画故障树的步骤
FTA方法步骤及程序
FTA使用布尔逻辑门(如“与”、“或”)形成系统的故障树逻辑模型来描述设备故障和人为失误是如何组合导致顶上事件的。
通过分析一个较大的工艺过程可得到故障树模型，实际的模型数目取决于危险分析人员选定的顶上事件数，一个顶上事件对应着一个故障树模型。
故障树分析人员对每个故障树逻辑模型求解，产生故障序列，其称为最小割集，由此可导出顶上事件。
这些最小割集序列可以通过每个割集中的故障数目和类型，定性地排序。
一般而言，含有较少故障数目的割集比含有较多故障数目的割集更可能导致顶上事件。
最小割集序列揭示了系统设计、操作缺陷；对此，分析人员应提出可能提高过程安全性的途径。
使用FTA需要熟练掌握装置或系统的功能、工艺图和操作程序以及各种故障模式和其结果，训练有素和富有经验的分析人员是有效和高质量运用FTA的保证。
(1)故障树符号的意义。
①事件符号：顶上事件、中间事件符号，需要进一步往下分析的事件。
基本事件符号，不能再往下分析的事件。
正常事件符号，正常情况下存在的事件。
省略事件，不能或不需要向下分析的事件。
②逻辑门符号：或门，表示B1或B2任一事件单独发生(输入)时，A事件都可以发生(输出)。
与门，表示B1、B2两事件同时发生(输入)时，A事件才发生(输出)。
条件或门，表示B1或B2任一事件单独发生(输入)时，还必须满足条件a，A事件才发生(输出)。
条件与门，表示B1、B2两事件同时发生(输入)时，还必须满足条件a，A事件才发生(输出)。
限制门，表示B事件发生(输入)且满足条件a时，A事件才发生(输出)。
转入符号，表示在别处的部分树，由该处转入(在三角形内标出从何处转入)。
转出符号，表示这部分树由该处转移至其他处，由该处转入(在三角形内标出向何处转移)。
(2)布尔代数与主要运算法则。
在故障树分析中常用逻辑运算符号(·)、(+)将各个事件连接起来，这连接式称为布尔代数表达式。
在求最小割集时，要用布尔代数运算法则，化简代数式。
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。
(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。
安全工程师管理知识考点故障树分析
平安工程师管理知识考点故障树分析故障树分析(Fault Tree Analysis，VIA)
故障树(Fault Tree)，是一种描绘事故因果关系的有方向的“树”，是系统平安工程中的重要的分析方法之一。
它能对各种系统的危险性进展识别评价，既适用于定性分析，又能进展定量分析，具有简明、形象化的特点，表达了以系统工程方法研究平安问题的系统性、准确性和预测性。
故障树分析的根本程序如下：
要详细理解系统状态及各种参数，绘出工艺流程图或布置图。
搜集事故案例，进展事故统计，设想给定系统可能要发生的事故。
要分析的对象事件即为顶上事件。
对所调查的事故进展全面分析，从中找出后果严重且较易发生的事故作为顶上事件。
根据经历和事故案例，经统计分析后，求解事故发生的概率(频率)，作为要控制的事故目的值。
调查与事故有关的所有原因事件和各种因素。
从顶上事件起，一级一级找出直接原因事件，到所要分析的深度，按其逻辑关系，画出故障树。
按故障树构造进展简化，确定各根本领件的构造重要度。
确定所有事件发生概率，标在故障树上，进而求出顶上事件的发生概率。
比较分可系统和不可维修系统进展讨论，前者要进展比照，后者求出顶上事件发生概率即可。
故障树分析不仅能分析出事故的直接原因，而且能深化提示事故的潜在原因，因此在工程或设备的设计阶段、在事故查询或编制
新的操作方法时，都可以使用故障树分析对它们的平安性做出评价。
事故树分析法
事故树分析法(FTA)事故树分析法就是一种既能定性又能定量的逻辑演绎评价方法,就是从结果到原因描绘事故发生的有向逻辑树,在逻辑树中相关原因事件之间用逻辑门连接,构成逻辑树图,为判明事故发生的途径及损害间关系提供一种最形象、最简洁的表达方式。
事故树法又称为故障树分析法,就是一种逻辑演绎的系统评价方法,就是安全系统工程中重要的分析方法之一。
