故障树与可靠性框图

故障树与可靠性框图故障树与可靠性框图 故障树分析故障树分析 (FTA)(FTA)的历史 的历史 故障树分析 (FTA)是可靠性和安全分析的另外一种技术。 1962 年美国贝尔实验室为美国空军在民 兵导弹发射控制系统而发展了该理论，以后被 Boeing 公司引进并扩展。故障树分析是许多建立 在运筹学和系统可靠性之中的符号“逻辑分析方法“的其中一种方法。其他方法包括可靠性框图 ( RBDs)。 什么是故障树图什么是故障树图 (FTD)(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故障树和可靠性框图 FTDs 和 RBDs 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。 画故障树：门和事件画故障树：门和事件 故障树是由门和事件(块)建立，通常在故障树中运用最多的两个门与与门和或或门。例如，由 2 个事 件 (或块 or blocks)组成一个顶事件 (或一个系统)。如果任何一个事件的发生都引起顶事件发生， 那么这些事件(块)用一个或或门连接。再者，如果两个事件同时发生才能引起顶事件的发生，那么 它们用与与门连接。用一个可视化的例子，假设由组件 A 和 B 组成系统的一个简单案例，任何一 个组件发生故障都会导致系统故障。 系统可靠性框图 RBD 是串联结构组成，(看RBD结构)，如 图所示： 该系统的故障树图包括两个基本事件，它们以与与门(“顶事件“)连接。对于发生“ 顶事件“来说， 不是 A 发生就是 B 发生，换句话说，A 发生故障或者 B 发生故 障才能引起系统失效。 故障树和可靠性框图故障树和可靠性框图 的关系的关系 通常来说 (一些特例除外)，一个故障树能很容易地转化为一个 RBD，然而，把一个 RBD 转化为 故障树通常很难，尤其还包含非常 复杂结构。下列表格显示了在故障树图中常用的门符号和它 们和 RBD 的联系。(术语“经典故障树“的定义参考由 美国核管理委员会的故障树手册 (NUREG-0492) 。 able 1: Classic Fault Tree Gates and theirable 1: Classic Fault Tree Gates and theirT Traditional RBD Equivalentsraditional RBD Equivalents Name of GateName of Gate Classic FTAClassic FTA SymbolSymbol DescriptionDescriptionRBD EquivalentRBD Equivalent Simple Parallel 与门与门 与门表示仅当所有输入事件发 生时，输出事件才发生 Configuration [ [See ExampleSee Example] ] Series Configuration [ [See ExampleSee Example] ] k-out-of-n Parallel Configuration [ [See ExampleSee Example] ] Simple Parallel Configuration of all the 禁门禁门 禁门表示仅当事件发生， 输入事events plus the condition 或门或门 或门表示至少一个输入事件发 生时，输出事件就发生 表决门表示仅当 n 个输入事件 表决门表决门中有 r 个或 r 个以上的事件发生 时，输出事件才发生 件的发生导致输出事件的发生 [ [See ExampleSee Example] ] 顺序与门顺序与门 顺序与门表示仅当输入事件按 规定发生时，输出事件才发生 The output event occurs if all events occur, Not used inhowever the events are classic FTA.dependent, . the Dependency ANDDependency AND Gate definedoccurrence of each event by ReliaSoft.affects the probability of occurrence of the other events. Standby Parallel Configuration (without a quiescent failure distribution) Load Sharing Parallel Configuration XORXOR The output event occurs if exactly one event occurs. Cannot be represented and does not apply in terms of system reliability. In system reliability, this would imply that a two-component system would function even if both components have failed. Table 2: RBD Constructs without a Traditional Fault Tree EquivalentTable 2: RBD Constructs without a Traditional Fault Tree Equivalent FunctionFunctionFTA EquivalentFTA EquivalentDescriptionDescriptionRBD EquivalentRBD Equivalent DependencyDependency (Load Sharing) Not used in classic FTA. Allows for modeling event dependency (or load sharing). The output event occurs if all events occur, however the events are dependent, . the occurrence of each event affects th