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故障樹分析范文1
【關鍵詞】 故障樹分析安全性分析
1 引言
某型飛機升降舵系統是采用液壓助力系統的雙余度系統，主要用于實現飛機俯仰控制機動性能，該系統的主要組成及原理可參見圖1，在駕駛艙中，正副駕駛各有駕駛盤及立柱，通過上拉和下推駕駛盤及立柱對傳動線系產生力和位移，再通過液壓助力器放大操縱力，實現對升降舵的操縱。
故障樹分析分為定性分析和定量分析。故障樹定性分析的目的在于尋找頂事件發生的原因和原因組合，即識別導致頂事件發生的所有故障模式。故障樹定量分析的一個重要用途是利用底事件的發生概率計算出頂事件的發生概率，以確定和調整系統的可靠性水平或安全性水平。
各組成部分可能發生以下故障：
1）駕駛盤及立柱可能發生卡滯、機械脫開等故障；
2）傳感器可能發生元件故障、輸入輸出電路故障、機械損壞、接觸不良、導線脫落、線圈老化損壞、感應線圈損壞等故障；
3）拉桿可能產生緊澀卡住、端頭螺栓脫落或斷裂、連接搖臂故障、拉桿斷裂、安裝期間造成損壞等故障；
4）搖臂可能產生搖臂緊澀卡住、旋轉螺栓脫落或斷裂、搖臂斷裂、安裝期間造成損壞等故障；
5）液壓助力器可能產生液壓源失效、進回油連通閥密封故障、助力器泄漏嚴重、滑閥卡住、活塞卡住、回中鎖故障、安裝期間造成助力器損壞等故障；
6）舵面可能產生卡阻、脫落等故障；
7）離合器可能產生動作失效等故障；
8）開關可能產生開關接觸不良、開關內部電路斷開等故障。
2 建樹
“一側助力操縱與機械操縱卡滯，同時升降舵離合器故障”是升降舵功能喪失的一個直接事件，會導致災難性的后果，因此對此事件的失效概率要求為小于10-9，本文對此事件作為故障樹的頂事件，故障樹分析過程如圖2。
此故障樹中的各事件用相應符號代替，以便于分析，如表1。
3 確定割集及最小割集
割集是故障樹的若干底事件的集合，如果這些底事件都發生則將導致頂事件發生。最小割集是底事件的數目不能再減少的割集，即在最小割集中任意去掉一個底事件之后剩下的底事件集合就不是割集。
在傳統故障樹中有一種比較常用的求最小割集的方法——下行法，即布爾表法，表2為下行法在升降舵故障樹分析的一個應用。
通過下行法分析可以得出升降舵系統故障樹的割集為7個：{x1，x2}，{x1，x3}，{x1，x4}，{x1，x5}，{x1，x6}，{x1，x7}，{x1，x8，x9}可以看出，此7個割集之間無需簡化、吸收，因此，升降舵系統故障樹分析有7個最小割集：{x1，x2}，{x1，x3}，{x1，x4}，{x1，x5}，{x1，x6}，{x1，x7}，{x1，x8，x9}。
4 底事件概率統計
通過統計故障樹底事件發生概率并計算，可以對故障樹進行定量分析，計算該系統是否滿足可靠性或安全性要求。
升降舵系統故障樹底事件故障概率統計表見表3。
5 故障樹分析
故障樹定性分析是最小割集的定性分析，通過故障樹定性分析可以看出，兩階割集有6個，三階割集有1個，在兩階割集中出現的事件相比更重要一些；在6個兩階割集和1個三階割集中，x1事件都出現了，因此可以得出，“離合器故障”事件在頂事件“一側助力操縱與機械操縱卡滯，同時升降舵離合器故障”下是最重要的底事件，需要加強離合器的設計。
故障樹定量分析是指已知底事件發生概率通過計算得出頂事件的發生概率，通過故障樹定量分析可以得知：頂事件概率為最小割集概率的和，即
p（t）=p（{x1，x2}，{x1，x3}，{x1，x4}，{x1，x5}，{x1，x6}，{x1，x7}，{x1，x8，x9}）
=p（x1x2+x1x3+x1x4+x1x5+x1x6+x1x7+x1x8x9）
=p（x1）×p（x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8x9）
故障樹分析范文2
【關鍵詞】船用分油機；故障樹分析法（FTA）；故障診斷
[Abstract] In this paper， we stated the significance of fault analysis on marine oil-purifier， also， introduced the general principles of Fault Tree Analysis and the working principle and structure of marine oil-purifier， combined with the typical failure example of a marine oil-purifier， build the corresponding fault tree by Fault tree analysis. Based on successfully troubleshooting， we summarized troubleshooting features with the application of Fault Tree Analysis.
