故障树分析法在某水处理系统故障诊断中的应用

船舶主机系统故障诊断中故障树分析法的应用近年来，随着我国经济及贸易的快速发展，水上运输行业同样取得了广泛的应用；由于船舶的常处于水上作业，各类维修工作及救援工作较陆地存在较大的难度，而一旦船舶在运输过程中发生任何细小的安全事故，带来的各类损失和危害将会十分严重，因此为了保证各类用途船支的行驶稳定性及安全性，对船舶进行日常的故障诊断是必不可少的工作，而船舶主机系统作为整体船舶的核心部件，经历了长时间的工作而产生各类安全隐患是很难避免的，而故障诊断分析方法的出现，能够保证对船舶主机系统存在的细小隐患第一时间进行科学、全面、高效的发现与诊断，从而及时采用相关措施对其出现的各类问题进行针对性的处理和完善，从而为船舶主机系统的平稳健康运行保驾护航。

标签：船舶主机系统；故障诊断；故障树分析法；应用Abstract：In recent years，with the rapid development of economy and trade in our country，the water transportation industry has also obtained the widespread application；because the ships are often in the water operation，each kind of maintenance work and the rescue work has the bigger difficulty than the land. And once the ship in the process of transportation any small safety incidents，the various losses and hazards will be very serious，so in order to ensure the stability and safety of the various uses of the vessel，it is necessary to make daily fault diagnosis for ships，and it is difficult to avoid all kinds of hidden dangers caused by the long time work o f the ship’s main engine system，which is the core part of the whole ship，and the main engine system of the ship is the core part of the whole ship. The fault diagnosis is the emergence of the analysis method，which can ensure the scientific，comprehensive and efficient detection and diagnosis of the small hidden dangers of the ship’s main engine system at the first time，so as to timely make use of relevant measures to deal with and improve the various problems that appear in order to protect the smooth a nd healthy operation of the ship’s main engine system.Keywords：ship main engine system；fault diagnosis；Fault Tree Analysis；application近年来我国水上运输行业得到了快速的发展，国内船舶的数量也在快速增多，而影响各类船舶运行状态及使用寿命的核心部件就是船舶的主机系统，一旦船舶主机系统运行中出现任何事故，带来的危害是难以估量的；同时由于船舶主机系统的工作原理较为繁琐，运行机制相对复杂，同时组成机构包含的设备、部件种类繁多，任何一个环节出现隐患都会对船舶的整体主机系统的正常运行产生严重影响，因此船舶主机系统故障诊断成为了制约水上运输行业发展的重要问题之一；故障树分析法能够为船舶主机系统故障诊断提供科学的措施和方法，通过画出故障树形图，其中划分为树干与分枝，把各类问题以及故障出现的原因清晰的在树形图中体现出来，对船舶主机系统进行全方位、准确化的故障分析；本文首先阐述了船舶主机系统常见的故障及故障分析的重要性，然后分析故障树分析法的基概念，最后就船舶主机系统故障诊断中故障树分析法的应用进行了讨论与研究。

故障树分析法在汽车故障诊断中的应用孙震1.由故障症状、故障原因的层级关系，确定从顶端到中间、再到底端事件的全部事件列表2.在故障树中，首先要分析的系统故障事件称顶端事件，在汽车故障中顶端事件是指最初故障症状。

其次，把不能再分开的基本事件称底端事件，在汽车故障中底端是指最小故障点。

3.最后，把其他事件称中间事件。

故障树是由第一层顶端事件、多层中间事件、最后一层底端事件构成。

注意：故障树中的底端事件不是最终故障原因，而仅仅是最小故障点，如下图所示。

2.由故障症状与故障原因之间的逻辑关系，连接事件与事件之间的逻辑图故障树是根据故障症状与故障原因间的逻辑关系建立起来的，首先将顶端事件用矩形符号表示，底端事件用圆形符号表示绘制成图1的形式。

