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1、可靠性系统工程软件可靠性系统工程咨询可靠性系统工程培训Relex Studio 应用培训故障(gzhng)树分析北京运通恒达科技北京运通恒达科技(kj)(kj)有限公有限公司司技术咨询部技术咨询部第一页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司FMEA维修性分析维修性分析LCCRELEX可靠性预计可靠性预计(yj)RBD/OpSimWeibull故障故障(gzhng)树树/事件树事件树MarkovFRACAS人因风险人因风险(fngxin)分析分析Relex Relex 集成工具包集成工具包第二页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司故障故障(gzh
2、ng)(gzhng)树分析树分析内容提要内容提要故障树分析技术概述故障树分析技术概述(i sh)(i sh)故障树分析应用故障树分析应用 Relex Relex 故障树分析故障树分析应用实例应用实例第三页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司1 1、故障树分析技术、故障树分析技术(jsh)(jsh)概述概述什么是故障树？什么是故障树？故障树故障树（Fault TreeFault Tree）指用来表明产品哪些组成部分的）指用来表明产品哪些组成部分的故障或外界事件故障或外界事件(shjin)(shjin)或它们的组合将导致产品发生一种或它们的组合将导致产品发生一种给定故障的
3、逻辑图；给定故障的逻辑图；故障树故障树是一种特殊的倒立树状逻辑因果关系图，它用事是一种特殊的倒立树状逻辑因果关系图，它用事件符号、逻辑的符号和转移符号描述产品系统中各种事件符号、逻辑的符号和转移符号描述产品系统中各种事件之间响果关系；件之间响果关系；历史历史19611961年，美国贝尔实验室在民兵导弹的发射控制系统可年，美国贝尔实验室在民兵导弹的发射控制系统可靠性研究中首先应用故障树分析技术（靠性研究中首先应用故障树分析技术（FTAFTA）。）。第四页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司故障故障(gzhng)(gzhng)树分析树分析故障树分析故障树分析故障树分析故障
4、树分析是通过对可能造成产品故障的硬件、是通过对可能造成产品故障的硬件、软件、环境、人为因素进行分析，确定产品故软件、环境、人为因素进行分析，确定产品故障原因的各种障原因的各种( zhn)可能的组合方式及其发生可能的组合方式及其发生概率，从而有效的确定系统发生故障的各种概率，从而有效的确定系统发生故障的各种( zhn)途径，并提高系统的可靠性和安全性；途径，并提高系统的可靠性和安全性；故障树分析与故障树分析与FMEA分析分析顺序相反顺序相反，是从产，是从产品系统到部件，再到元器件，分析其失效原品系统到部件，再到元器件，分析其失效原因与结果的逻辑关系；因与结果的逻辑关系；第五页，共二十六页。北京运
5、通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司故障故障(gzhng)(gzhng)树分析树分析作用作用FTA分析可以让人们知道哪些事件的组合可以导致危及分析可以让人们知道哪些事件的组合可以导致危及系统安全的故障，并计算它们的发生概率，然后通过设系统安全的故障，并计算它们的发生概率，然后通过设计改进和有效的故障监测、维修等措施，设法减小它们计改进和有效的故障监测、维修等措施，设法减小它们的发生概率；的发生概率；发展状况发展状况近二十几年来，近二十几年来，FTA技术在我国得到迅速发展，特别是技术在我国得到迅速发展，特别是在核工业、航空、航天、机械、电子、兵器、船舶在核工业、航空、航天、机械、电子、兵器
6、、船舶(chunb)、化工等领域已得到广泛地应用，为提高产品的安全性和化工等领域已得到广泛地应用，为提高产品的安全性和可靠性发挥了重要作用。可靠性发挥了重要作用。第六页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司故障故障(gzhng)(gzhng)树分析要素树分析要素顶事件顶事件顶事件顶事件是故障树分析中所关心的结果事件，也是最是故障树分析中所关心的结果事件，也是最不期望出现的事件；不期望出现的事件；顶事件顶事件的选取根据分析的目的不同，可分别考虑对系统技的选取根据分析的目的不同，可分别考虑对系统技术性能、经济性、可靠性和安全性影响显著的故障事件。术性能、经济性、可靠性和安全
7、性影响显著的故障事件。中间事件中间事件中间事件中间事件是位于顶事件和底事件之间的结果事件，是位于顶事件和底事件之间的结果事件，起到了对下级起到了对下级(xij)(xij)事件进行逻辑组合的作用。事件进行逻辑组合的作用。底事件底事件底事件底事件是故障树分析的最终原因事件。是故障树分析的最终原因事件。第七页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司故障树分析故障树分析(fnx)(fnx)的分类的分类定性分析和定量分析：定性分析和定量分析：定性分析定性分析的主要目的是寻找与系统有关的故障事件的主要目的是寻找与系统有关的故障事件发生的原因发生的原因(yunyn)(yunyn)和原因
8、和原因(yunyn)(yunyn)的组合，即寻找导致的组合，即寻找导致顶事件发生的所有故障模式；顶事件发生的所有故障模式；定量分析定量分析的主要目的是当给定所有底事件发生概率的主要目的是当给定所有底事件发生概率时，求出项事件发生的概率及其它定量指标。时，求出项事件发生的概率及其它定量指标。第八页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司故障故障(gzhng)(gzhng)树分析程序树分析程序选择合理选择合理(hl)的顶事件的顶事件建造建造(jinzo)故障树故障树故障树定性分析故障树定性分析故障树的简化故障树的简化求最小割集求最小割集最小割集定性比较最小割集定性比较故障树定