[Key Words] Marine oil-purifier；Fault tree analysis（FTA）；Fault analysis
0.前言
隨著航運業的發展，為了節約成本，船上普遍都使用劣質燃油，劣質燃油必須經過船用分油機凈化，以除去其中的雜質和水分。分油機在船舶航行期間基本處于運行狀態，由于分油機運轉頻繁、結構復雜、故障率高、故障因素多且復雜，因此如何在最短時間內有效的找出故障的原因并排除一直是個難題。故障樹分析法是目前故障診斷中應用較多的方法之一，本文將對故障樹分析法在船用分油機故障診斷中應用進行研究，以求有效地排除故障及總結應用故障樹分析法的特點，保障船舶安全運行。
1.故障分析法
1.1故障分析法原理
故障樹分析方法是一種安全可靠的分析技術，也是目前故障診斷中應用較多的方法之一，它建立在對系統的故障經驗庫基礎上，采用逆向推理，將系統級的故障現象（頂事件）與最基本的故障原因（底事件）之間的內在關系表示成樹形的網絡圖，各層事件之間通過 “與”、“或 ”、“非 ”、“異或 ”等邏輯關系相關聯。它通常把系統的故障狀態稱為頂事件，然后找出系統故障和導致系統故障的諸原因之間的邏輯關系。并將這些邏輯關系用邏輯符號表示出來，由上而下逐層分解，直到不能分解為止，推導出各故障和各單元故障之間的邏輯關系，利用這種邏輯關系從觀測到的頂層事件故障出發，逐漸向下演繹，最終找出對應的底層故障原因。故障經驗庫描述了系統的動態參量與各個故障之間的邏輯關系，并將這種邏輯關系儲存于計算機中，通過對此關系樹的啟發式搜索查找到系統的故障原因。
1.2 故障樹的構建步驟
（1）廣泛收集并分析與產品設計運行維修等有關的技術資料；
（2）明確故障事件，確定頂事件頂事件是指系統不希望發生的故障事件；
（3）合理確定系統的邊界條件；
（4）建樹。
在故障樹建造過程中，首先將頂事件符號作為第一行；在其下列出導致頂事件發生的直接原因，并把它們用適當的符號表示出來，作為第二行；并用適當的邏輯門與頂事件相連接如此步步深入，直到追溯到引起系統發生故障的全部原因為止（稱為底事件），這樣就建成一棵以頂事件為根，中間事件為節，底事件為樹葉的倒置的故障樹。
2.船用分油機的結構與工作原理
分油機從上至下分為三個部分：（如圖1所示）
上部為接口部分，有污油進口、凈油出口、置換水進口等；
中部為分離室部分，主要是高速旋轉的分離筒；
下部為傳動部分，由離合器、傳動軸、斜齒輪、驅動軸（立軸）以及軸承等組成。
雖然分油機結構、形態各異，但具體工作原理都采離心分離。在混有水喝雜質的油中，機械雜質的密度最大，油的密度最小，水的密度介于兩者之間，在高速旋轉的分離筒內，三者獲得不同的離心力，雜質的離心力最大，被甩到最外層，水居中，油聚集在最內層，在筒內形成以轉軸為中心的圓柱形的油、水、雜質的分界面，只要連續的引入待分離的重油，就可經相應的通道將油、水引出，雜質經排渣孔排出。
圖1 分油機機構
3.船用分油機故障樹的構筑
從上圖可知，分油機結構復雜，而且始終在惡劣環境下工作，難免會出現各種各樣的故障導致分油機不能正常工作。分油機的故障現象有很多，概括而言，主要有三類。第一類是跑油，包括排渣口跑油、出水口跑油或二者兼而有之；第二類是出現異常聲音或振動；第三類是除上述兩種之外的其他不常見且較直觀的故障，如油中摻水、分離量較少、電動機過載、齒輪箱油不足等等。
本文以“分油機出現異常聲音或振動”為故障樹的頂事件，由于造成分油機故障的因素多且關系復雜，本文確定的模型邊界條件是從使用管理者的角度來分析研究分油機故障，故只針對運行中的分油機，不涉及設計、制造方面缺陷的影響因素。
筆者結合實船工作經驗，整理出如圖2所示的故障樹。
圖2 分油機異常聲音或振動故障樹
故障樹符號說明：
T：分油機異常聲音或振動；M1：分離筒本體故障；M2：軸系故障；M3：齒輪箱故障；
M4：立軸故障；M5：橫軸故障；B1：分離片裝配不當；B2：鎖緊環松動；B3：分離片配件損壞；B4：分離片太臟；B5：立軸下沉引起分離盤和配水盤下降；B6：立軸變形、徑向移動；B7：立軸軸承碎裂；B8：立軸上部減震彈簧斷裂或受力不均；B9：立軸裝配不當；
B10：橫軸裝配不當；B11：橫軸變形、徑向移動；B12：橫軸上齒輪承板變形、徑向移動；
B13：橫軸軸承碎裂；B14：摩擦離合器摩擦片損壞；B15：齒輪箱油不足；B16：齒輪箱油變質；B17：傳動齒輪變形；B18：中間滾軸損壞。
4.故障樹定性分析
