تحلیل درخت خطا در سال 1962 توسط آزمایشگاه‌های بل ارائه شد و یکی از روش‌های گسترده‌ای است که برای حل مسائل مختلف از ایمنی تا مدیریت استفاده می‌شود.
تحلیل درخت خطا (FTA) یک تحلیل خطای استنتاجی از بالا به پایین است که در آن از منطق بولی همراه با یک سری رویدادهای سطح پایین برای تحلیل وضعیت‌های غیرمنتظره سیستم استفاده می‌شود. این روش تحلیل عمدتاً در مهندسی ایمنی و قابلیت اطمینان برای درک اینکه سیستم‌ها چگونه خراب می‌شوند، تعیین بهترین راه برای کاهش ریسک و تعیین (یا احساس) نرخ رویدادهای ایمنی یا خرابی‌های خاص سطح سیستم (عملکردی) استفاده می‌شود.
هدف تحلیل درخت خطا؟
هدف اصلی تحلیل درخت خطا کمک به شناسایی علل احتمالی خرابی‌های سیستم قبل از وقوع خرابی‌ها است. همچنین می‌توانید از روش‌های تحلیلی یا آماری برای ارزیابی احتمال رویدادهای بالادستی استفاده کنید. این محاسبات شامل اطلاعات قابلیت اطمینان و نگهداری کمی سیستم مانند احتمال خرابی، نرخ خرابی و نرخ تعمیر است. پس از اتمام FTA، می‌توانید بر بهبود امنیت و قابلیت اطمینان سیستم متمرکز شوید.
تحلیل درخت خطای معمولی با یک خطای احتمالی شروع می‌شود و سپس از طریق یک نمایش بصری به نام نمودار درخت خطا به عقب برمی‌گردد تا عوامل احتمالی تأثیرگذار را تعیین کند. درخت خطا از رویکرد بالا به پایین استفاده می‌کند، از نتیجه (یک شرایط خطای احتمالی) شروع می‌شود و سپس عواملی را که ممکن است منجر به خطا شوند ارزیابی می‌کند.
چه کسی تحلیل درخت خطا را انجام می‌دهد
FTA در صنایع پرخطر مانند هوافضا، انرژی هسته‌ای، شیمیایی، دارویی، پتروشیمی و غیره اعمال می‌شود؛ همچنین برای اهداف اشکال‌زدایی در مهندسی نرم‌افزار استفاده می‌شود که با فناوری حذف علت که برای تشخیص باگ‌ها استفاده می‌شود، مرتبط است.
نمادگذاری FTA
یک تحلیل درخت خطا از چند نماد اساسی برای توصیف نقاط، علل و اثرات مختلف در یک فرآیند استفاده می‌کند. نمادهای زیادی وجود دارد، اما اینجا برخی از نمادهای اساسی برای شروع طراحی یک نمودار درخت خطا آمده است.
نمادها برای نمایش رویدادهای مختلف و توصیف روابط استفاده می‌شوند:
نمادهای دروازه
دروازه AND — نشان‌دهنده شرایطی است که در آن تمام رویدادهای نشان داده شده در زیر دروازه (دروازه ورودی) باید حضور داشته باشند تا رویداد نشان داده شده در بالای دروازه (رویداد خروجی) رخ دهد. این بدان معناست که رویداد خروجی فقط زمانی رخ می‌دهد که تمام رویدادهای ورودی همزمان وجود داشته باشند.
دروازه OR — نشان‌دهنده وضعیتی است که در آن هر یک از رویدادهای نشان داده شده در زیر دروازه (دروازه ورودی) منجر به رویداد نشان داده شده در بالای دروازه (رویداد خروجی) می‌شود. رویداد زمانی رخ می‌دهد که فقط یک یا هر ترکیبی از رویدادهای ورودی وجود داشته باشد.
نمادهای رویداد
پنج نوع نماد رویداد وجود دارد:
مستطیل — مستطیل بلوک ساختمانی اصلی برای درخت تحلیلی است. این رویداد منفی را نشان می‌دهد و در بالای درخت قرار دارد و می‌تواند در سراسر درخت برای نشان دادن رویدادهای دیگر قرار گیرد که قابلیت تجزیه بیشتر دارند. این تنها نمادی است که دارای دروازه منطقی و رویدادهای ورودی در زیر آن خواهد بود.
دایره — یک دایره رویداد پایه در درخت را نشان می‌دهد. اینها در لایه‌های پایینی درخت یافت می‌شوند و نیازی به توسعه یا تجزیه بیشتر ندارند. هیچ دروازه یا رویدادی در زیر رویداد پایه وجود ندارد.
