故障树分析法
故障树分析法范文第1篇
Abstract: Failure Tree Analysis（FAT）, also known as falut tree analysis, is a method to analyze the causes of the system failure from whole to the parts according to the tree structure step by step. From the systemic point of view, the failure may be caused by defects and performance of specific components（hardware）, or caused by software, for example, the procedural errors of automatic control devices. In addition, the improper operation of operators or not attentive operation also can cause failure. Therefore, we should apply this method to analyze and diagnose the common fault of the diesel engine system.
关键词：故障树；发动机系统故障；柴油发动机
Key words: fault tree；failure of engine system；diesel engines
中图分类号：TM31文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）13-0042-02
0 引言
故障树分析法简称FTA（Failure 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。故障树分析（FAT）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。
1 故障树分析法的特点
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。
2 故障树的建立
故障树是实际系统故障的组合和传递关系正确而抽象的表达，建树是否完整会直接影响定性，定量分析的结果，是关键的一步。建树方法分为人工建树和计算机辅助建树，建树就是按照严格的演绎逻辑，从顶事件开始，向下逐级追溯事件的直接原因，直至找出全部底事件为止。根据故障树分析方法确定顶事件是发动机无法正常运转。而引起的原因主要为：飞车故障，缸体故障，烧瓦故障，曲轴故障，飞轮碎裂，气门落缸等（其中任意原因都可导致发动机故障）。以这几项作为次要事件，逐渐往下分析其原因，层层深入，最终建立起柴油发动机的失效故障图。见图1。
图1中，方框的事件代表结果事件，它又分为顶事件和中间事件，是由其它事件或事件组合导致的事件。圆圈事件表示底事件，是基本故障事件或不需再探明的事件，但一般它的故障分布是已知的，是导致其他事件发生的原因事件。
其中，各个数字和字母代表的含义为：①“飞车”故障，②“粘缸”故障，③“烧瓦”故障，④“曲轴”故障，⑤“活塞敲缸”故障，⑥飞轮碎裂，⑦“拉缸”故障，⑧气门落缸。
A：燃油超供 a1：喷油泵柱塞被卡，a2：拉杆及调速器的活动部位卡滞，a3：调速器系统故障
B：窜烧机油 b1：空气滤清器油盘油面过高，b2：曲轴箱，b3：回游孔堵塞
C：散热系统工作不良
D：机油压力过大 d1：机油质量不好，d2：油流动磨损，d3：轴瓦卸油，d21：机油泵磨损，d22：曲轴油道工艺脱落
E：轴瓦预金紧高度不合要求
F：机油问题f1：机油品质不佳，f2：机油压力过低，f3：机油滤清器使用不当
G：轴瓦和轴颈装配间隙过小
H：曲轴问题h1：曲轴轴颈两端圆角过小，h2：曲轴自身质量差，h3：曲轴装配间隙过大，h4：曲轴不良
I：供油时间和供油量出错
J：主轴瓦不同轴
K：活塞的装配问题k1：活塞与汽缸配合间隙过大，k2：活塞方向装反或活塞变，k3：汽缸垫过薄，k4：连杆装配不好或连杆弯曲