根據構筑好的分油機異常聲音或振動的故障樹，可以看出導致其產生的因素是多方面的。為了更有效的找出故障的原因，我們有必要對故障樹進行定性分析，找出導致頂事件發生的原因和原因事件的組合，即最小割集。在故障樹中，若所有的基本事件全部發生，則頂事件必然發生。但在多數情況下，只要某個或某幾個基本事件發生，頂事件就會發生。通常把故障樹中使頂事件發生的基本事件的集合稱為割集，能使頂事件發生的最低限度的基本事件的集合稱為最小割集。
按照圖2故障樹所示的各個事件之間的關系，根據邏輯運算求得所建故障樹結構函數的布爾代數表達式為：
T=B1+B2+B3+B4+B5+B6+B7+B8+B9+B10+B11+B12+B13+B14+B15+B16+B17+B18
由上式可知，共有18個最小割集，即：{B1}；{B2}；{B3}；{B4}；{B5}；{B6}；{B7}；{B8}；{B9}；{B10}；{B11}；{B12}；{B13}；{B14}；{B15}；{B16}；{B17}；{B18}?？梢妼е路钟蜋C異常聲音或振動的因素有18種。
5.應用構筑的故障樹分析排除故障
筆者在船上工作時，遇到一臺三菱SJ60燃油分油機，該分油機在運轉過程中偶爾出現排渣口和出水口跑油，并伴有一定的振動和異常的聲音，同時在運轉過程中電流也出現波動。經查輪機日志，發現此分油機經常拆裝且僅拆裝分油機本體上部分、清洗、更換密封圈等，均未能解決上述問題?？梢娬駝雍彤惓５穆曇舨攀枪收系年P鍵，經查實，該分油機已在船上間斷使用近二十年，于是決定對立軸和橫軸進行檢查，最終發現是由立軸下端的軸承箱底部與鋼球接觸部位有一定的磨損致使立軸下沉，橫軸軸承滾珠破裂，導致立軸在轉動中晃動。
可見，遇到分油機出現故障，不要盲目地一開始就進行拆裝。應分析故障現象，根據構建的故障樹，按照故障診斷程序，由頂至下、逐級分解、先重要后次要、先人因后硬件、先后內部的原則對底事件進行排查。只有這樣，才能有效地準確找出故障的原因，及時排除故障。
6.結束語
本文通過對分油機振動與異常聲音故障構筑故障樹，采用故障分析法準確查找到了故障的原因并及時排除。實踐證明，故障樹分析法能從故障現象著手理清各種原因及其邏輯關系，它相對于直接經驗方法而言，具有邏輯性強，不易遺漏各種可能故障原因等特點，對復雜故障的分析和故障點定位具有較好適用性，值得提倡和采用。
參考文獻：
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故障樹分析范文3
【關鍵詞】RCV系統凈化支路；故障樹分析；浮動式核電站
0 概述
化學和容積控制系統（RCV）凈化支路是浮動式核電站一回路系統重要的輔助系統之一，主要功能是去除反應堆冷卻劑中的部分可溶性雜質和部分懸浮物，使冷卻劑中的雜質濃度低于允許值，以降低安全殼內的放射性劑量水平。RCV系統凈化支路的性能和可靠性對浮動式核電站運行的安全性和可靠性有重要影響。
本文利用Risk-Spectrum軟件對RCV系統凈化支路進行了故障樹分析。根據分析結果確定了影響可靠性和安全性的因素，并針對性地提出了相應的改進措施，以提高RCV系統凈化支路的固有可靠性和安全性。
1 系統簡介
RCV系統凈化支路，包括兩臺除鹽泵、一臺再生式熱交換器、一臺下泄熱交換器、一臺混床除鹽器、一臺過濾器及相應的管道、閥門和儀表等。
反應堆冷卻劑系統正常運行期間，除鹽泵驅動流經RCV系統凈化支路的冷卻劑以實現凈化功能，串聯設置的再生式熱交換器和下泄熱交換器將高溫冷卻劑降低到離子交換樹脂允許的工作溫度?；齑渤}器是一個內部裝有以一定比例混合的核級陰陽樹脂的立式圓柱形壓力容器，低溫冷卻劑在其中通過離子交換完成水質凈化，并通過過濾方式除掉部分懸浮雜質，凈化后的冷卻劑經再生式熱交換器升溫后返回反應堆冷卻劑系統。
RCV系統凈化支路與設備冷卻水系統和可靠供電系統存在相關性。設備冷卻水系統為除鹽泵提供冷卻水，并為下泄熱交換器提供冷源；可靠供電系統為兩臺除鹽泵及相關電動閥門提供電力支持。
2 故障樹分析
2.1 頂事件
根據RCV系統凈化支路的功能和運行工況，并結合事件序列分析中的邊界條件和成功準則，確定RCV系統凈化支路需要分析的故障樹頂事件：正常運行期間，凈化功能失效。
成功準則：正常運行期間，RCV凈化支路無法連續凈化冷卻劑。
2.2 建模假設及簡化
為了簡化和壓縮故障樹規模，本文故障樹分析過程中，對系統按如下原則進行簡化和建模假設。
2.2.1 簡化原則
a.對失效不會直接或間接導致頂事件發生的設備，不予考慮，明確建樹的邊界條件；
b.與安全無關的測量儀表被簡化掉，在建模中不予考慮；
c.明確定義前沿系統與支持系統之間的接口，相應的水源、電源、氣源和信號等支持系統均以轉移門的形式轉到相應的支持系統故障樹中。
2.2.2 建模假設
a.認為系統是不可修復的；