它能对各种系统的危险性进行识别评估,既适用于定性分析,又能进行定量分析。
具有简明、形象的特点。
其分析方法就是从要分析的特定事故或故障顶上事件开始,层层分析其发生原因(中间事件),一直分析到不能再分解或没有必要分析时为止,即分析至基本原因事件为止,用逻辑门符号将各层中间事件与基本原因事件连接起来,得到形象、简洁地表达其因果关系的逻辑树图形即故障树。
通过对其简化计算得到分析评价目的的方法。
故障树分析法的主要功能1、对导致事故的各种因素及其逻辑关系作出全面的描述2、便于发现与查明系统内固有的或者潜在的危险因素,为安全设计、制定技术措施及采取管理对策提供依据3、使作业人员全面了解与掌握各项防灾要点4、对已发生的事故进行原因分析故障树的分析步骤1、确定所分析的系统2、熟悉所分析的系统3、调查系统发生的事故4、确定事故的顶上事件5、调查与顶上事件有关的所有原因事件6、故障树作图7、故障树的定性分析8、故障树的定量分析9、安全性评价事故树的主要符号事件符号逻辑符号顶上事件、中间事件符号,需要进一步的分析基本事件符号,不能进一步往下分析正常事件,正常情况下存在的事件省略事件,不能或者不需要分析事故树的建造方法直接原因事件可以从以下几个方面考虑:1、 电气设备故障2、 人的差错(操作、管理、指挥)3、 环境不良事故树的数学描述事故树的结构函数y =Φ 割集割集:事故树种某些基本事件的组合,当这些基本事件都发生时,顶上事件必然发生。
如果在一个割集中去掉任何一个顶上事件导致顶上事件不能发生,那么这个割集即为最小割集,也就就是导致顶上事件发生的最低限度的基本事件组合。
故障树分析法ppt课件
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2）最小径集在事故树分析中的应用
③利用最小径集同样可以判定事故树中基 本事件的机构重要度和计算顶上事件发 生的概率。
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（四）事故树定量分析
1、计算顶上事件发生概率
1）逐级向上推算法
当各基本事件均是独立事件时，凡是与门连
接的地方，可用几个独立事件逻辑积的概率
计算公式：
n
QT qi
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• 四、逻辑代数运算的重要规则 • 1.代入规则：任何一个含有变量A的等式，如果将所有出
现A的位置都代之以一个逻辑函数F，则等式仍然成立。 • A(B+C)=AB+BC 将C=C+D代入 • 原式=AB+AC+AD • 2.对偶规则 设F是一个逻辑函数，若将F中所有的“＋”换为“·”， “·”
0·1=0
若B恒等于“1” A·1=A
1·0=0
1·1=1
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• 逻辑非 • 设A是任何一个逻辑变量，逻辑变量A的
逻辑非确定另一个逻辑变量Z • A’=Z • 0’=1 • 1’=0
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• 二、逻辑代数运算的基本性质 • 1.逻辑运算的基本性质 • 1）逻辑或 • 交换律：A+B=B+A • 结合律：A+(B+C)=(A+B)+C • 同一律：A+0=A • 0－1律：A+1=1 • 等幂律：A+A=A • 2）逻辑与 • 交换律：A·B=B·A • 结合律：A·(B·C)=(A·B)·C • 同一律：A·1=A • 0－1律：A·0=0 • 等幂律：A·A=A
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故障树演示教学
船上的救生设备不足， 使大多数落水者被冻
死
4
与
门
2
1
3
观察员、驾驶员失误， 造成船体与冰山相撞
底事件
画出“电动机过热”的故障树。
▪ 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。
（二）故障树分析概述
▪ 故障树分析也叫失效树分析简称FTA.