L：燃烧不良l1：燃烧室内积碳严重，l2：可燃气体燃烧过快
M：喷油提前角过大
N：制造加工或装配不当 n1：飞轮壳紧固螺栓松动，n2：曲轴轴向或径向间隙过大，n3：曲轴与飞轮壳同轴度较差
O：传动组件平衡超差
P：使用不当因素p1：油使用不当，p2：发动机温度过高，p3：填压器窜油，p4：严重超载，p21：冷却添加不足，p22：点火时机不正确，p23：节温器工作不良
Q：装配和加工因素q1：活塞装配间隙过小，q2：活塞环开口间隙太小，q3：活塞纬度影响
R：气门杆折断
S：气门弹簧折断
T：气门弹簧座开裂
U：气门锁靠拢夹脱落
3 定性分析
故障树的定性分析主要任务是寻找导致顶事件发生的所有可能的失效形式，也就是要找到故障树的最小割集或全部最小割集。割集代表了该系统发生故障的可能性，最小割集（MCS）是底事件不能再减少的割集。一个最小割集代表引起故障树顶事件发生的一种模式，最小割集发生时，顶事件必然发生。最小割集指出了处于故障状态的系统所必须修理的基本故障，指出了系统的最薄弱环节。求解最小割集的方法有上行法，质数法和下行法。这里主要介绍下行法。下行法（fussell-vesely法）特点是从顶事件开始从下逐级进行，遇到与门就把与门下面的所有输入事件均排列成同一行;遇到或门就把或门下面的所有输入事件均排列于一列。往下一直到不能分解为止。从而找出全部最小割集。最小割集是包含了最小数量而又必须的事件的集合，其含义在于它描述了处于故障状态的柴油发动机系统所必须修理的基本故障。通过对最小集合的分析，可以找到发动机系统的薄弱环节以提高工作的可靠性。
4 结论
4.1 文中给出的柴油发动机机故障书能够较全面清晰的反映发动机系统故障成因，故障之间关系，以及各种可能故障传递途径。
4.2 故障树为设计，检测，维护和维修柴油发动机提供了一种形象图解，指导人们去查找故障，改进和强化系统的关键部分。为柴油发动机系统的可靠行提供了有效的定性分析和定量评价方法。
4.3 在柴油发动机的实际工作中，经常遇到不同故障程度的底事件，将其计算并求出最小割集，有助于掌握柴油发动机故障的规律和特征。故障树分析理论可以进一步将常规的故障诊断方法和计算机程序技术有机的结合起来，形成专家系统，这样可以方便和快捷的进行故障诊断。
参考文献：
故障树分析法范文第2篇
Abstract： Aiming at the frequent accidents of construction workers falling from scaffolding， the paper used fault tree to identify the risk factors， then applied analytic hierarchy process to estimate and evaluate the risk， at last took relevant measures to manage， control and prevent the risk.
关键词： 脚手架；风险；故障树；层次分析法
Key words： scaffolding；risk；fault tree；analytic hierarchy process
中图分类号：TU71 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）34-0076-02
0 引言
安全是建筑工程项目重点控制的目标之一，其中脚手架是影响安全的重要因素。在施工现场时常发生作业人员从脚手架坠落的安全事故，特别是在现在高层建筑施工中，由于脚手架导致的事故更是频繁发生。针对这一现象，本文首先使用故障树以图解的形式对引起作业人员从脚手架坠落的原因进行分析，再利用层次分析法对引起事故的原因进行分析找出主要原因，这样就可以有针对性的采取相关措施对作业人员从脚手架坠落这一风险进行管理、控制及预防。
1 风险识别
风险识别是进行风险管理的第一步，有效的风险管理首先取决于对风险的有效识别，造成作业人员从脚手架坠落的原因有很多，本文采用事故树分析的方法图解出作业人员从脚手架坠落的原因。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、逻辑门符号和转移符号描述系统中各种事件之间的因果关系，逻辑门的输入事件是输出事的“因”，逻辑门的输出事件是输入事件的“果”，故障树分析主要用于分析事故的原因和评价事故风险。按照此方法首先画出作业人员从脚手架坠落的故障树，如图1。