b.部件僅有兩種狀態：成功或失效；
c.在始發事件范圍之外，不考慮系統管道的失效；
d.正常運行期間，RCV凈化支路連續運行，系統運行中需要進行動作的能動設備均為自動控制，故不考慮人因誤操作。
2.2.3 系統狀態約定
RCV凈化支路投入運行前，除鹽泵RCV001PO和RCV002PO均停運，電動閘閥RCV001VP、RCV013VP、電磁閥RCV007VP、止回閥RCV002VP、RCV003VP，RCV025VP、截止止回閥RCV009VP的止回功能均處于關閉狀態，凈化支路中其他閥門均處于開啟狀態。
RCV凈化支路正常運行期間，除鹽泵RCV001PO和RCV002PO中的一臺處于運轉狀態。電動閘閥RCV001VP、RCV013VP、電磁閥RCV007VP、凈化支路中其他閥門均處于開啟狀態
2.3 故障樹構造
基于上述基本假設和對系統的分析，建立了RCV凈化支路故障樹，并用Risk-Spectrum 1.1.3.0程序進行了分析。
2.4 故障樹分析結果
采用Risk-Spectrum 1.1.3.0程序對RCV凈化支路故障樹模型進行分析，頂事件發生概率為2.39E-03。
3 結論
通過故障樹模型的定量計算得到故障樹頂事件發生概率及支配性最小割集，從中可以看出：凈化功能失效的概率為2.39E-03。其中混床除鹽器出口管線上過濾器RCV001FI堵塞、混床除鹽器RCV001DE堵塞的影響最大，兩事件的失效概率占頂事件發生概率的30.1%。其次，除鹽泵RCV001PO、RCV002PO共因啟動失效、截止止回閥RCV009VP止回功能不能開啟、止回閥RCV025VP不能開啟的失效概率占頂事件發生概率的百分比相同，均為8.36%。因此，要保證凈化功能有效，保證過濾器和混床除鹽器不堵塞是關鍵，還要提高除鹽泵、截止止回閥RCV009VP以及止回閥RCV025VP的可靠性。
針對以上分析得出的影響RCV凈化支路凈化功能成功實現的重要影響因素，應從以下方面采取措施提高其可靠性：
（1）對于過濾器和混床除鹽器，設計中應采用經試驗和在役核電站運行考核驗證的技術方案和成熟工藝，充分分析和總結同類型產品在研制、生產、出廠試驗、調試試驗以及在役核電站運行中發生故障的原因及改進經驗。同時在運行過程中連續監測凈化支路流量，可提高過濾器和混床除鹽器的可靠性，預防過濾器和混床除鹽器發生堵塞。
故障樹分析范文4
【關鍵詞】電力系統;可靠性;故障樹;繼電保護
1.引言
目前，國內外關于各類機組、變壓器、電網等電力系統一次設備的可靠性研究已逐步走向成熟。電力系統其二次系統的繼電保護、自動裝置等能自動、快速、有選擇性地將故障元件從電力系統中切除，直接關系到電力系統的安全運行與可靠性。在電力系統其二次系統可靠性的研究中，繼電保護的可靠性顯得尤其重要，其不正確動作便會使電力系統的故障擴大，甚至可能發生不良連鎖反應而造成電力系統崩潰，導致大面積停電，造成重大經濟損失。因此，研究繼電保護系統的可靠性十分重要，本文運用故障樹分析法對電力繼電保護系統可靠性進行如下研究和分析。
2.繼電保護系統的可靠性模型
繼電保護系統是一個由繼電保護裝置、測量裝置、斷路器及其操作機構及二次回路，由繼電器、電器元件和連接不同電器設備的導線及電纜所組成.構成的統一整體，繼電保護系統簡化邏輯圖如圖1所示。
圖1 繼電保護系統簡化邏輯圖
電力系統微機繼電保護系統可以分為軟件系統和硬件系統，按照軟硬件系統分類分別找出影響其可靠性的因素并建立相應的計算模型，最后用馬爾科夫狀態法綜合求解出保護的可用度和失效率。
2.1 保護系統硬件失效因素及模型
保護系統硬件由電壓電流互感器、繼電保護裝置、二次回路、繼電保護的輔助裝置、裝置的通信、通道及接口、斷路器及其操作機構組成。
（1）繼電保護裝置。繼電保護裝置實際上是1臺特殊的計算機，可分為7個模塊：電源供應模塊、中央處理模塊、數字量輸人模塊、模擬量輸人模塊、數字量輸出模塊、通信模塊、人機接口模塊。
（2）二次回路。保護系統二次回路主要包括測量回路、繼電保護回路、開關控制及信號回路、操作電源回路、斷路器和隔離開關的電氣閉鎖回路等全部低壓回路。二次回路因線路絕緣不良、老化、容易導致接地或者元件連接接觸不良、松動而造成故障。
（3）電壓/電流互感器。電壓/電流互感器將高壓側的電壓電流變換成適用于二次回路的電壓電流。
其采集量的誤差主要在于二次接線錯誤和接線的連接松動，所以要求互感器引出端子的極性必須正確，從電流/電壓互感器二次端子引至保護裝置的接線也必須正確。
（4）繼電保護的輔助裝置。包括交流電壓切換箱、三相操作繼電器箱及分相操作繼電器箱等，其主要用作二次回路的切換及作為斷路器操作的輔助控制，以滿足斷路器的控制操作。
