故障树分析的故障事件及表示符号

核心提示故障树是演绎地表示事故或故障事件发生原因及其逻辑关系的逻辑树图。故障树的形状象一株倒置的树,其中的事件一般都是故障事件。事件及事件符号故障树用来表示事件间的因果关系及逻辑关系。在故障树的每个分支中,上层故障事件是下一层故障事件的结果,下层事

故障树是演绎地表示事故或故障事件发生原因及其逻辑关系的逻辑树图。故障树的形状象一株倒置的树,其中的事件一般都是故障事件。
事件及事件符号故障树用来表示事件间的因果关系及逻辑关系。在故障树的每个分支中,上层故障事件是下一层故障事件的结果,下层事件是引起上一层故障事件的原因。事件间的逻辑关系用逻辑门表示。因此,把作为结果的上层事件称作逻辑门的输出事件,而把作为原因的下层事件称作输入事件。
位于故障树最上部的事件叫做顶事件,一般为造成严重后果的故障事件或事故,是故障树分析、研究的对象。位于故障树各分支末端的事件叫做基本事件,它们是造成顶事件发生的最初始的原因。在系统安全分析中,故障树的基本事件主要是物的故障及人的失误。位于故障树顶事件与基本事件之间的诸事件被称为中间事件,它们是造成顶事件发生的原因,又是基本事件造成的结果。
故障树的各种事件的内容记在事件符号之内。常用的事件符号有如下几种。
矩形符号。表示需要进一步分析的故障事件,如顶事件和中间事件。
圆形符号。表示作为基本事件的故障事件。
房形符号。表示作为基本事件的正常事件。有时,系统元素的正常状态对于上一层故障事件的发生是必不可少的,但是正常事件并非分析研究和采取措施的对象,故用特殊记号区别于其他故障事件。
菱形符号。表示当前不能进一步分析或认为没有进一步分析必要的省略事件。在故障树分析中,菱形符号内的事件按基本事件对待。
椭圆形符号。是一种条件事件符号。条件事件是指输入事件发生能够导致输出事件发生;输入事件不发生。椭圆形符号要与限制门结合使用。
逻辑门及其符号故障树的邻近两层事件之间用逻辑门相连接。对于任一上层故障事件,作为其发生原因的下层事件可能有两个或两个以上,即对应于每个输出事件有多个输入事件。输出事件和输入事件之间的逻辑关系有逻辑与、逻辑或及逻辑非等。
逻辑“与门”表示全部输入事件都发生则输出事件才发生,只要有一个输入事件不发生则输出事件就不发生的逻辑关系。
逻辑“或门”表示只要有一个或一个以上输入事件发生则输出事件就发生,只有全部事件都不发生,输出事件才不发生的逻辑关系。有时把“与门”记为“AND门”,“或门”记为“OR门”。
异或门不能同时发生输入事件中任一个发生而其他都不发生的时候,输出事件发生。在故障树中,除了上述几种逻辑门外,还有一种叫做限制门的逻辑门,它与条件事件符号相结合,表示只有满足一定条件的输入事件发生时,输出事件才发生,如果该条件未被满足,则输出事件不会发生的逻辑关系。
当故障树比较复杂时,用转移符号可省去与其他部分内容相同的部分,或把故障树的一部分画在另外的地方,使故障树变得简明、清晰。表示由其他部分引入的为转入符号;表示向其他部分转出的是转出符号。输入符号及转出符号应有相互一致的编号。

安全评价方法的故障树

故障树分析法(FTA)可以用于汽车可靠性分析,其主要步骤如下:

确定系统:首先需要确定要分析的汽车系统,例如发动机、制动系统、传动系统等。

确定目标事件:确定所关心的目标事件,例如发动机失火、刹车失灵、变速器故障等。

建立故障树:根据目标事件,建立起导致该事件发生的故障树,将可能引起目标事件的各个因素进行逻辑分析,得出根本原因。

确定基本事件:将故障树分解为基本事件,这些事件是不能被分解成更小事件的故障元件或人为错误。

确定概率和因果关系:根据实际数据或专家经验,确定每个基本事件发生的概率和它们之间的因果关系。

计算故障树的概率:使用概率计算方法计算整个故障树的概率,即目标事件发生的概率。

分析结果:根据计算结果,分析汽车系统的可靠性,并确定需要采取的措施,提高汽车的可靠性。

总之,故障树分析法可以帮助汽车制造商和维修人员识别和解决汽车系统中的问题,提高汽车的可靠性和安全性。

什么叫做“故障树-事故树”分析法?