9、量分析故障树定量分析求顶事件发生概率求顶事件发生概率重要度分析重要度分析确定设计上确定设计上薄弱环节薄弱环节采取措施，采取措施，提高产品提高产品可靠性可靠性第九页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司2 2、故障树分析、故障树分析(fnx)(fnx)应用应用故障树分析的目的故障树分析的目的(md)(md)定性分析定性分析 找出最小割集（底事件的集合，可以直接驱动顶事件发生）； 找出设计的薄弱环节（剔除一阶最小割集）定量分析定量分析 确定顶事件发生概率（危险的发生概率）； 评价底事件的可靠性重要度难点难点顶事件的选取顶事件的选取建模过程建模过程第十页，共二十六页。北京运通
10、恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司一个一个(y )(y )例子例子第十一页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司Cut SetCut Set割集割集割集割集：一些底事件：一些底事件(shjin)(shjin)的集合，当这些底事件的集合，当这些底事件(shjin)(shjin)同时发生时，顶事同时发生时，顶事件件(shjin)(shjin)必然发生必然发生最小割集最小割集：没有多余事：没有多余事件的割集件的割集右图的最小割集右图的最小割集 ？E1,E2,E4,E3,E4第十二页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司ImportanceImpo
11、rtance重要重要(zhngyo)(zhngyo)度度 底事件对顶事件发生的影响程度底事件对顶事件发生的影响程度概率概率(gil)(gil)重要度重要度结构重要度结构重要度关键重要度关键重要度哪个事件需要重点关注？哪个事件需要重点关注？第十三页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司3 3、Relex Relex 故障故障(gzhng)(gzhng)树分析树分析1-选择顶事件选择顶事件2-建造故障树建造故障树4-定量分析定量分析3-定性分析定性分析第十四页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司确定确定(qudng)(qudng)顶事件顶事件 错误
12、停靠错误停靠 停靠在两层之间停靠在两层之间 失控坠落失控坠落 意外开门意外开门 无法无法(wf)(wf)开门开门 人员死亡人员死亡 人员受伤人员受伤第十五页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司故障故障(gzhng)(gzhng)树构造树构造第十六页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司故障故障(gzhng)(gzhng)树构造树构造第十七页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司故障故障(gzhng)(gzhng)树构造树构造第十八页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司故障故障(gzhng)(gz
13、hng)树构造树构造第十九页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司整个整个(zhngg)(zhngg)故障树故障树第二十页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司定性分析定性分析(dngxngfnx)(dngxngfnx)割集割集CableCableEvent1Event1Event3,Event6Event3,Event6Event4,Event6Event4,Event6Event3,Event14Event3,Event14Event4,Event14Event4,Event14单点失效单点失效(sh xio)(sh xio)第二十一页，共二
14、十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司定量分析（底事件定量分析（底事件(shjin)(shjin)数据）数据）部件名称故障率(10-6/小时)故障模式故障模式百分比故障模式故障率(10-6/小时)线缆线缆2121断裂断裂0.260.265.55.5松动滑脱松动滑脱0.740.7415.515.5驱动滑轮驱动滑轮1010阻尼材料阻尼材料115115门闭锁门闭锁2.52.5电机电机17.517.5第二十二页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司定量分析定量分析(dnglingfnx)(dnglingfnx)（事件发生概率）（事件发生概率）计算计算1010，
15、000 000 小时小时(xiosh)(xiosh)内的事件内的事件发生概率发生概率不可用度和不可靠度不可用度和不可靠度为何相同为何相同 ？第二十三页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司定量分析定量分析(dnglingfnx)(dnglingfnx)（重要度）（重要度）概率重要度概率重要度结构结构(jigu)(jigu)重要度重要度关键重要度关键重要度谁更重要谁更重要(zhngyo)？第二十四页，共二十六页。北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司4 4、应用、应用(yngyng)(yngyng)实例实例分析对象：分析对象：车载车载(ch zi)(ch zi)
16、发发射系统射系统 分析目的：分析目的：掌握掌握RelexRelex故障树应用过程故障树应用过程针对针对“指令发送失败指令发送失败”进进行故障树分析行故障树分析定性和定量评价底事件定性和定量评价底事件发射设备A发射设备B车载计算机第二十五页，共二十六页。内容(nirng)总结Relex Studio 应用培训故障树分析。Relex Studio 应用培训故障树分析。故障树/事件树。故障树分析内容提要。故障树（Fault Tree）指用来(yn li)表明产品哪些组成部分的故障或外界事件或它们的组合将导致产品发生一种给定故障的逻辑图。故障树是一种特殊的倒立树状逻辑因果关系图，它用事件符号、逻辑的符号和转移符号描述产品系统中各种事件之间响果关系。底事件是故障树分析的最终原因事件第二十六页，共二十六页。