事故树分析的基本程序
事故树分析的基本程序：
1、熟悉系统；
2、调查事故发生原因；
3、确定顶上事件；
4、确定目标值；
5、调查原因事件；
6、绘制事故树；
7、定性分析；
8、可能的话，确定事故（顶上事件）发生概率，即定量分析；
9、比较；
10、分析。
事故树分析案例 起重作业事故树分析 一、概述 在工矿企业发生的各种类型的工伤事故中，起重伤害所占的比例是比较高的，所以，起重设备被列为特种设备，每二年需强制检测一次。本工程在施工安装、生产检修中使用起重设备。伤害事故的因素很多，在众多的因素中，找出问题的关键，采取最有效的安全技术措施来防止此类事故的发生，最好的方法是对起重机事故采取事故树分析方法，现对“起吊物坠落伤人”进行事故树分析。 二、起重作业事故树分析 1、事故树图 图6-2 起吊物坠落伤人事故树 T——起重物坠落伤人；
A1——人与起吊物位置不当；A2——起吊物坠落； B1——人在起吊物下方；B2——人距离起吊物太近； B3——吊索物的挂吊部位缺陷；B4——吊索、吊具断裂； B5——起吊物的挂吊部位缺陷；B6——司机、挂吊工配合缺陷； B7——起升机构失效；B8——起升绳断裂； B9——吊钩断裂； C1——吊索有滑出吊钩的趋势；C2——吊索、吊具损坏； C3——司机误解挂吊工手势； D1——挂吊不符合要求；D2——起吊中起吊物受严重碰撞； X1——起吊物从人头经过；X2——人从起吊下方经过； X3——挂吊工未离开就起吊；X4——起吊物靠近人经过； X5——吊钩无防吊索脱出装置；X6——捆绑缺陷； X7——挂吊不对称；X8——挂吊物不对； X9——运行位置太低；X10——没有走规定的通道； X11——斜吊；X12——运行时没有鸣铃； X13——司机操作技能缺陷；X14——制动器间隙调整不当； X15——吊索吊具超载；X16——起吊物的尖锐处无衬垫； X17——吊索没有夹紧；X18——起吊物的挂吊部位脱落； X19——挂吊部位结构缺陷；X20——挂吊工看错指挥手势； X21——司机操作错误；X22——行车工看错指挥手势； X23——现场环境照明不良；X24——制动器失效；
故障树分析（Fault Tree Analysis, FTA）故障树分析(FTA)技术是美国贝尔电话实验室于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。 1 数学基础 1.1基本概念 (1)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。 (2)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。 若A与B有公共元素，则公共元素在并集中只出现一次。 例若A={a、b、c、d}; B={c、d、e、f}; A∪B= {a、b、c、d、e、f}。
(3)交集 两个集合A与B的交集是两个集合的公共元素所构成的集合，记为A∩B或A〃B。 根据定义，交是可以交换的，即A∩B=B∩A 例若 A={a、b、c、d}; B={c、d、e}; 则A∩B={c、d}。 (4)补集 在整个集合(Ω)中集合A的补集为一个不属于A集的所有元素的集。补集又称余，记为A′或A。 1.2 布尔代数规则 布尔代数用于集的运算，与普通代数运算法则不同。它可用于故障树分析，布尔代数可以帮助我们将事件表达为另一些基本事件的组合。将系统失效表达为基本元件失效的组合。演算这些方程即可求出导致系统失效的元件失效组合(即最小割集)，进而根据元件失效概率，计算出系统失效的概率。 布尔代数规则如下(X、Y代表两个集合)： (1)交换律 X〃Y=Y〃X X+Y=Y+X (2)结合律 X〃(Y〃Z)=(X〃Y)〃Z X+(Y+Z)=(X+Y)+Z (3)分配律 X〃(Y+Z)=X〃Y+X〃Z
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:
1）用布尔代数简化事故树，求其最小割集。 事故树的函数表达式为： T=A1＋A2 = B1B2+ A2 =（X1+X2+X3+X4）（X5+X6+X7）+（X8+ X9+X10+ X11） =X1X5+ X2X5+ X3X5+ X4X5+ X1X6+ X2X6+ X3X6+ X4X6+ X1X7+ X2X7+ X3X7+ X4X7 + X8+ X9+X10+ X11 得到机械伤害事故树最小割集，即： K1={ X1X5}；K2={ X2X5}；K3={ X3X5}；K4={ X4X5}；K5={ X1X6}；K6={ X2X6}；K7={ X3X6}；K8={ X4X6}；K9={ X1X7}；K10={ X2X7}；K11={ X3X7}；K12={ X4X7}；K13={ X8}；K14={ X9}；K15={ X10}；K16={ X11}。 