（5）裝置的通信、通道及接口。高頻保護的收發訊機、縱聯差動保護的光纖、微波的通信接口及綜合自動化系統的通信網絡與接口是這些裝置系統的薄弱環節，容易發生通信阻斷故障，直接影響裝置的正確動作。
（6）斷路器及其操作機構。斷路器及其操作機構結構復雜，可靠性比較低，它與繼電保護系統是否配合完好直接影響著故障能否完全切除。
本文采用故障樹分析法，把保護系統硬件失效分為兩部分，即保護的失效和斷路器的失效。設今表示保護正確，B表示斷路器正確。則系統失效可表示為：
（1）
因此，以保護系統硬件失效為頂事件建立的故障樹。設事件a：表示斷路器可靠動作率b：表示斷路器失效;c：表示二次回路、接線失效;d：表示繼電保護輔助裝置失效事件e：表示電因電流互感器失效;f：表示裝置的通信、通道及接口失效;g：表示繼電保護裝置失效。
分別表示這7個事件的失效率，用下行法求最小割集，步驟如表1所示。
則硬件失效率為Y：
Y=a（c+d+e+f+g）+b=ac+ad+ae+af+ag+b （2）
各模塊的概率重要度見表2。從表2可以看出，保護裝置所占比例最大，其次為二次回路。所占比例越大對硬件系統的失效貢獻也就越大，反過來說由保護裝置引起的硬件系統失效可能性最大，所以在保護硬件系統中，保護裝置還是最薄弱的環節，其次是二次回路。
為了計算各個模塊的失效率，本文采用美國軍用標準中的電子設備可靠性預計手冊MIL.HDBK-217E來計算裝置中元器件和各硬件模塊的失效率。
2.2 保護系統軟件失效及模型
在微機繼電保護中，軟件算法是實現保護功能的核心，軟件出錯將導致保護裝置出現誤動或拒動。導致軟件出錯的主要因素有：需求分析定義不夠準確，軟件開發人員和用戶對需求的理解不同;軟件結構設計失誤和算法原理誤差;編碼錯誤;測試不規范;定值輸人出錯。在研究軟件可靠性時可以認為軟件可靠性也是一個隨機過程，可用概率分布來描述。但軟件可靠性與硬件可靠性的分析又有許多本質的不同：硬件存在老化，其可靠性隨著時間增長而遞減，但軟件不會老化，而且軟件失效隱患在測試和運行過程中將會不斷被排除;硬件可靠性通常依賴于構成的元器件，軟件由于其自身的復雜性和軟件設計錯誤而影響其可靠性，所以，對軟件可靠性的建模和測量問題比硬件可靠性更具挑戰性。針對微機保護軟件的這種特點，本文采用Logarithmic Exponential模型來研究保護軟件的可靠性。
2.3 保護系統可靠性分析
隨機過程可以按照其狀態分為連續型或離散型。一個隨機過程x（t），如果集合（t1，t2，…， tn）中的時刻按次序排列，在條件X（t1）=Xi，i=1，2，….，n-1下，X（tn）-Xn的分布函數恰好等于X（tn-1）-Xn-1條件下的分布函數，則稱具有這種性質的隨機過程為馬爾科夫過程。繼電保護裝置的工作過程則是馬爾柯夫過程，采用狀態空間法綜合求解繼電保護系統的可靠性指標。
3.算例及分析
本文以1個220kV繼電保護系統為例，收集有關可靠性材料，并運用上述模型進行可靠性評估。其中，硬件模型中的繼電保護裝置模塊、二次回路模塊、輔助裝置模塊及通信模塊的失效率計算，得到保護裝置故障率為23.75×10-6電壓/電流互感器故障率為9.86×10-6，二次回路故障率為10.56x10-6，輔助裝置故障率為0.84×10-6，通信系統故障率為1.27×10-6，斷路器故障率為1.1244x10-4，硬件故障可自檢修復率m1為0.25，硬件故障不可自檢修復率腳為6.85×10-4，軟件修復率為0.25，初始故障概率m0為120.0×10-4，系統運行中累計發現的錯誤數u為22，故障減少率系數e為0.126。根據實際運行的經驗和統計數據，確定保護硬件失效自檢檢出的概率c=0.9。將上述參數代人式（2）和式（5）可得：
n=47.342×10-610-4
n1=cn=42.608×10-6
n1=（1-c）n=4.734×10-6
n3=n（u）=120×e0.126×222=7.5044×10-6
再將n，n1，n2，n3帶入公式9得：保護系統的可用度A=Po=98.67%，失效度=1-A=1.33%。
4.結論
對比之前的評估結果，其計算出的保護系統的可用度為97.87%，本文在考慮了更多的因素后算得繼電保護系統的可用度為98.67%。參考2000年―2003年全國220 kV系統的正確動作率數據：95.56%、99.19%、99.15%、99.14%、將上述數據與本文方法得出的結果相比較，可知本文方法更全面、更加符合實際情況、結果合理。
參考文獻
故障樹分析范文5
