方法简便、直观、实用,应用于汽车发动机故障诊断中能够取得令人满意的结果.
【总页数】3页(P222-224)
【作者】施云
【作者单位】桂林电子科技大学,机电工程学院,广西,桂林,541004
【正文语种】中文
【中图分类】TH165+.3
【相关文献】
1.故障树分析法和模糊集理论在堆垛机故障诊断中的应用 [J], 廖伦彪;杨丰;张宝;杨涛;吕婷
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3.故障树分析法在汽车发动机故障诊断中的应用 [J], 李敏
4.模糊故障树在船舶柴油机滑油系统故障诊断中的应用 [J], 贾广付
5.模糊故障树理论在航空充电设备故障诊断中的应用研究 [J], 姚海燕;李勋章;杨秀芹
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
故障树分析FTA
它表示最基本的、不能继续再往下分
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。
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。
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检 测 与 仪 表
化 自 化 仪 ，０ ，７ ０： ～ 工 动 及 表 ２０ ３ １ ５ ５ １ （ ）０ ４
Ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｉ ｅ ｃ ｌＩ ｄ ｓｒ ｏ ｔ ｄ Ｉ ｓｒ ｏａ ｕ ｎ ｓ ｎ Ｃｈ ｍｉａ ｎ ｕ ｔ ｙ
模糊 故 障树 分 析 法在 深 孔镀 铬控 制 系统 中的应 用
下一 阶割集决定了顶事件 发生 的概 率 ， 在排 除故障 时优先考虑一 阶割集所代表 的底事件。本故 障树分 析考 虑了所有割集。 ３ 故 障树底事件发 生概率的确定 专家判断法是确定事件发生概率 的常用方法之
一
Ｅ ４
Ｕ Ｓ 障 Ｐ故
ＸＩ ９
熔芯 烧毁
熔芯接 触不 牢 熔 断器线 路虚接 接触器线 圈烧毁 接 触器线 路虚接 接触 器触点 接触不 牢 接触 器触 点粘连 接触 器触 点误接
魏 士杰 ， 潘宏侠 ， 郭彦青
（ 北 大学 机械 工 程 与 自动化 学 院 ， 原 ００ ５ ） 中 太 ３０ １
摘要 ： 针对深孔镀铬控制 系统 中对 系统故障缺乏有效的分析解决手段 ， 出了模糊故 障树分析法。通过 分 提
析影响 系统可靠性 的主要原 因， 建立 了深孔镀铬控制 系统可靠性的故障树模型 。专 家组对各个底 事件进行评估 ， 用格鲁布斯法对专家的评价数据进行检验 ， 剔除离群值 ， 并采用比较 赋值法对 离群值 进行 ， 因此为 与的关系 。故 障树 具体事 件名称 如
＝
表 １ 示。 所
表 １ 事件代 号及名 称
代号
Ｔ
∑Ｐ 一∑ＰＫ ＋ （ ） （ ） …
‘ １ …
＋（ ） Ｐ Ｋ … ） 一１ （
（） ２
事件名 称
控 制系统失 效
代号
Ｘ
事 件名称
顶事件来说 他们 为或 的关 系 ， Ｅ 一 个为 自动控 Ｅ 、
第 ｌ 期 Ｏ