从图1故障树中，可以看出引起作业人员从脚手架坠落的原因有：安全带不起作用（安全带脱扣、走动取下安全带、无应急措施等）、不小心坠落（跳板未满铺、踩空等）、脚手架倒塌（搭脚手架违章、堆放重物、支撑折断、紧固件松脱等）。
2 风险估计与评价
根据故障树分析处理的事故原因，通过层次分析法建立层次结构模型确定引起作业人员从脚手架坠落的主要原因。层次分析法是一种将定量分析与定性分析结合起来，用相关专家的经验判断各衡量目标能否实现的标准之间的相对重要程度，并合理地给出每个决策方案的每个标准的权数，利用权数求出各方案的优劣次序。本文采用的风险因素的主观评价标准如表1所示。
风险因素对工程项目目标影响程度用层析分析法进行评价，根据故障树识别出来的风险因素，向专家发出调查，将专家对风险因素可能对项目目标影响的程度进行综合判断后形成各个层次的判断矩阵如表2-7所示。
由上述各判断矩阵可计算出各风险因素对总目标的影响程度W，如表8所示。
3 风险应对及防范
从表8各风险因素对总目标的影响程度可知，影响作业人员从脚手架坠落的因素排序为：无应急措施>走动取下安全带>搭脚手架违章>踩空>安全带脱扣>跳板未满铺>堆放重物>紧固件松脱>支撑折断。由此可见，无应急措施、走动取下安全带、搭脚手架违章及踩空这几项因素相对于其他几项因素对作业人员从脚手架坠落的影响程度较大，针对这几项风险提出以下应对措施。
①完善应急措施，对可能出现的情况制定相应的应急措施。成立以项目经理为首的应急小组；落实应急预案所需物资、设备的准备工作；完善应急联络机制。
②脚手架必须由专门的架子工进行搭设及拆除，严格按照脚手架搭设与拆除的有关规定进行作业。
③制定有针对性的、切实可行的脚手架搭设与拆除方案，严格进行安全技术交底。安全防护方案是规定施工现场如何进行安全防护的文件，所以必须根据施工现场的实际情况，针对现场的施工环境、施工方法及人员配备等情况进行编制，按照标准、规范的规定，确定切实有效的防护措施，并认真落实到工程项目的实际工作中。
④加强培训教育，提高安全意识，增强自我保护能力，杜绝违章作业。安全生产教育培训是实现安全生产的重要基础工作。企业要完善内部教育培训制度，通过对职工进行三级教育、定期培训，开展班组班前活动，利用黑板报、宣传栏、事故案例剖析等多种形式，加强对一线作业人员，尤其是农民工的培训教育，增强安全意识，掌握安全知识，提高职工搞好安全生产的自觉性、积极性和创造性，使各项安全生产规章制度得以贯彻执行；脚手架等特殊工种作业人员必须做到持证上岗，并每年接受规定学时的安全培训。
⑤落实安全生产责任制，强化安全检查。安全生产责任制度是建筑企业最基本的安全管理制度。建立并严格落实安全生产责任制，是搞好安全生产的最有效的措施之一。安全生产责任制要将企业各级管理人员，各职能机构及其工作人员和各岗位生产工人在安全生产方面应做的工作及应负的责任加以明确规定。工程项目经理部的管理人员和专职安全员，要根据自身工作特点和职责分工，严格执行定期安全检查制度，并经常进行不定期的、随机的检查，对于发现的问题和事故隐患，要按照“定人、定时间、定措施”的原则进行及时整改，并进行复查，消防事故隐患，防止职工伤亡事故的发生。
4 结论
施工现场影响作业人员从脚手架坠落的风险因素众多，本文通过使用故障树以图解的形式对引起作业人员从脚手架坠落的风险进行识别，再利用层次分析法对引起事故的风险进行估计与评价并以权重的形式分析出影响作业人员从脚手架坠落的主要原因，最后在此基础上针对作业人员从脚手架坠落的风险制定确实有效地风险防范措施予以预防，这样可有效的减少施工现场作业人员从脚手架坠落事故的发生。
参考文献：
[1]杨太花，郑庆华.基于故障树方法的项目安全风险分析[J].系统管理学报，2009，5.
[2]机械工业部生产管理局.事故树分析与应用[M].北京：机械工业出版社，1986，3.
[3]余建星.工程项目风险管理[M].天津：天津大学出版社，2006：14-25.