【關鍵詞】模糊故障樹分析法，內燃機可靠性，應用
中圖分類號：TK4文獻標識碼： A
一、前言
隨著科技水平的不斷提高，人們對內燃機可靠性的要求也越來越高。因此，我們要加強模糊故障樹分析法的學習與應用，不斷進行模糊故障樹分析法在內燃機可靠性中的應用的探討，使內燃機系統更加適用、安全、可靠與經濟。
二、故障樹分析法的概述
在系統設計過程中通過對可能造成系統失效的各種因素（包括硬件、軟件、環境、人為因素）進行分析，畫出邏輯框圖（失效樹），從而確定系統失效原因的各種可能組合方式或其發生概率，已計算系統失效概率，采取相應的糾正措施，以提高系統可靠性的一種設計分析方法。故障樹分析方法是一種安全可靠的分析技術，也是目前故障診斷中應用較多的方法之一，它建立在對系統的故障經驗庫基礎上，采用逆向推理，將系統級的故障現象(頂事件)與最基本的故障原因(底事件)之間的內在關系表示成樹形的網絡圖，各層事件之間通過“與”、“或”“非”、“異或”等邏輯關系相關聯。它通常把系統的故障狀態稱為頂事件，然后找出系統故障和導致系統故障的諸原因之間的邏輯關系。并將這些邏輯關系用邏輯符號表示出來，由上而下逐層分解，直到不能分解為止，推導出各故障和各單元故障之間的邏輯關系，利用這種邏輯關系從觀測到的頂層事件故障出發，逐漸向下演繹，最終找出對應的底層故障原因。故障經驗庫描述了系統的動態參量與各個故障之間的邏輯關系，并將這種邏輯關系儲存于計算機中，通過對此關系樹的啟發式搜索查找到系統的故障原因。
任何復雜的工程車輛都是一個集機、電、液于一體的復雜系統，該系統包括:發動機子系統、液壓子系統、電氣子系統、冷卻子系統、機械子系統、附屬子系統等。由于系統復雜，因此對其故障的定位準確度要求很高。一個系統部件的不正?？赡芤鸲鄠€檢測參數的異常響應，而一個系統參數的不正?；蛳到y的失效可能由多個系統部件的損壞造成。故障樹分析方法是一種安全可靠的分析技術。它通常把系統的故障狀態稱為頂事件，然后找出系統故障和導致系統故障的諸原因之間的邏輯關系，并將這些邏輯關系用邏輯符號表示出來，由上而下逐層分解，直到不能分解為止。由于工程車輛系統的故障是建立在實驗和人的經驗的基礎上的，因此這里用人工演繹法來建立故障樹。
選擇和確定頂事件，頂事件是系統最不希望發生的事件，或是指定進行邏輯分析的故障事件。分析頂事件，尋找引起頂事件發生的直接的必要和充分的原因。將頂事件作為輸出事件，將所有直接原因作為輸入事件，并根據這些事件實際的邏輯關系用適當的邏輯門相聯系。分析每一個與頂事件直接相聯系的輸入事件。如果該事件還能進一步分解，則將其作用下一級的輸出事件，如同步驟中對頂事件那樣進行處理。重復上述步驟，逐級向下分解，直到所有的輸入事件不能再分解或不必要再分解為止，即建成了一棵倒置的故障樹。
由于工作環境惡劣且負荷很大以及使用保養的不當，發動機系統經常會發生故障，從而降低生產率，并帶來不必要的損失。因此，將發動機子系統作為影響該機正常工作可靠性的重要環節進行故障分析，探討提高其可靠性的途徑是很有意義的。
三、故障樹分析系統可靠性
1、常規的基于布爾代數和概率論的系統
故障樹分析的理論研究已取得了較大成功，工程應用也取得了一定成果。但是，現有的理論和方法需要將故障樹頂事件和底事件發生的概率視為一精確值，在實際情況中，這樣做是很困難的。其原因是：一是系統組成單元失效的原因不僅僅是由客觀不確定因素造成的，而且還有一些是人為的主觀原因，如人為失誤、設計經驗等模糊不確定性因素所造成的；二是精確的概率量化需要大量的數據供統計之用，而在一些高可靠性系統中，故障發生頻率很低，無法獲取大量的數據；三是在復雜的人―機系統中，由于人的因素、相關失效、共因失效等造成系統建模的不精確性，純概率方法難以奏效。
此外，由于系統受外界環境的影響，上述概率值通常也會發生變化。因此，在對大型復雜系統進行故障樹分析時，某些情況下，各底事件發生的故障概率本身帶有一定的不確定性，即模糊性，這時，傳統的故障樹分析難以處理此類問題，而必須應用模糊數學中的相關理論和方法來解決。通過大量文獻的查閱發現，國內外在模糊!研究中，大部分都是局限于算法本身的研究，應用方法的研究都帶有試探性，沒有形成完整的理論體系。
2、對于故障樹基本事件
隸屬函數的確定、模糊算子的選取、基本事件不相互獨立情形、模糊重要度指標函數確定等尚沒有突破性進展，同時分析結果缺乏工程驗證和可比較性。
自動化立體倉庫系統結構復雜，層次性、模塊性強，系統的診斷信息繁多，同時引起系統不能正常運行的各原因事件故障發生的概率又具有不同層次的模糊性、不確定性。筆者將運用模糊數學這一數學手段，將模糊集理論引入故障樹分析，將基本事件發生的概率描述為一模糊數，然后通過模糊數的運算規則，對立體倉庫各個環節發生故障時所遇到的各種模糊信息進行科學的、定量的處理，從而估算出整個系統的模糊故障率。