然后再确定各层事件的逻辑关系，主要由“与”和“或”两种组成，并将各层事件用逻辑符号连接起来。

逻辑“或”用符号表示。

“或”表示低一层事件发生时，上一层事件就会发生。

事件间的“或”关系是汽车故障中最常见的逻辑关系。

例如：各缸没有点火和各缸没有喷油这两个事件中，只要有一个发生，发动机就不能启动。

其逻辑关系图如下图所示。

“与”表示低一层的所有事件都发生时，上一层的事件才发生。

例如：机油滤清器堵塞和旁通阀堵塞这两个事件中。

必须是同时发生才会导致机油压力完全没有。

其逻辑关系图如下图所示。

1.对故障树进行定性分析对故障树定性分析的主要目的是找出导致事件发生的全部可能，也就是导致故障症状发生的所有原因。

弄清发生某种故障到底有多少种可能性。

按逻辑关系，顶端事件为汽车动力不足的故障树如下图所示。

故障树分析法在汽车故障中上实际运用主要体现在汽车制造厂家提供的维修手册中的故障诊断指导表格和流程图，即故障诊断原因对照表和故障诊断流程图，前者是故障树的直接应用，后者是故障树的延伸应用。

因篇幅有限本文只对前者举例说明。

2.实际运用空调系统故障症状原因对照表表格的形式列出，它将顶端事件和对应的全部底端事件用表格的形式表现出来，表格中的一个故障症状与多种可能的故障原因直接对应。

故障树分析法的内容及其分析故障树分析法（Fault Tree Analysis）是1961~1962年间，由美国贝尔电话实验室的沃森（H.A.Watson）在研究民兵火箭的控制系统中提出来的。

首篇论文在1965年由华盛顿大学与波音公司发起的讨论会上发表。

1970年波音公司的哈斯尔（Hassl）、舒洛特（Schroder）与杰克逊（Jackson）等人研制出故障树分析法的计算机程序，使飞机设计有了重要改进。

1974年美国原子能委员会发表了麻省理工学院（MIT）的拉斯穆森（Rasmusson）为首的安全小组所写的“商用轻水核电站事故危险性评价”报告，使故障树分析法从宇航、核能逐步推广到电子、化工和机械等部门。

故障树分析法实际上是研究系统的故障与组成该系统的零件（子系统）故障之间的逻辑关系，根据零件（子系统）故障发生的概率去估计系统故障发生概率的一种方法。

对可能造成系统失效的硬件、软件、环境、人为等因素进行分析，画出故障树，确定系统失效的各种可能组合方式及其发生的概率，从而计算出系统的失效概率，以便采取相的补救措施以提高系统的可靠性。

故障树分析一般有以下一些作用：（1）指导人们去查找系统的故障。

（2）能够指出系统中一些关键零件的失效对于系统的重要性。

（3）在系统的管理中，提供了一种看得见的图解，以便帮助人们对系统进行故障分析，并且对系统的设计有一定的指导作用。

（4）节省了大量的分析系统故障的时间，简化了故障分析过程。

（5）为系统的可靠度的定性与定量分析奠定的基础。

故障树分析一般按以下顺序进行：（1）定义系统，确定分析目的和内容，明确对系统所作的基本假设，对系统有一个详细的、透彻的认识。

（2）选定系统的顶事件。

（3）根据故障之间的逻辑关系，建造故障树。

（4）故障树的定性分析。

分析各故障事件结构的重要度，应用布尔代数对其进行简化，找出故障树的最小割集。

（5）收集并确定故障树中每个基本事件的发生概率或基本事件分布规律及其特性参数。

故障树分析法在船舶柴油机故障诊断中的应用研究故障树分析法是一种能够对较为复杂的系统进行故障预防和检测的方法，这种方法是目前非常有效，也是最常用的故障诊断方法。

如何将故障树分析法用于船舶柴油机故障的诊断和维修，对于故障树分析法在设备运行中的实际应用具有重要意义。

本文以船舶柴油机为例，通过对故障树分析法在船舶柴油机故障诊断中的应用研究，主要探讨和分析故障树分析法排除故障的实际操作特点，从而为现实中出现的故障问题提出更好的解决措施及管理方案，才能确保设备的有效运转。

标签：故障树分析法;船舶柴油机;故障诊断采用故障树分析法来对设备的故障进行检修是进行大型杂系统产生故障时必不可少的故障排除方法，对设备系统的长远使用寿命和维修而言有着起着很大的作用。