故障树分析法(Fault Tree Analysis,缩写FTA)是60年代以来迅速发展的系统可靠性分析方法,它采用逻辑方法,将事故因果关系形象的描述为一种有方向的“树”:把系统可能发生或已发生的事故(称为顶事件)作为分析起点,将导致事故原因的事件按因果逻辑关系逐层列出,用树性图表示出来,构成一种逻辑模型,然后定性或定量的分析事件发生的各种可能途径及发生的概率,找出避免事故发生的各种方案并优选出最佳安全对策。FTA法形象、清晰,逻辑性强,它能对各种系统的危险性进行识别评价,既适用于定性分析,又能进行定量分析。
顶事件通常是由故障假设、HAZOP等危险分析方法识别出来的。故障树模型是原因事件(既故障)的组合(称为故障模式或失效模式),这种组合导致顶上事件。而这些故障模式称为割集,最小割集是原因事件的最小组合。若要使顶事件发生,则要求最小割集中的所有事件必须全部发生。 1621 事件及其符号
在故障树分析中,各种故障状态或不正常情况皆称故障事件;各种完好状态或正常情况皆称成功事件。两者皆可简称事件。
(1)底事件
底事件是故障树分析中仅导致其他事件的原因事件。底事件位于所讨论的故障树底端,总是某个逻辑门的输入事件而不是输出事件。底事件分为基本事件与未探明事件。
①基本事件 是在特定的故障树分析中无须探明起发生原因的底事件。
②未探明事件 是原则上进一步探明但暂时不能或不必探明原因的底事件。
(2)结果事件
结果事件是故障树分析中由其他事件或事件组合所导致的事件。结果事件总位于某个逻辑门的输出端。结果事件分为顶事件和中间事件。
①顶事件 是故障树分析中所关心的结果事件。顶事件位于故障树的顶端,总是所讨论故障树中逻辑门的输出事件而不是输入事件。
②中间事件 是位于顶事件和顶事件的结果事件。中间事件既是某个逻辑门的输出事件,又是别的逻辑门的输入事件。
(3)特殊事件
特殊事件是指在故障树分析中所需要特殊符号表明起特殊或引起注意的事件。
①开关事件 开关事件是在正常工作条件下必然发生或者必然不发生的特殊事件。
②条件事件 条件事件是描述逻辑门起作用的具体限制的特殊事件。
1622 逻辑门及其符号
在故障树分析中逻辑门只描述事件间的逻辑因果关系。
与门表示仅当所以输入事件发生时,输出事件才发生。
或门表示至少一个输入事件发生时,输出事件就发生。
非门表示输出事件是输入事件的对立事件
顺序与门表示输入事件按规定的顺序发生时,输出事件才发生。
表决门 表示仅当n个输入事件中r个或r个以上的事件发生时,输出事件才发生
异或门表示仅当单个输入事件发生时,输出事件才发生
禁门 表示仅当条件事件发生时,输入事件的发生方导致输出事件的发生。
1623 转移符号
故障树分析使用的各种符号、名称及定义见表18所示。
表18 故障树分析的逻辑和事件符号
符号 名称 定义 符号 名称 定义
基本事件 在特定的故障树分
析中无须探明其发
生原因的底事件或门至少一个输入事件发生时,
输出事件就发生
未探明事件 原则上应该进一步
探明其原因但暂时不必或不能探明其原因的底事件与门仅当所有输入事件发生时,输出事件才发生
结果事件中间事件 故障树分析中由其它事件或事件组合所导致的事件非门输出事件是输入事件的对立事件
开关事件 正常工作条件下必然发生或必然不发生的特殊事件 顺序与门仅当输入事件按规定的顺序发生时,输出事件才发生
条件事件 仅当条件事件发生方导致输出事件的发生异或门仅当输出事件发生时输出事件才发生
禁门 仅当条件事件发生时,
输入事件的发生方导致
输出事件的发生 相似转移符号 下面转移到结构相似而事件符号不同的子数去
相同转移符号 在三角形内标出向何处转移
1624故障树
故障树是一种特殊的倒立树状逻辑因果关系图。它用上表中事件符号、逻辑门和转移符号描述系统各种事件的因果关系,逻辑门的输入事件是输出事件的因;输出事件是输入事件的果。
二状态故障树如果故障树的底事件刻画一种状态,而其对立事件也是刻画一种状态,则称为二状态故障树。