2）结构重要度分析 1Xi∑1 KjNj 式中：N—最小割集数；∈用公式求出各基本事件结构重要度系数：Iφ（i） = N Kj—含有基本事件Xi的最小割集； Nj—Kj中的基本事件数 Iφ（1）= Iφ（2）= Iφ（3）= Iφ（4）=1/16×3/2=0.094 Iφ（5）= Iφ（6）= Iφ（7）=1/16×4/2=0.125 Iφ（8）= Iφ（9）= Iφ（10）= Iφ（11）=1/16×1/1=0.0625 所以各基本事件结构重要度分析排序为： Iφ（8）= Iφ（9）= Iφ（10）= Iφ（11）＞Iφ（5）= Iφ（6）= Iφ（7）＞Iφ（1）= Iφ（2）= Iφ（3）= Iφ（4） 3）结果分析 由以上分析过程可见，“人员配合不当”、“设备未断电”、“无连锁保护装置”、“检修时设备误启动”这些单事件因素的结构重要度最大，应重点防；“人员接触设备”的事件因素结构重要度也较高，人员接触设备是构成机械伤害的必要条件；“设备自身有缺陷”、
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。 （6）根据故障树建立系统不可靠度（可靠度）的统计模型，确定对系统作定量分析的方法，然后对该系统进行定量分析，并对分析结果进行验证。 （7）根据分析提出改进意见，提高系统的可靠性。
故障树分析法(Fault Tree Analysis简称FTA) 概念 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。目前，故障树分析法虽还处在不断完善的发展阶段，但其应用范围正在不断扩大，是一种很有前途的故障分析法。 故障树分析(Fault Tree Analysis)是以故障树作为模型对系统进行可靠性分析的一种方法，是系统安全分析方法中应用最广泛的一种自上而下逐层展开的图形演绎的分析方法。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（失效树），从而确定系统失效原因的各种可能组合方式或其发生概率，以计算的系统失效概率，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。 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。是系统可靠性研究中常用的一种重要方法。它是在弄清基本失效模式的基础上，通过建立故障树的方法，找出故障原因，分析系统薄弱环节，以改进原有设备，指导运行和维修，防止事故的产生。故障树分析法是对复杂动态系统失效形式进行可靠性分析的有效工具。近年来，随着计算机辅助故障树分析的出现，故障树分析法在航天、核能、电力、电子、化工等领域得到了广泛的应用。既可用于定性分析又可定量分析。 故障树分析（Fault Tree Analysis）是一种适用于复杂系统可靠性和安全性分析的有效工具，是一种在提高系统可靠性的同时又最有效的提高系统安全性的方法。当前，超大型工程的建设，对可靠性，安全性提出了更高的要求，因此，故障树分析法已经广泛的应用到宇航，核能，化工，电子，机械和采矿等各个领域。 故障树分析法(Fault Tree Analysis) 简称故障树法，记作FTA [21]，[21] R G B . On the Analysis of Fault Trees ，[J] . IEEE Trans .1975 : 175 一185是一种采用逻辑推理，将系统故障形成原因由总体至部分按树枝状逐级细化，并绘出逻辑结构图（即故障树）的分析方法。其目的在于判明基本故障，确定故障的原因、影响和发生的概率。这种方法形象直观，并且能为使用单位提供明确的改进信息，所以为广大的工程技术人员所欢迎。 故障树分析法（Fault Tree Analysis，简称FTA）是在一定条件下用逻辑推理的方法，通过对可能造成系统故障的各种因素(包括硬件、软件、环境、人为因素等)进行分析，画出逻辑框图(即故障树)，从而确定系统故障原因的各种可能组合方式及其发生概率，计算系统故障概率，以采取相应的纠正措施，是提高系统可靠性的一种设计分析方法。同时，故障树分析法是可靠性工程的重要分支，是目前国内外公认的对复杂系统安全性、可靠性分析的一种实用方法。该方法可以让分析者对系统有更深入的认识，对有关系统结构、功能故障及维护保障知识更加系统化，从而使在设计、制造、使用和维护过程中的可靠性的改
机械伤害- 事故树案例大全
1) 用布尔代数简化事故树，求其最小割集。事故树的函数表达式为： T=A1＋A2 = B1B2+ A2 =( X1+X2+X3+X)4 ( X5+X6+X7)+(X8+ X9+X10+ X11) =X1X5+ X2X5+ X3X5+ X4X5+ X1X6+ X2X6+ X3X6+ X4X6+ X1X7+ X2X7+ X3X7+ X4X7 + X8+ X9+X10+ X11 得到机械伤害事故树最小割集，即： K1={ X1X5} ；K2={ X2X5} ；K3={ X3X5} ； K4={ X4X5} ；K5={ X1X6} ；K6={ X2X6} ； K7={ X3X6} ；K8={ X4X6} ；K9={ X1X7} ；