故障树分析方法可以显著提高故障检测效率，在这一方法的帮助下可以迅速找到故障原因，从而解决问题。

虽然在现如今故障树分析法通常用于检测大型设备故障，但在操作过程中仍然需要不断完善，在实际操作的过程中仍然存在着一些不足之处，还是有很大的需要改进的空间。

因此，研究故障树分析法在船舶柴油机故障诊断中的应用，对于寻找更多有效可行的故障树搜索策略具有积极意义，同时，也会对解决同类型的设备故障提供更多的参考价值。

1、船舶柴油机故障问题的产生船舶柴油机是一种复杂而重要的船舶机械动力设备。

根据船用船舶柴油机的运行特性，可以得出结论，船用柴油机的故障是由其部件中的问题引起的。

船舶柴油机某个部件发生了问题，会导致影响整个船舶柴油机的正常运转。

在这个思路下继续思考，会发现故障应该是由一个或者多个次组件的失效引起的，采用故障树分析法可以方便查找到故障原因，可以采用树状图的表示方法进行船舶柴油机的故障检测，故障部件的故障排除，进行部件的精确定位以及使用识别技术来解决问题，这就是故障树分析法在船舶柴油机故障诊断上的应用。

2、故障树分析法在船舶柴油机故障诊断中的具体应用方法2.1 故障树的构建步骤故障树的构建是分为以下几个步骤：首先，要对相关的技术性文件进行整理、归纳，从中寻找到适合本装备的故障处理方法，通过对资料的分析广泛寻找相关实例，总结故障原因;其次，要明确设备发生故障的事件，确定系统不希望发生的故障事件，也就是项事件;第三点，要规范的寻找到系统的边界条件;第四点，构建故障树[1]。

设备状态监测与故障诊断作业标题：故障树分析在故障诊断中的应用概述故障树分析在故障诊断中的应用概述摘要:在介绍故障树分析基本理论的基础上，分析和总结了故障树分析方法在故障诊断的应用现状，提出了目前故障树分析的主要发展方向。

关键词：故障树分析，故障诊断，模糊故障树ABSTRACT:Based on the introduction of the basic theory of fault tree analysis, the present situation of fault tree analysis in fault diagnosis is analyzed and summarized; the main developing direction of fault tree analysis is given.KEYWORDS：fault tree analysis(FTA), fault diagnosis, fuzzy fault tree前言故障树分析(Fault Tree Analysis，简称FTA)方法，利用故障树将系统故障原因自顶向下逐级进行分析，估计顶事件的发生概率和底事件重要度，是系统可靠性分析、故障检测与诊断常用的一种分析方法。

这种方法通过把系统可能发生或已经发生的事故(即顶事件)作为分析起点，将导致事故的原因事件按因果关系逐层列出，用树形图表示出来，构成一种逻辑模型。

找出事件发生的各种可能途径及发生概率，找出避免事故发生的各种方案并优选出最佳安全对策[1]。

故障树分析既可用定性模型也可以用定量模型。

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、简洁、形象地描述，因而在各行业故障诊断中得到广泛而重要的应用。

1故障树分析的基本理论1.1故障树分析的原理及步骤故障树(FT)模型是一个基于被诊断对象结构、功能特征的行为模型，是一种定性的因果模型，以系统最不希望事件为顶事件，以可能导致顶事件发生的其他事件为中间事件和底事件，并用逻辑门表示事件之间联系的一种倒树状结构。