多状态故障树若故障树的底事件有3种以上互不相容的状态,则称为多状态故障树。
规范化故障树 将画好的故障树中各个特殊事件与特殊门进行转化或删减,变成仅含有底事件、结果事件以及“与”、“或”、“非”三种逻辑门的故障树,这种故障树称为规范化故障树。
正规故障树仅含故障事件以及与门、或门的故障树称为正规故障树。
非正规故障树含有成功事件或者非门的故障树称为非正规故障树。
对偶故障树将二状态故障树中的与门换为或门,或门换为与门,而其余不变,这样得到的故障树称为原故障树的对偶故障树。
成功树 除二状态故障树中的与门换成或门、或门换成与门外,并将底事件与结果事件换为相应的对立事件,这样所得到的树称为原故障树对应的成功树。 (1)熟悉分析系统 首先要详细了解要分析的对象,包括工艺流程、设备构造、操作条件、环境状况及控制系统和安全装置等同时还可以广泛收集同类系统发生的事故。
(2)确定分析对象系统和分析的对象事件(顶上事件) 通过实验分析、事故分析以及故障类型和影响分析确定顶上事件;明确对象系统的边界、分析深度、初始条件、前提条件和不考虑条件。
(3)确定分析边界 在分析之前要明确分析的范围和边界,系统内包含哪些内容。特别是化工、石油化工生产过程都具有连续化、大型化的特点,各工序、设备之间相互连接,如果不划定界限,得到的事故树将会非常庞大,不利于研究。
(4)确定系统事故发生概率、事故损失的安全目标值。
(5)调查原因事件 顶上事件确定之后,就要分析与之有关的原因事件,也就是找出系统的所有潜在危险因素的薄弱环节,包括设备元件等硬件故障、软件故障、人为差错及环境因素。凡是事故有关的原因都找出来,作为事件树的原因事件。
(6)确定不予考虑的事件 与事故有关的原因各种各样,但是有些原因根本不可能发生或发生的机率很小,如雷电、飓风、地震等,编制事故树时一般都不予考虑,但要先加以说明。
(7)确定分析的深度 在分析原因事件时,要分析到哪一层为止,需要事先确定。分析得太浅可能发生遗漏;分析得太深,则事故树会过于庞大繁琐。所以具体深度应视分析对象而定。
(8)编制事故树从顶事件起,一级一级往下找出所有原因事件直到最基本的事件为止,按其逻辑关系画出事故树。每一个顶上事件对应一株事故树。
(9)定量分析按事故结构进行简化,求出最小割集和最小径集,求出概率重要度和临界重要度。
(10)结论 当事故发生概率超过预定目标值时,从最小割集着手研究降低事故发生概率的所有可能方案,利用最小径集找出消除事故的最佳方案;通过重要度分析确定采取对策措施的重点和先后顺序,从而得出分析、评价的结论。 我国在1978年由天津东方化工厂首先将该方法用于高氯酸生产过程中的危险性分析,对减少和预防事故的发生取得了明显的效果。之后又在化工、冶金、机械、航空等工业部门得到普遍的推广和应用。它具有以下几个特点:
(1)分析法是采用演绎的方法分析事故的因果关系,能详细找出个系统各种固有的潜在危险因素,为安全设计、制定安全技术措施和安全管理要点提供了依据。
(2)能简洁形象地表示出事故和个原因之间的因果关系及逻辑关系。
(3)在事故分析中,顶上事件可以是已发生的事故,以是预想的事故。通过分析找出原因,采取对策加以控制,从而起到预测、预防事故的作用。
(4)可以用于定性分析,求出危险因素对事故影响的大小;也可以用于定量分析,由各危险因素的概率计算出事故发生的概率,从数量上说明是否能满足预定目标值的要求,从而确定采取措施的重点和轻、重、缓、急顺序。
(5)可选择最感兴趣的事故作为顶上事件进行分析。
(6)分析人员必须非常熟悉对象系统,具有丰富的实践,能准确和熟悉地应用分析方法。往往出现不同分析人员编制的事故树和分析结果不同的现象。
(7)复杂系统的事故树往往很庞大,分析、计算的工作量大。
(8)进行定量分析时,必须知道事故树中各事件的故障数据;如果这些数据不准确,定量分析就不可能进行。