K10={ X2X7} ；K11={ X3X7} ；K12={ X4X7} ； K13={ X8}；K14={ X9}；K15={ X10}；K16={ X11}。2）结构重要度分析 1Xi 1 KjNj 式中：N—最小割集数；用公式求出各基本事件结构重要度系数：I φ（i ）= N Kj —含有基本事件Xi 的最小割集；Nj —Kj 中的基本事件数 I φ（1）= I φ（2）= I φ（3）= I φ（4） =1/16 ×3/2=0.094 I φ（5）= I φ（6）= I φ （7）=1/16 ×4/2=0.125 I φ（8）= I φ（9）= I φ（10）= I φ（11） =1/16 × 1/1=0.0625 所以各基本事件结构重要度分析排序为： I φ（8）= I φ（9）= I φ（10）= I φ（11）>I φ（5）= I φ（6）= I φ（7）>I φ（1）= I φ（2）= I φ（3）= I φ（4） 3）结果分析由以上分析过程可见，“人员配合不当”、“设备未断电”、“无连锁保护装置”、“检修时设备误启动”这些单事件因素的结构重要度最大，应重点防范；“人员接触设备”的事件因素结构重要度也较高，人员接触设备是构成机械伤害的必要条
2.3事故树分析法 2.3.1 方法概述 事故树（Fault Tree Analysis, FTA）也称故障树，是一种描述事故因果关系的有向逻辑“树”，是安全系统工程中重要的分析方法之一。该法尤其适用于对工艺设备系统进行危险识别和评价，既适用于定性分析，又能进行定量分析。具有简明、形象化的特点，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。FTA作为安全分析评价、事故预测的一种先进的科学方法，已得到国内外的公认和广泛采用。 1962年，美国贝尔电话实验室的维森（Watson）提出此法。该法最早用于民兵式导弹发射控制系统的可靠性研究，从而为解决导弹系统偶然事件的预测问题作出了贡献。随之波音公司的科研人员进一步发展了FTA方法，使之在航空航天工业方面得到应用。20世纪60年代期，FTA由航空航天工业发展到以原子能工业为中心的其他产业部门。1974年美国原子能委员会发表了关于核电站灾害性危险性评价报告（拉斯姆逊报告），对FTA作了大量和有效的应用，引起了全世界广泛的关注。目前此法已在国内外许多工业部门得到运用。 从1978年起，我国开始了FTA的研究和运用工作。FTA不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入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FTA对它们的安全性作出评价。实践证明FTA适合我国国情，适合普遍推广使用。 2.3.2 FTA方法的分析步骤 事故树分析是对既定的生产系统或作业中可能出现的事故条件及可能导致的灾害后果，按工艺流程、先后次序和因果关系绘成程序方框图，表示导致灾害、伤害事故（不希望事件）的各种因素之间的逻辑关系。它由输入符号或关系符号组成，用以分析系统的安全问题或系统的运行功能问题，并为判明灾害、伤害的发生途径及与灾害、伤害之间的关系提供一种最为形象、简洁的表达形式。 事故树分析的基本程序如下： 1）熟悉系统。要详细了解系统状态、工艺过程及各种参数，以及作业情况、环境状况等，绘出工艺流程图及布置图。 2）调查事故。广泛收集同类系统的事故安全，进行事故统计（包括未遂事故），设想给定系统可能要发生的事故。 3）确定顶上事件。要分析的对象事件即为顶上事件。对所调查的事故进行全面分析，分析其损失大小和发生的频率，从中找出后果严重且较易发生的事故作为顶上事件。
1.故障树分析法的产生与特点 从系统的角度来说，故障既有因设备中具体部件（硬件）的缺陷和性能恶化所引起的，也有因软件，如自控装置中的程序错误等引起的。此外，还有因为操作人员操作不当或不经心而引起的损坏故障。 20世纪60年代初，随着载人宇航飞行，洲际导弹的发射，以及原子能、核电站的应用等尖端和军事科学技术的发展，都需要对一些极为复杂的系统，做出有效的可靠性与安全性评价；故障树分析法就是在这种情况下产生的。 故障树分析法简称FTA (Fault Tree Analysis），是1961年为可靠性及安全情况，由美国贝尔电话研究室的华特先生首先提出的。其后，在航空和航天的设计、维修，原子反应堆、大型设备以及大型电子计算机系统中得到了广泛的应用。目前，故障树分析法虽还处在不断完善的发展阶段，但其应用范围正在不断扩大，是一种很有前途的故障分析法。 总的说来，故障树分析法具有以下一些特点。 