故障诊断与故障树分析方法在设备维修中的应用与实践在设备维修领域，故障诊断是一个至关重要的环节。

它能够帮助维修人员准确找出设备故障的根本原因，并采取相应的措施进行修复。

而故障树分析方法则是一种常用的故障诊断工具，它通过构建故障树来分析系统中可能出现的各种故障，从而找出导致设备故障的主要因素。

本文将探讨故障诊断与故障树分析方法在设备维修中的应用与实践。

一、故障诊断的重要性故障诊断是设备维修中不可或缺的一步。

通过对设备进行全面的故障诊断，可以准确地确定设备故障的原因，避免因为误判导致的不必要的维修工作，提高维修效率。

在故障诊断过程中，维修人员需要运用各种技术手段，如观察、测试、测量等，来获取有关设备故障的信息。

同时，他们还需要运用自己的经验和专业知识，对这些信息进行分析和判断，找出设备故障的根本原因。

二、故障树分析方法的基本原理故障树分析方法是一种常用的故障诊断工具。

它通过构建故障树来分析系统中可能出现的各种故障，从而找出导致设备故障的主要因素。

故障树是一种逻辑图形，它由事件、门和逻辑关系等要素组成。

在故障树中，事件表示系统中可能发生的故障，门表示事件之间的逻辑关系。

通过对故障树的分析，可以找出导致设备故障的主要因素，并确定相应的修复措施。

三、故障诊断与故障树分析方法的应用与实践1. 应用案例一：电子设备维修在电子设备维修中，故障诊断与故障树分析方法被广泛应用。

维修人员通过观察设备的工作状态、进行测试和测量等手段，获取有关设备故障的信息。

然后，他们利用故障树分析方法构建故障树，找出导致设备故障的主要因素。

最后，根据故障树的分析结果，采取相应的修复措施。

2. 应用案例二：机械设备维修在机械设备维修中，故障诊断与故障树分析方法同样发挥着重要的作用。

维修人员通过观察设备的运行状态、检查设备的各个部件等手段，获取有关设备故障的信息。

然后，他们利用故障树分析方法构建故障树，找出导致设备故障的主要因素。

最后，根据故障树的分析结果，采取相应的修复措施。

故障树分析法在泵站机电设备故障诊断及预防中的应用摘要：本文通过运用故障树的方法，对水电站泵站水泵机机室的机械装置中的常见问题进行了讨论，并给出了相应的防范措施，供现场技术工作者借鉴。

关键词：故障树分析法；机电设备；故障诊断水泵是泵站的关键设备，在科学技术的进步和现代科学技术的进步下，水泵站设备结构和功能复杂程度不断提升。

在设备出现故障后，技术工人们仅凭图纸和以往的工作经历来判断，容易导致分析不全面，故障排除时间较多。

在此基础上，故障树方法可以很好地识别出机械装置的安全和失效的影响因子，为维护单位进行快速的检修和制定生产方案。

1 故障树分析法1.1 故障树的基本特征故障树分析法是目前国内外研究和应用最广泛的一种分析手段。

故障树是把失效的现象看作顶事件，把引起顶事件的直接或间接引起顶事件的因子当作中间事件，把最基础的失效事件当作底层事件，用“与”和“或”把顶事件、中间事件和底部事件联系在一起，构成一个树状图，从而得出一个定性的因果关系。

在故障树被创建之后，从顶部开始，进行自上往下的分析，很快就能找到相应的底部事件，也就是失效的根源。

故障树分析法的特点是：1）清晰地显示出每一次事故发生的原因和原因，并用最直观的方法识别出失效的原因和原因，以便于技术工作者迅速、精确地找到问题根源。

(2)定性的方法可以确定系统的失效状态，采用故障树方法可以精确地发现潜在的潜在的故障位置，并采取相应的对策，对不同的事故造成的危害进行评估，从而为事故的防治和处理创造了有利的环境。

(3)基于故障树的方法，它不但可以快速、精确地进行故障的位置，而且还可以利用有关技术对事故的概率进行定量的定性分析，并对其进行失效概率的判定和计算，使其达到了最优的安全控制目标，并对其进行了量化。

1.2 故障树的构建过程在建立故障树之前，必须收集相关的技术数据，全面深入地了解系统的结构和原理。

其原因有二：一是选取好的顶点。

一般情况下，顶点事件会对整个体系的正常运行造成很大的冲击，并且会引起多种安全事故，是一种重要的影响因素。

故障树分析法在汽车故障诊断中的应用化工生产常处于易燃、易爆、有毒的生产环境中，经常会引发各类事故。

拟建的亚洲首家甲醇羰基化合成醋酐生产即属此类。

应用FTA对其进行分析，目的在于找出事故发生的基本原因事件，以便对甲醇羰基化生产醋酐采取安全措施和加强安全监控。

1故障树分析方法概述1.1故障树分析法简介故障树定性分析就是将致命性故障或灾难性危险等产生的原因由树干到树枝逐级细化，进而分析致命性故障或灾难性危险与其产生原因之间的因果关系，进而找出所有可能的风险因素。