الماس — الماس یک رویداد پایانی ناتوسعه را شناسایی می‌کند. چنین رویدادی به دلیل کمبود اطلاعات یا اهمیت به طور کامل توسعه نیافته است. یک شاخه درخت خطا می‌تواند با یک الماس به پایان برسد. به عنوان مثال، بیشتر پروژه‌ها نیاز به پرسنل، روش‌ها و سخت‌افزار دارند. توسعه‌دهنده درخت ممکن است تصمیم بگیرد بر جنبه پرسنل روش متمرکز شود و نه جنبه‌های سخت‌افزاری یا روشی. در این حالت، توسعه‌دهنده از الماس‌ها برای نشان دادن “روش‌ها” و “سخت‌افزار” به عنوان رویدادهای پایانی ناتوسعه استفاده می‌کند.
بیضی — یک نماد بیضی یک وضعیت ویژه را نشان می‌دهد که فقط زمانی رخ می‌دهد که شرایط خاصی وجود داشته باشد. این در نماد بیضی توضیح داده شده است. یک مثال از این مورد ممکن است زمانی باشد که کلیدها باید به ترتیب خاصی فعال شوند تا یک عمل انجام شود.
مثلث — مثلث نشان‌دهنده انتقال یک شاخه درخت خطا به مکان دیگری در درخت است. جایی که یک مثلث با یک پیکان به درخت متصل می‌شود، همه چیز نشان داده شده در زیر نقطه اتصال به منطقه دیگری از درخت منتقل می‌شود. این منطقه توسط یک مثلث متناظر که با یک خط عمودی به درخت متصل است، شناسایی می‌شود. حروف، اعداد یا شکل‌ها یک مجموعه نمادهای انتقال را از دیگری متمایز می‌کنند. برای حفظ سادگی درخت تحلیلی، باید از نماد انتقال به صورت محدود استفاده شود.
تصویر نمودار درخت خطای عمومی
مراحل توسعه درخت خطا
برای انجام یک تحلیل جامع FTA، مراحل زیر را دنبال کنید:
- سیستم را تعریف کنید. این شامل محدوده تحلیل است که شامل تعریف خرابی است. این زمانی مهم می‌شود که یک سیستم ممکن است یک عنصر خراب شود یا یک تابع خاص خراب شود و بقیه سیستم همچنان کار کند.
- خطاهای سطح بالا را تعریف کنید. شرایط خطا را تعریف کنید و خرابی سطح بالا را بنویسید.
- علل خطای سطح بالا را شناسایی کنید. با استفاده از اطلاعات فنی و داوری‌های حرفه‌ای، دلایل احتمالی وقوع خرابی را تعیین کنید. به یاد داشته باشید که اینها عناصر سطح دوم هستند زیرا در زیر خرابی سطح بالا در درخت قرار می‌گیرند.
- سطح بعدی رویدادها را شناسایی کنید. هر عنصر را با دروازه‌های اضافی به سطوح پایین‌تر تجزیه کنید. روابط بین عناصر را در نظر بگیرید تا تصمیم بگیرید آیا از یک دروازه “و” یا “یا” استفاده کنید.
- احتمالات را به رویدادها اضافه کنید. اگر ممکن است، احتمال وقوع هر یک از عناصر سطح پایین را ارزیابی کنید و احتمالات آماری را از پایین به بالا محاسبه کنید.
- نمودار کامل را نهایی کنید و بررسی کنید. زنجیره فقط می‌تواند در یک خطای اساسی پایان یابد: انسانی، سخت‌افزاری یا نرم‌افزاری.
مثال نمودار درخت خطا — چراغ روشن نمی‌شود
بیایید یک مثال از تحلیل درخت خطای اساسی را بررسی کنیم: شما یک کلید را برای روشن کردن یک چراغ فشار می‌دهید، اما چراغ روشن نمی‌شود. شرایط خطا “هیچ نوری در اتاق نیست” است، بنابراین این آغاز نمودار است.
بعدی چه چیزهایی ممکن است باعث شده باشند که چراغ روشن نشود؟
مثال درخت خطا — قالب هشدار ندادن سیستم
سازنده درخت خطا آنلاین
Visual Paradigm Online یکی از نرم‌افزارهای کمی است که در بازار امروز از نرم‌افزار تحلیل درخت خطا پشتیبانی می‌کند. بدون توجه به اینکه تازه‌کار هستید یا حرفه‌ای، رسم تحلیل درخت خطا با استفاده از نمادها و الگوهای غنی تحلیل درخت خطای VP Online ساده و کاربردی است. VP Online یک نرم‌افزار نمودارسازی آنلاین است که در هر دستگاه و در هر مرورگر اجرا می‌شود.
یادگیری از مثال: قالب درخت خطا
یک مجموعه از الگوهای تحلیل درخت خطا در دسترس است. بدون توجه به اینکه نیاز به توسعه یک تحلیل درخت خطا دارید یا فقط می‌خواهید برخی ایده‌ها بگیرید و الگو را به نیازهای خود تنظیم کنید.
This post is also available in Deutsch, English, Español, Français, Bahasa Indonesia, 日本語, Polski, Portuguese, Ру́сский, Việt Nam, 简体中文 and 繁體中文.