▪ 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。
故障树分析：在系统设计过程中通过对可 能造成系统失效的各种因素（包括硬件、软 件、环境、人为因素）进行分析，画出逻辑 框图（故障树），从而确定系统故障原因的 各种可能组合方式或其发生概率，以计算系 统故障概率，采取相应的纠正措施，以提高 系统可靠性的一种设计分析方法。
(3)按故障的损伤程度分类 按故障的损伤是否容忍分为允许故障和不允
许故障。 允许故障是指考虑到设备在正常使用条件下，
随着使用时间的增长，设备参数的逐渐劣化是 不可避免的，因而允许发生某些损伤但不引起 严重后果的故障，如零件的某些正常磨损、腐 蚀和老化等。
不允许故障是由于设计时考虑不周，制造装
配质量不合格，违反操作规程所造成的故障， 如设计强度不够造成的零件的断裂，超负荷使 用设备造成的设备损坏等。
进行定量分析和定性分析首先要根据实际情况建 立故障树：
二、故障树的建立步骤
建立故障树按演绎法从顶事件开始由上而下， 循序渐近逐级进行步骤如下： a、选择和确定顶事件：顶事件是系统最不希望发 生的事件，或是指定进行逻辑分析的故障事件。
故障树分析(fault tree analysis)
故障树分析(fault tree analysis)➢概述故障树分析常常使用村图来研究系统、过程或者产品的某个特定的失效故障。
故障可能已经发生或者是潜在的。
从追溯失效开始，辨别出导致故障的情况或事件的方式，从而找出根本的事件或原因。
当每一个原因的概率已知时，失效的概率就能被计算出来。
故障树分析的主要目的是确定那些能够降低或者消除故障的改进。
➢适用场合·在设计或者重新设计系统、过程、产品或服务的过程中，辨别潜在失效的原因并且寻找阻止失效发生的方法；·在事故、错误或其他失效已经发生后，辨别出原因，防止将来的失效发生；·尤其是当系统很复杂，失效有多个内在相关的原因时。
➢实施步骤1辨别出将要检查的系统或者过程，常包括限制分析的边界范围，在这里流程图是很有用的。
2辨别出要分析的失效类型，范围尽可能缩小和具体，并称做顶事件。
在表的顶部画一个矩形，在里面描述失效。
3识别出导致顶事件的直接原因，并且把写在他们所引起事件的下方。
4对每个事件提问“这是基本的原因吗？或者能够分析出它的直接原因吗？”如果这个事件基本失效，画圆圈圈住它。
如果能够分析出原因，则画矩形。
根据具体情况，使用表5.4的其他事件符号。
5“这些事件怎样与它们所引起的事件相联系？”使用表5.5中门的符号来显示它们的关系。
低一级的事件是输人事件，他们所引起的事件是输出变量，位于门的上面。
6对于每个非基本的事件，重复步骤3～5，直到树的所有分枝都以基本事件或者不充分事件结束。
7（可选项）为了得出失效的数学概率，需给出每个基本事件的概率。
使用布尔代数来计算每个高一级事件和顶事件的概率。
数学方法的讨论超出本书的范围。
FTA软件使计算更加容易。
8通过分析树来理解原因之间的关系并找到阻止失效的方法。
使用门关系找到最有效的方法来降低风险。
通过概率或者系统的知识把注意力集中在最可能发生的原因中。
➢示例图表5.58是一个公路安全项目的故障树：机动车倒翻的单一机动车事故。
【visio】故障树分析图
【visio】故障树分析图
率属于商务
故障树是从一个可能的事故开始，自上而下、一层层的寻找顶事件的直接原因和间接原因事件，直到基本原因事件，并用逻辑图把这些事件之间的逻辑关系表达出来。
主要的应用场景：分析复杂问题原因，一个大问题，往往是由多个小问题积累导致的，故障树分析图可以将问题细化，清晰化。
1、案例
2、思路
在绘制故障树之前，自己心里需要有一个对第一问题的概括，比如说软件崩溃率高、APP出现偷跑流量等，在故障树分析图里，这个叫做顶层事件，顶层事件需要是直观的、准确定义的、无歧义的，描述不能过于复杂。
3、形状
形状可以进行如下分类
禁止门它需要搭配着条件事件一起使用；
未开展事件，也叫做未探明事件，它有两层含义：不需要深究的事件，大家心知肚明，这种情况下，可以使用基本事件来替代；
顶层事件和中间层事件，只能用事件形状来画；
表决门的使用暂时还不理解。
4、操作
略。
故障树定性定量分析
图1故障树图
T A•B ( X1 C)( X 2 D) ( X1 X 2 X3)( X 2 X 4 X5 ) X1X2 X2X3X2 X1X4X5 X2X3X4X5 X1X2 X2X3 X1X4X5 X2X3X4X5 X1X2 X2X3 X1X4X5
该故障树有三个最小割集：
