高阶篇:4.3)FTA故障树分析法-DFMEA的另外一张脸
本章目的:明确什么是FTA,及与DFMEA的关系。
1.FTA定义
故障树分析(FTA)
其一:故障树分析(Fault Tree Analysis,简称FTA)又称事故树分析,是安全系统工程中最重要的分析方法。事故树分析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。
其二:FTA是系统分析的一种技术,它从单个的潜在失效模式来识别所有的可能原因,分析系统失误。FTA考虑的是相互关联的原因以及独立原因。除了故障树结构和所有的逻辑关联,通常FTA还包括了失效可能性的识别, 从而可以从零部件的可靠性来计算系统可靠性 (19) (参照图表D.2)。
1961年,FTA由美国贝尔电话研究室的华特先生首先提出的。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.故障树分析中常用符号
故障树分析中常用符号见下表:
3.FTA与DFMEA的关系
其实作者在看见FTA树形结构例子的的时候,第一想到的就是下面这张图表。
所谓FTA,就是不同层次的失效模式的因果关系,可参考
高阶篇:4.3.2)DFMEA层级分明的失效模式、失效后果、失效原因。
所有,就作者看来:
FTA可以看作DFMEA的简化版(缺少预防控制,探测控制,评价系统),或是DFMEA的另外一张脸。
但FTA的树形表示法能更加性形象地表现失效模式间的关系。其失效原因的逻辑门的应用(多个原因或,且,非等产生实效后果),更能清楚分析原因所在。
这是DFMEA所欠缺的。
4.故障树分析法的优缺点
4.1 故障树分析法的优点
(1)事故树的果因关系清晰、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,从而使有关人员了解和掌握安全控制的要点和措施。
(2)根据各基本事件发生故障的频率数据,确定各基本事件对导致事故发生的影响程度——结构重要度。
// 这个和DFMEA的严重度判定不一样。
(3)既可进行定性分析,又可进行定量分析和系统评价。通过定性分析,确定各基本事件对事故影响的大小,从而可确定对各基本事件进行安全控制所应采取措施的优先顺序,为制定科学、合理的安全控制措施提供基本的依据。通过定量分析,依据各基本事件发生的概率,计算出顶上事件(事故)发生的概率,为实现系统的最佳安全控制目标提供一个具体量的概念,有助于其它各项指标的量化处理。
4.2 故障树分析法的缺点
(1)FTA分析事故原因是强项,但应用于原因导致事故发生的可能性推测是弱项。
(2)FTA分析是针对一个特定事故作分析,而不是针对一个过程或设备系统作分析,因此具有局部性。
(3)要求分析人员必须非常熟悉所分析的对象系统,能准确和熟练地应用分析方法。往往会出现不同分析人员编制的事故树和分析结果不同的现象。
(4)对于复杂系统,编制事故树的步骤较多,编制的事故树也较为庞大,计算也较为复杂,给进行定性、定量分析带来困难。
(5)要对系统进行定量分析,必须事先确定所有各基本事件发生的概率,否则无法进行定量分析。
5.FTA机械设计实例参考
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