它是一种从系统到部件，再到零件，按“下降形”分析的方法。它从系统开始，通过由逻辑符号绘制出的一个逐渐展开成树状的分枝图，来分析故障事件（又称顶端事件）发生的概率。同时也可以用来分析零件、部件或子系统故障对系统故障的影响，其中包括人为因素和环境条件等在内。 它对系统故障不但可以做定性的而且还可以做定量的分析；不仅可以分析由单一构件所引起的系统故障，而且也可以分析多个构件不同模式故障而产生的系统故障情况。因为故障树分析法使用的是一个逻辑图，因此，不论是设计人员或是使用和维修人员都容易掌握和运用，并且由它可派生出其他专门用途的“树”。例如，可以绘制出专用于研究维修问题的维修树，用于研究经济效益及方案比较的决策树等。 由于故障树是一种逻辑门所构成的逻辑图，因此适合于用电子计算机来计算；而且对于复杂系统的故障树的构成和分析，也只有在应用计算机的条件下才能实现。 显然，故障树分析法也存在一些缺点。其中主要是构造故障树的多余量相当繁重，难度也较大，对分析人员的要求也较高，因而限制了它的推广和普及。在构造故障树时要运用逻辑运算，在其未被一般分析人员充分掌握的情况下，很容易发生错误和失察。例如，很有可能把重大影响系统故障的事件漏掉；同时，由于每个分析人员所取的研究范围各有不同，其所得结论的可信性也就有所不同。 2.故障树的构成和顶端事件的选取
事故树的编制程序 第一步：确定顶上事件 顶上事件就是所要分析的事故。选择顶上事件，一定要在详细占有系统情况、有关事故的发生情况和发生可能、以及事故的严重程度和事故发生概率等资料的情况下进行，而且事先要仔细寻找造成事故的直接原因和间接原因。然后，根据事故的严重程度和发生概率确定要分析的顶上事件，将其扼要地填写在矩形框内。 顶上事件也可以是在运输生产中已经发生过的事故。如车辆追尾、道口火车与汽车相撞事故等事故。通过编制事故树，找出事故原因，制定具体措施，防止事故再次发生。 第二步：调查或分析造成顶上事件的各种原因 顶上事件确定之后，为了编制好事故树，必须将造成顶上事件的所有直接原因事件找出来，尽可能不要漏掉。直接原因事件可以是机械故障、人的因素或环境原因等。 要找出直接原因可以采取对造成顶上事件的原因进行调查，召开有关人员座谈会，也可根据以往的一些经验进行分析，确定造成顶上事件的原因。 第三步：绘事故树 在找出造成顶上事件的和各种原因之后，就可以用相应事件符号和适当的逻辑门把它们从上到下分层连接起来，层层向下，直到最基本的原因事件，这样就构成一个事故树。 在用逻辑门连接上下层之间的事件原因时，若下层事件必须全部同时发生，上层事件才会发生时，就用“与门”连接。逻辑门的连接问题在事故树中是非常重要的，含糊不得，它涉及到各种事件之间的逻辑关系，直接影响着以后的定性分析和定量分析。 第四步：认真审定事故树 画成的事故树图是逻辑模型事件的表达。既然是逻辑模型，那么各个事件之间的逻辑关系就应该相当严密、合理。否则在计算过程中将会出现许多意想不到的问题。因此，对事故树的绘制要十分慎重。在制作过程中，一般要进行反复推敲、修改，除局部更改外，有的甚至要推倒重来，有时还要反复进行多次，直到符合实际情况，比较严密为止。 第五章定性、定量评价 5.1 对重大危险、有害因素的危险度评价 XXX矿井的重大危险、有害因素有：矿井瓦斯危害、矿井火灾危害、矿压危害和水危害，
“与门 C ）条件与门 亡）排斥或门 第三节故障树概述 故障树分析是一种根据系统可能发生的爭故或已经发生的爭故结果.去寻找与该爭故发生有关的原 因.条件和规律，同时可以辨识出系统中可能导致事故发生的危险源。 故障树分析是一种严密的逻辑过程分析.分析中所涉及到的各种爭件、原因及其相互关系，需要运用一 定的符号予以表达。故障树分析所用符号有三类，即爭件符号，逻辑门符号，转移符号。 图1故障树的爭件符号 事件符号如图1所示包括： （1） 矩形符号 矩形符号如图la ）所示。它表示顶上爭件或中间事件.也就是需要往下分析的事件。将爭件扼要记入 矩形方框内。 （2） 圆形符号 恻形符号如图1b ）所示。它表示基木原因爭件，或称基木爭件。它可以是人的差错，也可以是机械. 元件的故障.或环境不良因素等。它表示最基木的.不能继续再往下分析的爭件。 （3） 屋形符号 屋形符号如图1c ）所示。主要用于表示正常爭件.是系统正常状态下发生的正常爭件。 （4） 菱形符号 菱形符号如图Id ）所示。它表示省賂爭件，主要用于表示不必进一步剖析的事件和由于信息不足，不 能进一步分析的爭件° d) Bi B. B ? Bi Bi E l V 2 …E N h)丧决门