魏士杰 等． 模糊故 障树分析法在深孔镀铬控制系统中的应用
・ １・ ５
制单元 ， 一个为手 动控制单元 ， 中一个 故障 ， 其 另外
一
阶割集 。顶事件发生 的概率公式为 ：
Ｐ（ ）＝Ｐ（
，
个能接着工作 ， 不会 导致 Ｅ 失效 ， ： 除非 Ｅ 、 ： 。Ｅ 同
中图分类号 ： Ｐ ７ 文献标识码 ： 文章编号 ： ００３ ３ （０ ０ １－０００ Ｔ ２７ Ａ １０ —９ ２ ２ １ ）００ ５ －５ １ 引 言
２ 故障树 的建立及定性分析
２ １ 故 障 树 建 立 ．
北方重工业集 团特种工艺 厂镀铬生产线 是国内 最大 的深孔镀铬生 产线 ， 本生产 线利用各 种化学工 艺为深孔管进行 内部镀 铬 ， 增加 了深孔管 的耐磨性
Ｅ 自动控 制单元 故障 Ｘ ５ ∞ Ｅ 手动控 制单元 故障 Ｘ１ ６ ２ Ｅ ７ Ｅ ８ Ｅ ９ Ｅｏ ｌ Ｅ１ ｌ 传感 器故 障 Ｐ Ｃ故 障 Ｌ 熔断器 故障 接触器 故障 空气开关 故 障 Ｘ 趋 Ｘ Ｘ Ｘ５ ２ Ｘ６ ２
接近 开关损 坏
式中 ：
最小割 集 的元 素 ； （ ｉ ＜１ 所 以 由 Ｐ Ｋ） 。
式（ ） ２ 可知 ， 二阶及二 阶以上 的割集很 小 ， 般情况 一
Ｅ １ Ｅ ２ Ｅ ３
电源故 障 主控 单元 故障 执行 器故 障
Ｘ６ Ｐ Ｃ的 Ｃ Ｕ模块 损坏 １ Ｌ Ｐ Ｘ７ ＰＣ的 电源模 块损 坏 ｌ Ｌ Ｘ８ ＰＣ的通讯 模块损 坏 １ Ｌ
家的有效评价 。采 用模糊集合理论 ， 系统失效的底事件进行概 率确 定， 对 通过对故 障树进 行定量的 分析 ， 出顶 得
事件 发生的概 率以及底事件 的重要度参数。实践证 明此方 法具有有效性 和正确性 。
关键 词 ： 镀 铬 ； 制 系统 ； 糊 集 ； 障 树 ； 控 模 故 离群值 ； 量 分 析 定
底事件 。在对深孔镀铬 控制 系统进行仔 细分析后 ， 建立了如图 １ 所示 的深孔镀铬控制系统 故障树 。
图 １ 深孑 镀铬控制系统故障树模型 Ｌ
其中 Ｔ为顶事件 ， Ｅ为 中间事件 ， Ｘ为底 事件 。
Ｅ 、 ：Ｅ 任意一个失效 就导致系统失效 ， 以对于 Ｅ 、， 所
收稿 日期 ：０００ —０ 修改稿） ２１－ １（ ９ 基金项 目： 国家 自然科学基金 资助项 目（ ０ ７２ ７ ； ５ ８ ５４ ） 山西省 自然科学基金资助项 目（０ ７ １０ ０ ２０ ０ ７ ） １
顶事件 ） 出发 ， 照某 种逻 辑关 系从 总体到 局部进 按 行逐步细化 ， 分析 出故障成 因， 而确定故障的最基 从 本成因 （ 即底事件 ） 重要程 度和发生概 率 。本 文 、 以深孔镀铬控 制 系统 为研究 对象 进行故 障树 的建
立 。首先根据故障树 顶事 件的确定原则将 “ 控制 系 统失效” 作为故 障树 的顶 事件 ， 次将 引起 系统失 其 效的最直接原 因 Ｅ 、：Ｅ 作为次顶事件 ， 。Ｅ 、 也可称为 中间事件 ， 最后将引起 系统失效 的最基本原 因定为
故障 树 分析 法 （ ａｌＴｅ ｎｌ ｉ） Ｆ ｕ ｒ Ａ ａ ｓ 简称 Ｆ Ａ ｔ ｅ ｙｓ Ｔ
法 ， 它是一种数学方法 ， 以研究 系统最坏结果 （ 即