故障树定量分析是由下至上依据底层事件发生的概率以及逻辑门关系，算出系统总事故的概率，并且还能将底层事件风险依据概率大小排序，并针对性确定风险控制措施和方案。

其一般流程为：选择顶事件+构造故障树+定性识别出导致顶事件发生的所有底层事件+定量分析计算顶事件发生概率及底事件的重要度+提出各种风险控制措施和方案。

在轨道车辆工程中，可运用故障树分析车辆已暴露的故障，进而获得影响车辆正常工作的关键要素，并进行针对性质量控制，也可以在车辆研制的初始阶段对其进行建树分析，进而确定设计中的薄弱环节，提出改进措施。

1.2故障树的建立在故障树分析中，位于故障树顶端的是故障树分析的目标和关心的结果事件，定义为“顶事件”，将所分析系统的各种故障和失效、不正常情况等定义为“故障事件”，用“成功事件”定义所分析系统各种正常状态和完好情况。

将位于顶事件与底事件之间的中问结果事件定义为中间事件。

常用的符号包括事件符号、逻辑门符号和转移符号等。

在建立故障树前，首先要对系统进行全面深入的了解。

系统的设计、制造、安装调整、使用运行、维修保养等方面的技术文件和数据资料等都要被分析和研究。

除了要考虑系统本身的因素外，还要考虑人为因素及环境因素的影响。

对系统及单元的功能和失效以及人为因素及环境因素，应给予明确的定义。

在故障树分析中，将由单元本身引起的事件称为“一次事件”，将由人的因素或环境条件引起的事件称为“二次事件”。

净水技术2017,36(4) :95-99W a t e r Purification T e c h n o l o g y严克平，朱海峰，吕玉龙，等•基于故障树分析法（F T A)的供水泵站故障诊断分析及应用[J]•净水技术，2017,6(4) : 95-99.Y a n Keping,Zhu Haifeng，Lu Yulong，et al.Analysis and application of fault diagnosis for water supply pumping station based on fault tree analysis (F T A)[J].Water Purification Technology, 2017, 36(4) ： 9^-99.基于故障树分析法（FTA)的供水泵站故障诊断分析及应用严克平，朱海峰，吕玉龙，张乐华，叶建明(上海城投水务（集团）有限公司制水分公司，上海200086)摘要以供水泵站系统为研究对象,采用故障树分析技术（F T A)，分析供水泵站的主要故障模式、发生的原因和产生的影响。

并结合现有的测试能力，确定故障检测方案，制定故障应对策略，降低故障发生概率及其影响,提高泵站运行可靠性，并 为供水泵站系统制定维修计划、改善设计方案提供参考。

关键词供水泵站故障树分析法（F T A)故障诊断安全性中图分类号：T U991 文献标识码：B文章编号：1009 - 0177( 2017) 04 - 0095 - 05D O I：10.15890/ki.jsjs.2017.04.018Analysis and Application of Fault Diagnosis for Water Supply Pumping Station Based on Fault Tree Analysis (FTA)Y a n K e p i n g,Z h u H a i f e n g,L u Y u l o n g,Z h a n g L e h u a,Y e J i a n m i n g(SM IW Water Production B ranch，Shanghai200086, China)A b s t r a c t W a t e r p u m p i n g station system is taken as the research object，a n d the m a i n failure m o d e s，causes a n d influence of water supply p u m p i n g station are analyzed b y F T A(fault tree analysis technique).B a s e d o n present ability of testing,system can supply the detection m e t h o d of faults a n d schedule relevant strategies.It can help us to reduce the failure probability a n d effect，improving the reliability of the p u m p i n g station，a n d providing the reference of m a k i n g maintenance plan a n d modifying the design.K e y w o r d s water supply p u m p i n g station fault tree analysis (F T A)fault diagnosis security1概述供水泵站在城市供水系统中承担着水量调蓄、水压保持和水质(余氯）维持三大重要任务，是供水管网的重要环节[1]。