图2故障树逻输门符号 逻辑门符号如图2所示包括： 一一逻辑与门。表示仅、所有输入爭件都发生时，输出事件才发生的逻辑关系?如图2d ）所示。 一一逻辑或门。表示至少有一个输入爭件发生.输出爭件就发生的逻辑关系.如图2b ）所示。 一一条件与门。图2c ）所示，表示Bl 、B2不仅同时发生?而且还必须再满足条件a ,输出爭件A 才会 发生的逻辑关系。 一一条件或门。图2d ）,表示任一输入爭件发生时.还必须满足条件a,输出爭件A 才发生的逻辑关系。 一一排斥或门。表示几个爭件、”1中，仅出一个输入事件发生时，输出事件才发生的逻紺关系，其符号如 图2e ）所示。 一一限制门。图2f ）所示.表示'“I 输入爭件B 发生，且满足条件X 时.输出爭件才会发生，否则，输 出爭件不发生。限制门仅有一个输入爭件。 一一顺序与门。表示输入爭件既要都发生，又要按一定的顺序发生，输岀爭件才会发生的逻辑关系.其 符号如图2g ）表示。 一一表决门。表示仅Fn 个爭件中有m （m^n ）个或m 个以上事件同时发生时.输出事件才会发生， 其符号如图2h ）所示。 图3故障树转移符号 转移符号包括： 一一转入符号。表示转入上面以对应的字母或数字标注的子故障树部分符号，其符号如图3a ）。 一一转出符号。表示该部分故障树由此转出，其符号如图3b ）。 编制故障树应从以下几方面入手： 一一熟悉系统。「解系统的构造、性能、操作、工艺、元件之间的关系及人.软件.锁件.环境的相互 作用和系统工作原理等： 一一收集、调查系统爭故资料。收集、调査系统的已有事故资料和类似系统的爭故资料。 一一确定顶上爭件。根据对系统已堂握的资料，在分析系统一类危险源的基础上.确定系统專故类型作 为顶上爭件。 一一调査分析顶上爭件发生的原因.从人、机、物、环境和信息各方面入于?调查分析彩响顶上事件发生 的所有原因。 下而以一液化石油气第一类危险源.选择顶上爭件为火灾爆炸爭故c 故障树分析如图4。 帀）转入符号 b ）转出符号
（—）典型事故分析 湖北襄樊某化工厂因企业破产需对3个50 1fl 卧式液化石油气储罐进行销爆处理。液化石油气属于易燃易爆物质，一旦泄漏，极易与周围空气混合形成具有爆炸性的混合物，如遇明火就会引起火灾或爆炸，其产生的爆炸冲击波及爆炸火球热辐射破坏强度和范围极大，极易导致次生灾害。国内外曾发生多起液化石油气火灾或爆炸事故。如1998年3月5日西安市液化石油气站曾发生过火灾事故_2 J，造成12人死亡，32人受伤，直接经济损失达400多万元。 液化石油气(LPG)主要成分[ 是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯，均为易燃易爆气体。液化石油气与空气混合气的着火能量很低，为0．06～0．26 mJ。在常温常压下液化石油气极易挥发l4 J，遇空气后体积迅速扩大250-350倍，气态液化石油气微毒，高浓度时有麻痹作用。为了系统分析液化石油气罐在销爆处理过程中可能存在的潜在危险因素，建立了以发生火灾或爆炸事故为顶上事件的事故树，笔者运用事故树分析法对销爆过程中可能发生的火灾或爆炸事故进行安全评价，预先分析和判断设备和工人操作中可能发生的危险及可能导致燃烧爆炸灾害的条件。其目的是采取相应的管理手段和安全防范措施，最大限度地消除危险和限制事故的严重程度，把事故可能造成的人身安全和财产的损害减少到最低限度。事故树的建立 事故树分析程序按其目的和要求的精度不同而不同，一般采用以下分析程序：1)确定分析系统，即确定 系统所包括的内容及其边界范围；2)熟悉分析系统，熟悉系统的整个情况，包括系统性能、运行情况、操作步 骤及各种重要参数；3)调查系统发生事故的可能性，在收集过去事故实例和事故统计的基础上，估计系统可能发生的事故；4)估计事故的危险等级，确定事故树的顶上事件；5)调查与顶上事件有关的所有事件，这些原因事件包括：设备的元件故障，原材料、半成品、工具等的缺陷；生产管理，指挥、操作上的失误和错误；以及影响顶上事件发生的环境因素；6)绘制事故树图，按照演绎分析的原则，从顶上事件起，逐级分析各自的直接原因事件，根据彼此间的逻辑关系，用逻辑门的连接方法，上一层事件是下一层事件的必然结果，下一层事件是上一层事件的充分条件；7)事故树的定性分析，主要内容有：计算事故树的最小割集或最小径集；计算基本事件的结构重要度；分析各事故类型的危险性，确定防范措施；8)事故树的定量分析，主要内容有：确定引起事故发生的各基本事件的发生概率；计算事故树顶上事件的概率；计算基本事件的概率重要度和l临界重要度；9)安全评价，根据顶上事件可能发生的事故概率及系统严重度确定系统损失
现代设计方法与应用 故障分析法与手机故障问题 系别机械工程 年级2012级 专业机械设计制造及其自动化 班级机自本1205班 学生姓名王乾铭 学号12430103154590 指导教师徐永成 二 0 一五年六月
目录 摘要 一引言 (1) 1、概论 (1) 2、故障树分析发的分析原则 (1) 3、故障树分析发的步骤 (1) 二手机故障分析 (2) 1、顶上事件 (2) 2、软体故障 (2) 3、硬体故障 (3) 三提高手机可靠性的措施 (3) 四结论 (4) 五参考文献 (4) 六致谢 (4)