和硬度 ， 而延长 了管子的寿命 ， 从 此生产线 主要 由控 制系统 、 干镀槽组成 ， 若 而镀槽 内部溶 液主要为化学 制剂 ， 如强酸 、 强碱 、 重金属溶液等 ， 因此控制系统工 作环境极其恶劣 。控制 系统是此 生产线 的核 心 ， 是 整个生产线 的心脏 ， 其可 靠性关系整个 生产线 的安 全和正常生产 ， 同时此系统是 一个复杂 的 自动控 制 系统 ， 包括继 电保护手动控制和基于 ＷＩＣ Ｎ Ｃ和 Ｐ Ｃ Ｌ 的 自动控制系统 ， 因此对其进 行故 障诊 断就 比较 困难 ， 以采用模 糊故 障树分析方法 （ Ｆ Ａ 对其 所 ＦＴ ） ｒ 可靠性及各元器 件发生故 障的概率进行 定量分析 ， 以达 到快速诊断维修 的 目的。
化 自 化 仪 ，０ ，７ ０： ～ 工 动 及 表 ２０ ３ １ ５ ５ １ （ ）０ ４
Ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｉ ｅ ｃ ｌＩ ｄ ｓｒ ｏ ｔ ｄ Ｉ ｓｒ ｏａ ｕ ｎ ｓ ｎ Ｃｈ ｍｉａ ｎ ｕ ｔ ｙ
模糊 故 障树 分 析 法在 深 孔镀 铬控 制 系统 中的应 用
下一 阶割集决定了顶事件 发生 的概 率 ， 在排 除故障 时优先考虑一 阶割集所代表 的底事件。本故 障树分 析考 虑了所有割集。 ３ 故 障树底事件发 生概率的确定 专家判断法是确定事件发生概率 的常用方法之
一
Ｅ ４
Ｕ Ｓ 障 Ｐ故
ＸＩ ９
熔芯 烧毁
熔芯接 触不 牢 熔 断器线 路虚接 接触器线 圈烧毁 接 触器线 路虚接 接触 器触点 接触不 牢 接触 器触 点粘连 接触 器触 点误接
魏 士杰 ， 潘宏侠 ， 郭彦青
（ 北 大学 机械 工 程 与 自动化 学 院 ， 原 ００ ５ ） 中 太 ３０ １
摘要 ： 针对深孔镀铬控制 系统 中对 系统故障缺乏有效的分析解决手段 ， 出了模糊故 障树分析法。通过 分 提
析影响 系统可靠性 的主要原 因， 建立 了深孔镀铬控制 系统可靠性的故障树模型 。专 家组对各个底 事件进行评估 ， 用格鲁布斯法对专家的评价数据进行检验 ， 剔除离群值 ， 并采用比较 赋值法对 离群值 进行 ， 因此为 与的关系 。故 障树 具体事 件名称 如
＝
表 １ 示。 所
表 １ 事件代 号及名 称
代号
Ｔ
∑Ｐ 一∑ＰＫ ＋ （ ） （ ） …
‘ １ …
＋（ ） Ｐ Ｋ … ） 一１ （
（） ２
事件名 称
控 制系统失 效
代号
Ｘ
事 件名称
顶事件来说 他们 为或 的关 系 ， Ｅ 一 个为 自动控 Ｅ 、
第 ｌ 期 Ｏ
魏士杰 等． 模糊故 障树分析法在深孔镀铬控制系统中的应用
・ １・ ５
制单元 ， 一个为手 动控制单元 ， 中一个 故障 ， 其 另外
一
阶割集 。顶事件发生 的概率公式为 ：
Ｐ（ ）＝Ｐ（
，
个能接着工作 ， 不会 导致 Ｅ 失效 ， ： 除非 Ｅ 、 ： 。Ｅ 同
中图分类号 ： Ｐ ７ 文献标识码 ： 文章编号 ： ００３ ３ （０ ０ １－０００ Ｔ ２７ Ａ １０ —９ ２ ２ １ ）００ ５ －５ １ 引 言
２ 故障树 的建立及定性分析
２ １ 故 障 树 建 立 ．
北方重工业集 团特种工艺 厂镀铬生产线 是国内 最大 的深孔镀铬生 产线 ， 本生产 线利用各 种化学工 艺为深孔管进行 内部镀 铬 ， 增加 了深孔管 的耐磨性