3、故障樹的邏輯結構
可以幫助確定在哪些基本事件或部位進行檢測。例如，若故障樹中一個不期望的事件是一個或門的輸出，則該或門的每一個輸入都應被窮舉檢測，才能避免不期望事件的發生；可是，如果故障樹中一個不期望的事件是一個與門的輸出，則對其中一個輸入的保護就可避免不期望事件的發生。在故障樹的低層，檢測可以用來避免可以導致系統失效的中間事件的發生，在故障樹中接近頂層的檢測效率比較高，該方法在一些故障危害性不是很高的系統中應用，可以付出較小的代價達到系統的可靠性要求。
四、內燃機可靠性的模糊故障樹分析
內燃機作為一個復雜的系統，其系統可靠性取決于各子系統的可靠性及各子系統之間的相互聯結關系，各子系統的可靠性又由組成它們的所有零部件的可靠性所決定，下面以某一柴油機渦輪增壓系統為例進行模糊故障樹方法的可靠性分析。以該柴油機的增壓器出現異常噪聲或異常振動為頂事件建造故障樹，根據有關試驗數據和工程技術人員的經驗構造出的故障樹，其基本事件列于表1中，表1中還列有這些基本事件故障率的均值m和置信上、下限T、U。
由上行法(Semanderes法)，可得到該故障樹的9個最小割集，即{A}，{B}，{C}，{D}，{E}，{F}，{G}，{H}，{M，E}，這9個最小割集即為造成該故障樹頂事件的最薄弱環節。
假設各基本事件相互獨立，則頂事件W的真值函數為：
T=J+K+LP=I+TS=G+H
N=E+F+SR=M×E
W=A+B+N+P+R+C+D(12)
由式(10)～式(12)，可得到相應的頂事件發生概
率的模糊函數為：
F~T=1-(1-F~J)(1-F~K)(1-F~L)
F~P=1-(1-F~I)(1-F~T)
F~S=1-(1-F~G)(1-F~H)
F~N=1-(1-F~E)(1-F~F)(1-F~S)
F~R=F~M×F~E
F~W=1-(1-F~A)(1-F~B)(1-F~N)?
(1-F~P)(1-F~R)(1-F~C)(1-F~D)
由式(5)，對基本事件A到M作λ截集可得到下
列區間數:
F~λA=(0.003224+0.006776λ，0.016776-0.006776λ)
F~λB=(0.003224+0.006776λ，0.016776-0.006776λ)
F~λL=(0.003224+0.006776λ，0.016776-0.006776λ)
F~λM=(0.003224+0.006776λ，0.016776-0.006776λ)(14)
由式(13)和式(14)，取3位有效數字，則可得該增壓器出現異常噪聲或異常振動的概率F~W的λ截集為F~λW=[0.051+0.07λ，0.203-0.076λ，F~λW為一區間數，對λ取不同的值，則可得到不同的F~W的置信區間。表2中列出了λ從0到1取值，間隔為0.1時，F~W對應的不同的置信區間值。F~W作為一個三角模糊數，它的隸屬函數如圖5所示。
當λ=1.0時，F~W=0.127，即在不考慮各基本事件發生概率的模糊性時，該增壓器出現異常噪聲或異常振動的概率為12.7%。當λ取值為0時，該增壓器出現異常噪聲或異常振動的概率在[5.1%，20.3%]之間，表明在充分考慮了該增壓器發生故障的隨機不確定性因素和模糊不確定性因素時，其出現異常噪聲或異常振動的概率在5.1%和20.3%之間變化。該結果比較接近于該增壓器的實際狀況，同時該結果作為。
五、結束語
通過對新時期下，模糊故障樹分析法的探討，進一步明確了模糊故障樹分析法在內燃機可靠性中的應用方向，為內燃機可靠性的優化完善奠定了堅實基礎，有助于內燃機的不斷完善。
參考文獻
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故障樹分析范文6
Abstract： Aiming at the frequent accidents of construction workers falling from scaffolding， the paper used fault tree to identify the risk factors， then applied analytic hierarchy process to estimate and evaluate the risk， at last took relevant measures to manage， control and prevent the risk.