摘要：为了提高手机在生产及使用过程中的可靠性，利用故障树分析法对手机故 障事件进行系统分析，最小化分割手机故障的直接及间接原因，并以此为依据提高手机的可靠性。 关键词：手机故障、可靠性、故障树分析法 一引言： 现代社会进入高速发展的信息时代，从通讯设备来讲，手机已经成为人们必不可少的东西之一。那么如何让手机更加安全可靠的为我们服务呢，接下来我将利用故障树分析法对手机故障进行系统分析。 1、概论： 故障树分析(Fault Tree Analysis，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。 2、故障树分析法的分析原则： 故障树分析法的关键是故障树的建立，其编制过程是一个严密的逻辑推理过程，应遵循以下基本原则： （1）确定顶上事件应从故障的最简分类来确定，顶上事件的确立有利于分析结果的正确有效。 （2）在确定顶上事件后，为了避免故障树过于繁琐和庞大，应当明确被分析目标的边界条件，以及合理的假设条件，从而限制故障树的大小及复杂程度。 （3）故障树分析是一种演绎法，应当从顶上事件开始逐级展开。先分析顶上事件的直接原因，直到无遗漏的列出该级的逻辑门的全部输入事件，之后再对所有输入事件发生的原因进行分析，直至列出导致顶上事件的所有事件为止。 （4）禁止门与门之间直接相连的原则。在编制故障树时，任何一个逻辑门的输出必有一个对应的结果事件，不允许不经过结果事件而将门与门直接相连，以确保故障树逻辑关系的准确性。 （5）明确事件与事件定义的原则。明确地给出事故与事件发生的定义及其发生的条件是确定事故事件发生原因的前提。所以，在编制故障树时，对各事故事件必须用简单明了的语句表达清楚。 3、故障树分析法的步骤： 故障树分析法的基本步骤如下： （1）熟悉分析目标：详细了解分析目标个状态及各种参数。 （2）调查事故：收集事故案例及原因，进行事故统计，设想可能发生的事故。 （3）确定顶上事件：分析的对象即顶上事件。 （4）确定目标值：根据经验教训及事故案例，经统计分析，求解事故发生概率。 （5）调查原因事件：调查与事故相关的所有原因事件及各种因素。 （6）画出故障树：从顶上事件起，逐级展开找出直接原因事件，直至所要分析的深度，按其逻辑关系，画出故障树。 （7）分析：按故障树结构进行简化，确定各基本事件的结构重要度。 （8）事故发生概率：确定所有事故发生概率，标在故障树上，并进而求出顶上事
故障树分析方法 在任务通信系统故障处理中的应用 赵鹏通信一团技术室 摘要故障树分析方法是用于大型复杂系统可靠性分析的一种重要方法。航天任务通信系统作为一个复杂的大系统，其系统可靠性影响着任务的成败。本文首先简要介绍了故障树分析 方法，然后运用故障树建模技术，对北京中心通信系统中的重要分系统的故障进行了故障树分析。 关键词通信系统故障树分析方法可靠性 1 引言 应用于载人航天任务的北京中心通信系统是一个复杂的大系统，其可靠性影响着每一次航天任务的成败，因此对系统可靠性的分析尤为重要。故障树分析方法是以故障树作为模型对大型复杂系统的可靠性、安全性进行分析和风险评估的一种重要方法，。故障树分析通过对不希望事件发生的原因逐层进行分析，确定导致不希望事件的各种故障组合、故障影响的程度以及不希望事件的发生可能性，从而为评价和改进设计提供依据。本文首先介绍了故障树建模技术，然后运用该技术对航天测控系统中的应急通信网络系统进行了可靠性分析。 2 基本概念 1）故障（Fault GJB451）： 产品或产品的一部分不能或将不能完成预定功能的事件或状态。 2）故障原因（Failure Cause）： 故障发生的根原因，直接导致故障或引起性能降低进一步发展为故障的那些物理或化学过程、设计缺陷、工艺缺陷、零件使用不当或其它过程，是制定预防和纠正措施的重要依据，对故障原因关注得越多，消除故障的成功率就越高。 3）故障模式（Failure Mode）： 故障的表现形式。 4）故障影响（Failure Effect）：
故障对系统、设计、过程或服务所产生的输出结果，故障影响一般分为局部的、高一层次的和最终影响三级。 5）故障率（Failure Rate）： 在规定的时间间隔内，故障发生的比率。 6）严酷度（Severity）： 故障模式所产生后果的严重程度。 7）故障检测方法（Failure Checkout Method）： 系统运行时，操作者能发现故障的方法，或由维护人员采取的专门诊断故障的行动。 8）故障补偿措施（Failure Compensative Action）：为消除或减轻故障影响而采取的措施或进行的活动。 3 故障树分析法(Fault Tree Analysis) 故障树的概念：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（失效树），从而确定系统失效原因的各种可能组合方式或其发生概率，已计算系统失效概率，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。 