故障树分析法范文第3篇
【关键词】喷油器 故障树 条件规则 诊断流程
近年来，随着汽车电子技术快速发展，汽车电子控制功能越来越复杂，汽车电子控制技术的故障诊断的难度大大提高，严重地影响了汽车电控技术的诊断与维修，大大地降低了汽车维修企业的经济效益以及社会效益。为了提高诊断效率，降低维修成本，快速查找准确的故障发生部位，国内外汽车故障诊断专家不断地在实践中探索总结，积极寻找较实用的故障诊断方法，因此，各种的汽车故障诊断方法和故障诊断技术在近几年得到迅速发展。
随着实践与理论研究的不断深入，人们总结出的汽车电控技术的故障诊断方法有很多，其中，比较适合汽车电控技术故障特点的故障诊断方法是故障树分析法。但是，故障树分析法诊断结果会出现多个故障原因和故障发生部位，给汽车维修技术员增加维修时间。因此，本文尝试了对故障树分析法进行改进，在设计好的故障树基础上增加条件规则，使得故障诊断效率大大提高，并尝试对电喷轿车喷油器电路故障进行验证。
1 基于条件规则的故障树分析方法
该法是先选定系统中不希望发生的故障事件为顶端事件，其后第一步是找出直接导致顶端事件发生的各种可能因素或因素组合，如硬件故障、软件故障、环境因素、人为因素等。第二步再找出第一步中各因素的直接原因，循此方法逐级向下演绎，一直追溯到引起系统发生故障的全部原因，即分析到不需要继续分析原因的底事件为止。然后，把各级事件用相应的符号和适合于它们之间逻辑关系的逻辑门与顶端事件相连接，这样就建成了一棵以顶事件为根，中间事件为节，底事件为叶的具有若干级的倒置故障树。
基于条件规则的故障树分析法就是在故障树分析法的故障树的中间事件和底端事件上，增加一定的条件规则，进行物理和逻辑判断，确定故障树每个的分支的选择，以便准确地进行故障诊断分析，得出准确的故障发生的原因和故障部位。
2 结合实例进行故障树设计
下面以轿车四缸电喷发动机喷油器电路故障为例，进行基于条件规则的故障树设计。
2.1 轿车电喷发动机喷油控制原理
轿车电喷发动机控制电路主要是由：蓄电池、点火开关、保险丝、喷油器、发动机电控单元（ECU）以及相关插头和导线组成（如图1所示）。
发动机工作时，发动机ECM通过控制内部的三极管的导通，控制喷油器信号端子（喷油器与ECM的联接端子）与搭铁的导通，使得喷油器线圈工作，喷油器开始喷油；ECU内部三极管的导通是通过ECM输出喷油指令进行控制，发动机每个工作循环中每个喷油器的打开时间取决于ECM输出的喷油指令。因此，在喷油器的信号端子测到的波形图如图2所示。
2.2 结合喷油控制原理进行故障树节点设计
根据轿车电喷发动机喷油控制原理，对电路控制分成三个区域（如图3所示），分别为喷油器供电区域B、喷油器工作区域C和喷油器控制区域D，按照实践判断难易程度，喷油器供电区域B判断较简单，喷油器工作区域C其次，喷油器控制区域D判断较麻烦。最终的目的是要所有的喷油器工作，因此，节点设计以某个喷油器不工作作为顶事件A， B、C、D不正常作为中间事件，构建一、二级故障树（如图4所示）。
E-保险丝损坏；F-点火开关损坏；G-电源电路故障；H-某个喷油器供电故障；I-某个喷油器信号电路故障；J-某个喷油器线圈故障；K-某个喷油器损坏；L-点火反馈信号断路；M-曲轴位置传感器故障；N-ECM搭铁断路；O-ECU故障；
根据喷油器电路图结合实践经验进行故障树的设计，按照减少拆装部件次数、拆装时间，提高诊断效率的设计原则进行故障树底事件的设计（如图4所示）。喷油器供电区域B的底事件为保险丝损坏E、点火开关损坏F、电源电路故障G；喷油器工作区域C的底事件为某个喷油器供电故障H、某个喷油器信号电路故障I、某个喷油器线圈故障J、某个喷油器损坏K；喷油器控制区域D的底事件为点火反馈信号断路L，曲轴位置传感器故障M、ECM搭铁断路N、ECU故障O。以上所有底事件的发生都会造成顶事件A的出现，因此，任一底事件的发生都会造成顶事件的出现，有可能只有一个故障，也可能多个故障同时存在，需要进一步进行故障分析推理。