關鍵詞： 腳手架；風險；故障樹；層次分析法
Key words： scaffolding；risk；fault tree；analytic hierarchy process
中圖分類號：TU71 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）34-0076-02
0 引言
安全是建筑工程項目重點控制的目標之一，其中腳手架是影響安全的重要因素。在施工現場時常發生作業人員從腳手架墜落的安全事故，特別是在現在高層建筑施工中，由于腳手架導致的事故更是頻繁發生。針對這一現象，本文首先使用故障樹以圖解的形式對引起作業人員從腳手架墜落的原因進行分析，再利用層次分析法對引起事故的原因進行分析找出主要原因，這樣就可以有針對性的采取相關措施對作業人員從腳手架墜落這一風險進行管理、控制及預防。
1 風險識別
風險識別是進行風險管理的第一步，有效的風險管理首先取決于對風險的有效識別，造成作業人員從腳手架墜落的原因有很多，本文采用事故樹分析的方法圖解出作業人員從腳手架墜落的原因。故障樹是一種特殊的倒立樹狀邏輯因果關系圖，它用事件符號、邏輯門符號和轉移符號描述系統中各種事件之間的因果關系，邏輯門的輸入事件是輸出事的“因”，邏輯門的輸出事件是輸入事件的“果”，故障樹分析主要用于分析事故的原因和評價事故風險。按照此方法首先畫出作業人員從腳手架墜落的故障樹，如圖1。
從圖1故障樹中，可以看出引起作業人員從腳手架墜落的原因有：安全帶不起作用（安全帶脫扣、走動取下安全帶、無應急措施等）、不小心墜落（跳板未滿鋪、踩空等）、腳手架倒塌（搭腳手架違章、堆放重物、支撐折斷、緊固件松脫等）。
2 風險估計與評價
根據故障樹分析處理的事故原因，通過層次分析法建立層次結構模型確定引起作業人員從腳手架墜落的主要原因。層次分析法是一種將定量分析與定性分析結合起來，用相關專家的經驗判斷各衡量目標能否實現的標準之間的相對重要程度，并合理地給出每個決策方案的每個標準的權數，利用權數求出各方案的優劣次序。本文采用的風險因素的主觀評價標準如表1所示。
風險因素對工程項目目標影響程度用層析分析法進行評價，根據故障樹識別出來的風險因素，向專家發出調查，將專家對風險因素可能對項目目標影響的程度進行綜合判斷后形成各個層次的判斷矩陣如表2-7所示。
由上述各判斷矩陣可計算出各風險因素對總目標的影響程度W，如表8所示。
3 風險應對及防范
從表8各風險因素對總目標的影響程度可知，影響作業人員從腳手架墜落的因素排序為：無應急措施>走動取下安全帶>搭腳手架違章>踩空>安全帶脫扣>跳板未滿鋪>堆放重物>緊固件松脫>支撐折斷。由此可見，無應急措施、走動取下安全帶、搭腳手架違章及踩空這幾項因素相對于其他幾項因素對作業人員從腳手架墜落的影響程度較大，針對這幾項風險提出以下應對措施。
①完善應急措施，對可能出現的情況制定相應的應急措施。成立以項目經理為首的應急小組；落實應急預案所需物資、設備的準備工作；完善應急聯絡機制。
②腳手架必須由專門的架子工進行搭設及拆除，嚴格按照腳手架搭設與拆除的有關規定進行作業。
③制定有針對性的、切實可行的腳手架搭設與拆除方案，嚴格進行安全技術交底。安全防護方案是規定施工現場如何進行安全防護的文件，所以必須根據施工現場的實際情況，針對現場的施工環境、施工方法及人員配備等情況進行編制，按照標準、規范的規定，確定切實有效的防護措施，并認真落實到工程項目的實際工作中。
④加強培訓教育，提高安全意識，增強自我保護能力，杜絕違章作業。安全生產教育培訓是實現安全生產的重要基礎工作。企業要完善內部教育培訓制度，通過對職工進行三級教育、定期培訓，開展班組班前活動，利用黑板報、宣傳欄、事故案例剖析等多種形式，加強對一線作業人員，尤其是農民工的培訓教育，增強安全意識，掌握安全知識，提高職工搞好安全生產的自覺性、積極性和創造性，使各項安全生產規章制度得以貫徹執行；腳手架等特殊工種作業人員必須做到持證上崗，并每年接受規定學時的安全培訓。
⑤落實安全生產責任制，強化安全檢查。安全生產責任制度是建筑企業最基本的安全管理制度。建立并嚴格落實安全生產責任制，是搞好安全生產的最有效的措施之一。安全生產責任制要將企業各級管理人員，各職能機構及其工作人員和各崗位生產工人在安全生產方面應做的工作及應負的責任加以明確規定。工程項目經理部的管理人員和專職安全員，要根據自身工作特點和職責分工，嚴格執行定期安全檢查制度，并經常進行不定期的、隨機的檢查，對于發現的問題和事故隱患，要按照“定人、定時間、定措施”的原則進行及時整改，并進行復查，消防事故隱患，防止職工傷亡事故的發生。
4 結論
施工現場影響作業人員從腳手架墜落的風險因素眾多，本文通過使用故障樹以圖解的形式對引起作業人員從腳手架墜落的風險進行識別，再利用層次分析法對引起事故的風險進行估計與評價并以權重的形式分析出影響作業人員從腳手架墜落的主要原因，最后在此基礎上針對作業人員從腳手架墜落的風險制定確實有效地風險防范措施予以預防，這樣可有效的減少施工現場作業人員從腳手架墜落事故的發生。
參考文獻：
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