故障树分析把系统最不希望发生的故障状态作为逻辑分析的目标，在故障树中称为顶事件，继而找出导致这一故障状态发生的所有可能直接原因，在故障树中称为中间事件。再跟踪找出导致这些中间故障事件发生的所有可能直接原因。直追寻到引起中间事件发生的全部部件状态，在故障树中称为底事件。用相应的代表符号及逻辑们把顶事件、中间事件、底事件连接成树形逻辑图，责成此树形逻辑图为故障树。 故障树分析是一种自上而下、逐级演绎的分析方法。它以产品的某个不希望事件为起点，逐级向下分析，最终以一种直观的倒置树状结构描述该事件是如何发生的。进行故障树分析时，首先应根据产品特点和要求选择一个不希望发生的事件（例如某个系统故障事件）作为分析的出发点，然后分析造成这一不希望事件发生的直接原因，这些原因可能是某个单独的事件，也可能是某个事件和条件的组合。接着，再以这些直接原因事件为出发点，分析它们
景区重大火灾事故预测分析 1、建立事故树 重大火灾事故预测分析以重大火灾事故为顶上事件，逐级分析导致重大火灾事故发生的中间事件与基本事件，确定导致火灾事故的路径即事故原因，建立重大火灾事故事故树如图1。
图1 重大火灾事故树
由图1可知导致重大火灾事故的基本事件共有15项，根据经验对基本事件的概率进行赋值，基本事件概率分布见表1。 2、定性分析 （1）最小割集 最小割集表示当几种基本事件的组合中任意缺少其中一个事件时，顶上事件必然不会发生，表示可能导致事故发生的路径，描述事故发生的情形，根据图1可知，重大火灾事故事故树的最小割集情况如表2。
由上表可知导致重大火灾事故发生的路径共有42条，即重大火灾事故发生共有42种情形。 （2）最小径集 最小径集表示基本事件的组合，若该组合中的基本事件均不发生则顶上事件必然不发生，若该组合中的任意一个事件发生则顶上事件可能发生，因此最小径集表示预防事故发生的最短路径，提供防止事故发生的措施组合，本事故树的最小径集分布情况如表3所示： 由上表可知本事故树共有最小径集4个，即保证以上4个基本事件组合中任意一个组合的基本事件均不发生则顶上事件必然不发生。因此预防重大火灾事故措施应该依照消除此4个组合中的危险因素入手，组合中表示的危险有害因素应该作为重点管理的对象。
3、定量分析 （1）顶上事件概率 根据图1与表2可以计算顶上事件重大火灾事故发生的概率，顶上事件发生的概率: 经计算可知顶上事件发生的概率P(T)=，即景区现行情况下发生重大火灾事故的概率为。 （2）重要度分析 未确定每个基本事件，也即每个危险因素对导致重大火灾发生所产生的影响程度，因此对基本事件进行重要度分析，主要分析基本事件的结构重要度、概率重要度和临界重要度3个维度。从事故发生的角度考虑，重要度的数值越大，对于顶上事件发生与否或者发生概率的影响越大，表明该危害因素是导致事故发生的重要因素。从事故预防的角度的分析，对重要度数值较大的基本事件进行有效的控制能够有效的减少或减低顶上事件发生的频次或概率，因此此危险因素应该作为重点控制的方面。 1）结构重要度 结构重要度是指其他因素均不发生变化的情况的基本事件改变对顶上事件的影响程度，经计算本事故树的基本事件的结构重要度排序如下： I(X4)=I(X3)=I(X2)=I(X1)>I(X9)=I(X8)>I(X15)=I(X14)=I(X13 )=I(X12)=I(X11)=I(X10)>I(X7)=I(X6)=I(X5)
故障树最小割集 GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-
故障树定性分析—最小割集及其求法 故障树分析，包括定性分析和定量分析两种方法。在定性分析中，主要包括最小割集、最小径集和重要度分析。限于篇幅，以下仅介绍定性分析中的最小割集和最小径集。 最小割集及其求法 割集：它是导致顶上事件发生的基本事件的集合。最小割集就是引起顶上事件发生必须的最低限度的割集。最小割集的求取方法有行列式法、布尔代数法等。现在，已有计算机软件求取最小割集和最小径集。以下简要介绍布尔代数化简法。 图8－9为一故障树图，以下是用布尔代数化简的过程。 图8－9 故障树 T=A1＋A2 =X1 X2 A3＋X4 A4 =X1 X2 (X1＋X3)＋ X4 (X5＋X6) =X1 X2 A1＋X1 X2 A3＋ X4 X5＋X4 X6 =X1 X2＋ X4 X5＋X4 X6