发动机无法启动的故障树分析?

事故树分析又称为故障树分析(FTA),是一种演绎的系统安全分析方法。它是从要分析的特定事故或故障开始(顶上事件),层层分析其发生原因,直到找出事故的基本原因,即故障树的底事件为止。这些底事件又称为基本事件,它们的数据是已知的或者已经有过统计或实验的结果。FTA一般可分为以下几个阶段:
(1)选择合理的顶上事件,系统分析边界和定义范围,并且确定成功与失败的准则;
(2)资料收集准备,围绕所需要分析的事件进行工艺、系统、相关数据等资料的收集;
(3)建造故障树,这是FTA的核心部分。通过对已收集的技术资料,在设计、运行管理人员的帮助下,建造故障树;
(4)对故障树进行简化或者模块化;
(5)定性分析,求出故障树的全部最小割集,当割集的数量太多地,可以通过程序进行概率截断或割集阶截断;
(6)定量分析,这一阶段的任务是很多的,它包括计算顶事件发生概率即系统的点无效度和区间无效度,此外还要进行重要度分析和灵敏度分析。
事故树分析方法可用于洲际导弹(核电站)等复杂系统和其它各类系统的可靠性及安全性分析、各种生产的安全管理可靠性分析和伤亡事故分析。

11 发动机不能发动
(1)故障现象:打开点火开关,将点火开关拨到起动位置,发动机发动不着。
(2)故障产生的可能原因:
A起动系统故障使发动机不能转动或转动太慢:①蓄电池存电不足、电极桩柱夹松动或电极桩柱氧化严重;②电路总保险丝断;③点火开关故障;④起动机故障;⑤起动线路断路或线路连接器接触不良。
B点火系统故障:①点火线圈工作不良,造成高压火花弱或没有高压火花;②点火器故障;③点火时间不正确。
C燃油喷射系统故障:①油箱内没有燃油;②燃油泵不工作或泵油压力过低;③燃油管泄漏变形;④断路继电器断开;⑤燃油压力调节器工作不良;⑥燃油滤清器过脏。
D进气系统故障:①怠速控制阀或其控制线路故障;②怠速控制发阀空气管破裂或接头漏气;③空气流量计故障。
EECU故障。
(3)诊断排除方法和步骤。
①打起动档,起动机和发动机均不能转动,应按起动系故障进行检查。首先,检查蓄电池存电情况和极柱连接和接触情况;如果蓄电池正常时,检查起动线路、保险丝及点火开关;②踏下油门到中等开度位置,再打起动机。如果此时,发动机能够发动,则说明故障为怠速控制阀及其线路故障或者是进气管漏气,如果踏下油门到中等开度位置时,仍然发动不着,应进行下一步骤的检查;③进行外观检查。检查进气管路有无漏气之处;检查各软管及其连接处是否完好;检查曲轴箱通风装置软管有无漏气或破裂;④检查高压火花。如果高压火花不正常,应检查高压线、点火线圈、分电器和电子点火器;⑤检查点火顺序是否正确;⑥检查供油系统的供油情况。在确认油箱有泪的情况下,检查燃油管中的供油压力;⑦检查点火正时及各缸的点火顺序;⑧检查装在空气流量计上的燃油泵开关的工作情况;⑨检查各缸火花塞的工作情况;⑩检查点火正时。如点火正时不正确,应进一步检查点火正时的控制系统;B11检查ECU的供电情况和工作情况,确定是否是ECU的故障。

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