2.3 基于条件规则的故障树设计
从图4中可知，由顶事件到达底事件必须经过中间事件，经过哪个中间事件决定了故障可能发生的区域，此时，如果有准确的数据依据进行故障诊断走向判断，就可以大大地降低了故障诊断时间，提高维修效率。
在图4 的基础上加入条件规则（如图5所示），图中1表示打开点火开关测量图3中点火开关2端子电压，电压为0V表示节点B出现故障，从而决定了下一步的故障诊断走向，具体的每个条件规则说明如表1所示。
2.4 喷油器电路故障诊断流程图设计
根据前面的电路图以及设计好的故障树绘制故障诊断流程图（如图6所示），通过发现的喷油器不工作的故障现象，先确定故障可能发生的故障区域。
打开点火开关测量图3中点火开关2端子电压，电压为0V表示故障发生在油泵供电区域。拔下保险丝测量电阻，条件为电阻无穷大，符合条件表示保险丝损坏。打开点火开关测量图3中点火开关1、2端子之间的电阻，条件为有电阻或无穷大，符合条件表示点火开关损坏。依次测量蓄电池到点火开关的导线电阻，条件为有电阻或无穷大，符合条件表示电源电路故障，如此检查就可以排除了油泵电路中的工作区域的故障。其他两个区域的故障诊断以此类推。
3 结论
实践证明，采用基于条件规则的故障树分析法，通过不断试验总结，设计出切实可行的故障树，大大地提高了汽车的故障诊断效率，减少维修时间，提高汽车维修作业的经济效益与社会效益。其次，采用此办法，可以防止误诊和漏诊，提高了诊断的准确率。另外，由于不同车型在结构与控制原理上会有差别，因此，有针对性地进行故障树的设计，并不断通过实践检验出来的故障树，可以大大地降低了故障诊断与维修技术的难度。如果能够把每个设计好的故障树做成一个专家库，结合现代网络技术，就可以实现汽车远程辅助诊断，甚至可以建设一个专家诊断系统。
参考文献
[1]Luo W. L. and Zou Z. J. Neural Network Based Robust Controller for Trajectory Tracking of Underwater Vehicles[J].China Ocean Engineering，2010.
[2]林平.汽车发动机电控系统结构与检修[M].北京：人民邮电出版社，2010.
[3]王万森.人工智能原理及其应用[M].北京：电子工业出版社，2010.
[4]肖云魁.汽车故障诊断学[M].北京：北京理工大学出版社，2006.
[5]长安福特汽车有限公司[Z].蒙迪欧-致胜轿车故障维修手册，2005.
作者简介
陈成春（1973-），男，福建省连江县人，硕士，研究生，讲师职称，主要研究方向为汽车电控发动机故障诊断，汽车传感器技术。
故障树分析法范文第4篇
【关键词】 可靠性 故障树分析法 飞机起落架系统
1 概述
飞机起落架作为飞机系统的一部分，就像飞机的“脚”一样，是飞机不可或缺的部分，它的正常工作与否直接关乎着飞机的安全性与机动性。对民用飞机而言，起落架系统一旦发生故障就有可能导致航班延误、取消等影响正点率、飞机着陆冲出跑道和飞机中断起飞等严重事故，更严重的可能会危及飞行安全以及机组人员与乘客生命财产安全。因此，对飞机起落架系统常见故障进行分析，提高飞机起落架系统的可靠性、安全性和有效性就具有非常重要的现实意义[1]。
2 故障树分析法的基本理论
起落架收放系统主要用于控制起落架的收放，降低飞行阻力，由正常收放系统和应急放下系统组成。
正常收放系统为机械—电气—液压式控制系统。由起落架手柄组件、位置传感器、位置作动控制组件（Position Action Control Unit，PACU）、起落架选择阀和前起落架收放作动筒、主起落架收放作动筒、主起落架上位锁、主起落架开锁作动筒、前起落架开锁作动筒等组成。进行起落架正常收放操纵时，操纵起落架手柄，手柄位置开关发出收/放指令，并将该指令传递给位置作动控制组件PACU，PACU将该指令信号与其它有关信号进行逻辑运算并根据运算结果控制起落架选择阀，使起落架保持原位置或进行收/放作动。