所以最小割集为{X1，X2}，{X4，X5}，{X4，X6}。结果得到三个交集的并集，这三个交集就是三个最小割集E1={X1，X2}，E2={X4，X5}，E3={X4，X6}。用最小割集表示故障树的等效图如图8－10。 故障树定性分析—最小割集和最小径集在故障树分析中的应用 （1）最小割集表示系统的危险性 求出最小割集可以掌握事故发生的各种可能，了解系统的危险性。 每个最小割集都是顶上事件发生的一种可能，有几个最小割集，顶上事件的发生就有几种可能，最小割集越多，系统越危险。 从最小割集能直观地、概略地看出，哪些事件发生最危险，哪些稍次，哪些可以忽略，以及如何采取措施，使事故发生概率下降。 例：共有三个最小割集{X1} 、{X2，X3} 、{X4，X5，X6，X7 ，X8}，如果各基本事件的发生概率都近似相等的话，一般地说，一个事件的割集比两个事件的割集容易发生，五事件割集发生的概率更小，完全可以忽略。 因此，为了提高系统的安全性，可采取技术、管理措施以便使少事件割集增加基本事件。 就以上述三个最小割集的故障树为例。可以给一事件割集{X1}增加一个基本事件 X9，例如：安装防护装置或采取隔离措施等，使新的割集为{X1、X9}。这样就能使整个系统的安全性提高若干倍，甚至几百倍。若不从少事件割集入手，采取的措施收效不大。
事故树分析 一、课型：新授课 二、教学目的 1.知识方面 了解事故树的概念、编制事故树的基本步骤、认识逻辑语言 2.能力方面 掌握如何编制事故树、及逻辑符号应用 3.情感态度与价值观方面 通过学习，使学生能从全面系统的角度去思考问题，树立全面的学习态度和积极的价值观。并通过教学相长的过程，用语言和情感的交流，使学生自信，学会用积极乐观的态度去对待人生，对待学习。 三、教学重点和难点 1.重点： （1） （2） 2.难点： （1） （2） 四、教学方法：讲授法、讨论法、案例教学法等。 五、教学手段：多媒体教学、板书。 六、教学过程 （一）导入新课 1．设计新颖活泼，精当概括。 2．怎样进行，复习哪些内容？ 3．提问那些学生，需用多少时间等。 （二）讲授新课 1．针对不同教学内容，选择不同的教学方法。 2．怎样提出问题，如何逐步启发、诱导？ 3．教师怎么教学生怎么学？详细步骤安排，需用时间。
（三）巩固练习 1．练习设计精巧，有层次、有坡度、有密度。 2．怎样进行，谁上黑板板演。 3．需要多少时间。 （四）归纳小结 1．怎样进行，是教师还是学生归纳。 2．需用多少时间。 七、作业安排 八、板书设计
事故树（FTA）分析一、FTAF分析概述 （一）定义 它是一种演绎分析方法（结果-原因） （二）特点 （三）不足 （四）事故树分析程序
（1）事故树定性分析 根据事故树的结构，分析顶事件的发生条件，并计算基本事件对事故影响的重要程度，为确定预防措施提供依据。 ①求取事故树的最小割集和最小径集； ②计算基本事件的结构重要度； （2）事故树定量分析 根据基本事件概率，确定顶事件发生的可能性。 ①确定各基本事件发生概率； ②计算顶事件发生概率； ③计算基本事件的概率重要度和临界重要度； i g q T P i I ??=)()(；)()()(T P q i I i I i g c = 二、事故树基本符号 （一）事件符号 （1）底事件：仅导致其他事件的原因事件，位于事故树的底部。 ①基本原因事件:②省略（未探明）事件：原则上应进一步分析其原因，但暂时不能或不必 （2）结果事件： 由其他事件或事件组合所导致的事件，它总是位于某个逻辑 ① 门的输出事件。 ② 的输入，又是其它逻辑门的输出。 （3 ①开关事件（正常事件）：位于事故树低端。 ②条件事情： 九、教学流程图
. 事故树分析案例 起重作业事故树分析 一、概述 在工矿企业发生的各种类型的工伤事故中，起重伤害所占的比例是比较高的，所以，起重设备被列为特种设备，每二年需强制检测一次。本工程在施工安装、生产检修中使用起重设备。伤害事故的因素很多，在众多的因素中，找出问题的关键，采取最有效的安全技术措施来防止此类事故的发生，最好的方法是对起重机事故采取事故树分析方法，现对“起吊物坠落伤人”进行事故树分析。 二、起重作业事故树分析 1、事故树图 图6-2 起吊物坠落伤人事故树 T——起重物坠落伤人； A1——人与起吊物位置不当；A2——起吊物坠落；
. B1——人在起吊物下方；B2——人距离起吊物太近； B3——吊索物的挂吊部位缺陷；B4——吊索、吊具断裂； B5——起吊物的挂吊部位缺陷；B6——司机、挂吊工配合缺陷； B7——起升机构失效；B8——起升绳断裂； B9——吊钩断裂； C1——吊索有滑出吊钩的趋势；C2——吊索、吊具损坏； C3——司机误解挂吊工手势； D1——挂吊不符合要求；D2——起吊中起吊物受严重碰撞； X1——起吊物从人头经过；X2——人从起吊下方经过； X3——挂吊工未离开就起吊；X4——起吊物靠近人经过； X5——吊钩无防吊索脱出装置；X6——捆绑缺陷； X7——挂吊不对称；X8——挂吊物不对； X9——运行位置太低；X10——没有走规定的通道； X11——斜吊；X12——运行时没有鸣铃； X13——司机操作技能缺陷；X14——制动器间隙调整不当； X15——吊索吊具超载；X16——起吊物的尖锐处无衬垫； X17——吊索没有夹紧；X18——起吊物的挂吊部位脱落； X19——挂吊部位结构缺陷；X20——挂吊工看错指挥手势； X21——司机操作错误；X22——行车工看错指挥手势； X23——现场环境照明不良；X24——制动器失效； X25——卷筒机构故障；X26——钢丝磨损；