职业技能鉴定国家题库机修钳工高级技师(填空题附参考答案)1、机械零件的可靠度分为6个等级，其中，(O)级是最低级。

2、失效树(故障树)是用一系列事件符号和逻辑门符号描述系统中各事件之间的一种(树状的逻辑因果)关系图。

3、劳动保护工作的主要内容包括“劳动保护管理、安全技术、(工业卫生)”3部分。

4、安全检查是劳动保护工作贯彻“安全第一、(预防为主)”方针、保障安全生产、推动生产发展的行之有效的措施。

5、排列图由(两个)纵坐标，(—个)横坐标，几个柱形条和一条折线所组成。

6、由两个带电容式传感器的水平仪和液晶显示器组成的精密检测仪器是(电子水平仪)。

7、调质热处理其实就是淬火后再进行(高温回火)。

8、数控机床—般由数控装置、(主轴伺服系统)、进给伺服系统、机床本体及其辅助装置组成9、闭环进给伺服系统比开环进给伺服系统比多一个（反馈装置）。

lO、半闭环进给伺服系统7检测元件是（角位移检测器）。

1l、在数控机床的定位精度和重复定位精度中，最主要的影响因素是机械结构中（丝杠螺距误差）和反向间隙误差。

12、“双特征分析法”故障诊断技术是把（振动故障）信号分为（平稳）故障信号和（冲击）故障信号。

13、“双特征分析法”故障诊断技术是把振动故障信号分为（平稳）故障信号和冲击故障信号。

14、双特征分析法故障诊断技术是把振动故障信号分为平稳故障信号和冲击故障信号。

15、工序能力是指工序处于控制状态下的（实际加工能力）。

16、工序质量控制的对象是（质量特性值）。

17、（工序质量）控制的对象是质量特性值。

18、在数控机床的定位精度和重复定位精度中，最主要的影响因素是机械结构中丝杠螺距误差和（反向间隙误差）。

19、（Qc球杆仪）是一种快速、方便、经济的检测数控机床两轴联动性能的仪器。

20、车间生产控制的主要工作有生产调度、（作业核算）和作业分析。

21、成组技术的生产组织形式有成组工艺中心、（成组生产单元）和成组流水线。

22、对振动的控制需对振源、（振动传播途径）和振动影响的地点三个环节进行治理。

故障树分析法及其应用方玉茹（上海大学机电工程与自动化学院，上海200072）摘要：本文研究了故障树分析法(FTA)的基本原理，介绍了从选择顶事件，建立故障树，利用结构函数进行简化，再对故障树模型进行定性和定量分析的具体实施过程。

然后展示了FTA目前在各行业故障诊断的应用现状，并结合制粉系统磨煤机故障、外国长壁采煤机系统故障及自身课题研究相关的实例，阐述了FTA在机械故障诊断中的实际应用。

最后简单介绍了由故障树形成专家系统知识库的过程。

基于故障树的诊断方法有快速、易修改等优点，也存在人为因素大、不能处理模糊概率等缺点，故今后的研究应当尽量改善FTA的缺点使其适用性更强。

关键词：故障树分析法；故障诊断；机械；专家系统Fault Tree Analysis Method and ApplicationFANG Yu-ru(School of Mechatronic Engineering and Automation, Shanghai University, Shanghai 200072, China)Abstract: In this paper, the basic principle of the fault tree analysis (FTA) is studied, and the specific implementation process from selecting top event, establishing the fault tree , simplifying the tree using structure function, to qualitative and quantitative analysis of fault tree model. Then the application status of FTA in fault diagnosis of various industries is shown, and actual application of FTA on mechanical fault diagnosis is expounded with instances of ball pulverizer failure, foreign longwall shearer system failure and program related instances. Finally, a brief introduction to the process of the formation of the expert system knowledge base by the fault tree is given. The diagnosis based on FTA is both quick and easy to modify, etc., but shortcomings are the human factors is big and it can not deal with the fuzzy probability. So future research should try to improve the shortcomings to make it more applicable.Key words: FTA；fault diagnosis；mechanical；expert system随着科学技术发展，系统的能力和现代化水平日益提高，系统规模越来越大，复杂性也越来越高．这类系统一旦发生故障，便会造成巨大损失。