2023/12/9
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• （1）布尔代数化简法
• 这种措施要首先列出故障树旳布尔体现式，即 从故障树旳第一层输入事件开始，“或门’’ 旳输入事件用逻辑加表达，“与门”旳输入事 件用逻辑积表达；
• 再用第二层输入事件替代第一层，第三层输入 事件替代第二层，直至故障树中全体基本事件 都代完为止。在代换过程中条件与事件之间总 是用逻辑积表达。
K1 X1, X 2, K2 X 2 , X3, K3 X1, X 4 , X5
• (2)行列法
• 行列法又称代换法，是由富赛尔（Fus-sel）1972 年提出来旳，也称富赛尔法。该法是从顶上事件 开始，依次将上层事件用下一层事件替代，直到 全部基本事件都代完为止。在代换过程中，“或 门”连接旳事件纵向排列，“与门”连接旳事件 横向排列。最终会得到若干个基本事件旳逻辑积， 用布尔代数运算定律化简，就得到最小割集。下 面仍以图1为例，用行列法求故障树旳最小割集：
旳,这些元件发生故障常会造成整个系统故障或事故旳发 生。所以,可根据各个元件故障概率,根据它们之间旳接 关系计算出整个系统旳故障概率。
安全系统工程
事故树旳定性分析
• 故障树定性分析是对故障树中各基本事件不 考虑发生旳概率多少，只考虑发生和不发生 两种情况。
• 经过定性分析可懂得哪一种或哪几种基本事 件发生顶上事件就会发生，哪一种或哪几种 基本事件不发生顶上事件就不会发生，哪一 种基本事件发生对顶上事件发生影响大，哪 一种影响小，从而能够采用经济有效旳措施， 预防事故发生。
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画故障树的步骤
一、准备工作
在开始画故障树之前，我们需要做一些准备工作，以确保能够顺利完成任务。
1.明确目标：首先，我们需要明确所要分析的故障或问题，并确定我们希望从故障树中得出什么样的结论。
这可以帮助我们确定故障树的边界和范围。
2.收集信息：接下来，我们需要收集与故障或问题相关的所有信息。
这包括相关的文档、数据和经验知识。
收集到的信息将有助于我们分析故障树的各个部分。
二、确定事件和基本事件
在开始画故障树之前，我们需要确定故障树的事件和基本事件。
事件是我们所关心的故障或问题，而基本事件是导致事件发生的最小因素。
1.确定事件：根据之前明确的目标，我们可以确定事件。
事件应该是具体且可观测的，以便我们能够分析和量化。
2.确定基本事件：基本事件是导致事件发生的最小因素。
我们需要通过分析和思考来确定基本事件。
基本事件应该是互相独立的，不可再分解的。
三、确定逻辑关系
在画故障树之前，我们需要确定各个事件之间的逻辑关系。
这可以帮助我们理清各个事件之间的因果关系。
1.确定逻辑门：逻辑门用于描述事件之间的逻辑关系。
常见的逻辑门有与门、或门和非门。
与门表示多个事件同时发生，或门表示多个事件中至少一个发生，非门表示事件未发生。
2.确定逻辑连接：逻辑连接用于连接不同的事件和逻辑门。
我们需要根据事件之间的关系来确定逻辑连接。
逻辑连接应该准确地描述事件之间的因果关系。
四、画故障树
在完成前面的准备工作之后，我们可以开始画故障树了。
下面是画故障树的步骤：
1.确定根因事件：根因事件是导致事件发生的最终原因。
我们需要根据之前确定的事件和基本事件来确定根因事件。
2.确定顶事件：顶事件是我们所关心的事件。
我们需要根据之前确定的事件和基本事件来确定顶事件。
3.确定中间事件：中间事件是导致顶事件发生的中间原因。
我们需要通过分析和思考来确定中间事件。
中间事件应该是互相独立的，
不可再分解的。
4.确定逻辑关系：根据之前确定的逻辑关系，我们可以将根因事件、顶事件和中间事件连接起来，形成一个完整的故障树。
五、分析故障树
完成故障树的画图之后，我们需要对故障树进行分析，以得出结论和解决方案。
1.计算概率：我们可以利用故障树的逻辑关系和概率信息，计算出各个事件的概率。
这可以帮助我们评估事件发生的可能性。
2.分析结果：根据计算得到的概率和之前的目标，我们可以对故障树进行分析，得出结论和解决方案。
我们可以通过调整故障树的各个参数，来降低故障的发生概率或提高系统的可靠性。
六、总结
在画故障树的过程中，我们需要进行准备工作、确定事件和基本事件、确定逻辑关系、画故障树和分析故障树。
这些步骤能够帮助我们理清故障的因果关系，找出故障的根本原因，并提出解决方案。
通过合理地利用故障树分析方法，我们可以提高系统的可靠性，减少故障的发生。