起落架应急放下系统为机械式操纵系统。由应急放手柄、扇形轮组件、钢索系统、应急放下选择阀及辅助应急放液压系统组成。当应急放下选择阀处于正常位置状态时，接通收放系统的供压管路，隔离收放管路，将上锁管路通回油。当实施应急放下操作时，拉动应急放下手柄，通过扇形轮及传动钢索和拉杆，将应急放下选择阀推至应急放下工作位置，同时通过机械方式打开前起落架上位锁和主起落架上位锁。应急放下选择阀截断系统供压油路，连通起落架收放管路，将上锁供压管路与蓄压器供压管路相连。起落架在重力作用下放下，并依靠蓄压器的油压将主起落架下位锁上锁[2]。
3 起落架收放系统的故障分析
起落架收放系统的主要的故障模式包括：起落架收起功能失效、起落架放下功能失效、起落架非指令收起和起落架非指令放下。现选取起落架放下功能失效这一典型的起落架故障模式为例，对其进行分析。
起落架放下功能失效包括左主起落架放下功能失效与右主起落架放下功能失效这两种主要的失效模式[3]。由于左主起落架与右主起落架具有对称关系，所以以左主起落架放下功能失效为例进行故障分析。
（1）故障类型：左主起落架放下功能失效。主要的故障现象表现为左主起落架不能放下并锁住。
（2）故障分析：起落架收放系统分为正常收放系统与应急放下系统。当发生能使正常收放系统与应急放下系统同时失效的故障时，起落架收放系统失效。当发生只导致正常收放系统失效的故障时，应急放下系统正常工作，此时起落架收放系统正常。当发生只导致应急放下系统失效的故障时，正常收放系统正常工作，此时起落架收放系统正常。所以，致使起落架收放系统失效的情况有两种：一是发生均使正常收放系统与应急放下系统失效的故障；二是只导致正常收放系统失效的故障与只导致应急放下系统失效的故障同时发生。因此，当以上任一种情形发生时，起落架收放系统失效，即左主起落架放下功能失效。
（3）故障原因：发生致使正常收放系统与应急放下系统均失效的故障。1）左主起落架结构子系统故障：左主起落架支柱失效、左主起落架侧撑杆失效、左主起落架锁连杆失效。2）左主起落架两个下位锁弹簧均失效：左主起落架前侧下位锁弹簧失效、左主起落架前侧下位锁弹簧与侧撑杆接头失效、左主起落架前侧下位锁弹簧与锁连杆接头失效；左主起落架后侧下位锁弹簧失效、左主起落架后侧下位锁弹簧与侧撑杆接头失效、左主起落架后侧下位锁弹簧与锁连杆接头失效。3）左主起落架收放子系统故障：左主起落架收放作动筒失效、左主起落架下位锁释放作动筒失效、左主起落架上位锁失效。
只导致正常收放系统失效的故障或只导致应急收放下系统失效的故障。1）左主起落架正常模式不能放下故障：2号液压系统失效、起落架收放液压系统中的起落架收放选择阀失效、起落架收放液压系统中的单向阀失效、应急放选择阀失效导致正常模式不能放下、起落架应急放选择阀碎裂。2）左主起落架不能应急放下故障：应急系统的蓄压器压力供给失效、机械应急释放系统失效、应急放选择阀失效导致应急模式不能放下、起落架应急放选择阀碎裂。
4 结语
在系统可靠性分析中，故障树分析法是目前应用最为广泛的一种分析方法。在对民用飞机系统可靠性分析里，本文结合了可靠性与故障树分析法的应用特点，以“起落架收放系统故障”例，对其进行故障分析，得出以下结论：
飞机系统的可靠性关乎着飞机整体运行的可靠性、安全性和有效性。故障树分析法作为应用于可靠性分析中的一种传统方法，有着简单、快捷的特点。通过对系统故障建立故障树，可以快捷明了的找出导致故障的原因，确定失效的形式与故障的形成机理。又通过对故障树中各基本底事件故障的定量分析，可以确定顶事件故障的发生概率，进而可以进一步确定系统的可靠性。
参考文献：
[1]黄瑞祥.《可靠性工程》.1990年.