Ｅ 自动控 制单元 故障 Ｘ ５ ∞ Ｅ 手动控 制单元 故障 Ｘ１ ６ ２ Ｅ ７ Ｅ ８ Ｅ ９ Ｅｏ ｌ Ｅ１ ｌ 传感 器故 障 Ｐ Ｃ故 障 Ｌ 熔断器 故障 接触器 故障 空气开关 故 障 Ｘ 趋 Ｘ Ｘ Ｘ５ ２ Ｘ６ ２
接近 开关损 坏
式中 ：
最小割 集 的元 素 ； （ ｉ ＜１ 所 以 由 Ｐ Ｋ） 。
式（ ） ２ 可知 ， 二阶及二 阶以上 的割集很 小 ， 般情况 一
Ｅ １ Ｅ ２ Ｅ ３
电源故 障 主控 单元 故障 执行 器故 障
Ｘ６ Ｐ Ｃ的 Ｃ Ｕ模块 损坏 １ Ｌ Ｐ Ｘ７ ＰＣ的 电源模 块损 坏 ｌ Ｌ Ｘ８ ＰＣ的通讯 模块损 坏 １ Ｌ
家的有效评价 。采 用模糊集合理论 ， 系统失效的底事件进行概 率确 定， 对 通过对故 障树进 行定量的 分析 ， 出顶 得
事件 发生的概 率以及底事件 的重要度参数。实践证 明此方 法具有有效性 和正确性 。
关键 词 ： 镀 铬 ； 制 系统 ； 糊 集 ； 障 树 ； 控 模 故 离群值 ； 量 分 析 定
底事件 。在对深孔镀铬 控制 系统进行仔 细分析后 ， 建立了如图 １ 所示 的深孔镀铬控制系统 故障树 。
图 １ 深孑 镀铬控制系统故障树模型 Ｌ
其中 Ｔ为顶事件 ， Ｅ为 中间事件 ， Ｘ为底 事件 。
Ｅ 、 ：Ｅ 任意一个失效 就导致系统失效 ， 以对于 Ｅ 、， 所
收稿 日期 ：０００ —０ 修改稿） ２１－ １（ ９ 基金项 目： 国家 自然科学基金 资助项 目（ ０ ７２ ７ ； ５ ８ ５４ ） 山西省 自然科学基金资助项 目（０ ７ １０ ０ ２０ ０ ７ ） １
顶事件 ） 出发 ， 照某 种逻 辑关 系从 总体到 局部进 按 行逐步细化 ， 分析 出故障成 因， 而确定故障的最基 从 本成因 （ 即底事件 ） 重要程 度和发生概 率 。本 文 、 以深孔镀铬控 制 系统 为研究 对象 进行故 障树 的建
立 。首先根据故障树 顶事 件的确定原则将 “ 控制 系 统失效” 作为故 障树 的顶 事件 ， 次将 引起 系统失 其 效的最直接原 因 Ｅ 、：Ｅ 作为次顶事件 ， 。Ｅ 、 也可称为 中间事件 ， 最后将引起 系统失效 的最基本原 因定为
故障 树 分析 法 （ ａｌＴｅ ｎｌ ｉ） Ｆ ｕ ｒ Ａ ａ ｓ 简称 Ｆ Ａ ｔ ｅ ｙｓ Ｔ
法 ， 它是一种数学方法 ， 以研究 系统最坏结果 （ 即
和硬度 ， 而延长 了管子的寿命 ， 从 此生产线 主要 由控 制系统 、 干镀槽组成 ， 若 而镀槽 内部溶 液主要为化学 制剂 ， 如强酸 、 强碱 、 重金属溶液等 ， 因此控制系统工 作环境极其恶劣 。控制 系统是此 生产线 的核 心 ， 是 整个生产线 的心脏 ， 其可 靠性关系整个 生产线 的安 全和正常生产 ， 同时此系统是 一个复杂 的 自动控 制 系统 ， 包括继 电保护手动控制和基于 ＷＩＣ Ｎ Ｃ和 Ｐ Ｃ Ｌ 的 自动控制系统 ， 因此对其进 行故 障诊 断就 比较 困难 ， 以采用模 糊故 障树分析方法 （ Ｆ Ａ 对其 所 ＦＴ ） ｒ 可靠性及各元器 件发生故 障的概率进行 定量分析 ， 以达 到快速诊断维修 的 目的。