故障树分析法范文第5篇
关键词：受电弓 城市轨道交通 故障树
中图分类号：U225 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）01（a）-0059-03
Abstract：Based on the fault statistics of pantograph， the main fault modes were selected to build fault tree method，and the minimum cut sets leading to pantograph fault could be located through analysis.Then the unreliability of top events could be calculated quantitatively. Finally， the importance of minimum cut sets and how the probability of occurrence of bottom events influence the unreliability of top events were showed in results. The analysis results can provide reference for the maintainability and design of pantograph in the future.
Key Words：Pantograph；Urban rail transit；Fault tree method
受电弓作为城市轨道交通关键部件之一，由于近年来因受电弓故障导致地铁车辆失去供电，从而导致大面积延误的事件时有发生，受电弓已越来越受到地铁运营公司、专业公司和设计单位的高度关注，迫切需要对其主要故障模式进行可靠性分析，找到根本原因，从而制定相应措施。该文利用故障树分析分析方法[1]，把受电弓危害度较高的故障模式作为顶事件，通过建立该故障模式的故障树，定量分析了底事件对受电弓不可靠度，分析系统的薄弱环节，从而制定对应措施，提高受电弓的可靠性。
1 受电弓的故障树分析
1.1 受电弓故障树模型的建立
对上海地铁某线路受电弓近5年的故障模式进行统计，如表1所示，受电弓不能升起、受电弓状态与实际显示不匹配、弓网拉弧和部件损坏占到了所有受电弓故障80%左右，其中碳滑板、分流导线由于属于易损易耗件，日常维修中已对其有严格的检测要求，故该文对其不予以展开分析。该文选取受电弓不能升起该种故障模式进行详细分析，建立该故障模式下的故障树，如图1所示。
根据故障统计，确定这18个底事件发生的故障率，如表2所示。
1.2 可靠度计算
导致受电弓无法升起故障的所有最小割集为：{X1}、{X2}、{X3}、{X4}、{X5}、{X6}、{X7}、{X8}、{X9}、{X10}、{X11}、{X12}、{X13}、{X14}、{X15}、{X16}、{X17}、{X18}，共计18个。
根据式（1）可计算出底事件概率重要度为[4-5]：
为了进一步了解底事件对顶事件的影响，结合计算出的故障率和重要度，选取故障率和重要度靠前的底事件，假设这些底事件发生概率在0.000 01～0.000 1之间变化，分别得到顶事件“受电弓不能升起”的底事件发生概率对顶事件不可靠度影响的变化图，如图2所示。
由图2可知，底事件X13、X14、X16、X18发生概率增大时，顶事件受电弓不能升起的不可靠度随之发生的增量较大，可见绝缘软管漏气（X13）、绝缘软管接头断裂（X14）、节流阀阀芯卡滞（X16）与电磁阀漏气（X18）对顶事件受电弓不能升起影响程度较大。因此，在受电弓检修过程中，需加强对以上底事件的关注，从而提升受电弓系统的可靠性。
2 结语
通过建立故障树，对受电弓不能升起故障模式进行深入分析，找出该模式故障失效的主要原因，计算出各底事件的重要度，得出绝缘软管漏气、绝缘软管接头断裂、节流阀阀芯卡滞与电磁阀漏气对受电弓无法升起影响最大，在今后维修时需重点关注。
参考文献
[1] 邵延峰.故障树分析法在系统故障诊断中的应用[J].中国制造业信息化，2007（1）：36-37.
[2] 许荣，车建国，杨作宾，等.故障树分析法及其在系统可靠性分析中的应用[J].指挥控制与仿真，2010（1）：112-115.
[3] 张逸迁.地铁车辆塞拉门系统可靠性研究[D].四川：西南交通大学，2014.
