Tutoriel sur le diagramme d’arbre de défaillances

L’analyse par arbre de défaillances  a été introduite en 1962 par Bell Laboratories et est l’une des plus largement utilisées pour résoudre une grande variété de problèmes allant de la sécurité aux problèmes de gestion.

L’analyse par arbre de défaillances (FTA) est une analyse déductive descendante des défauts dans laquelle la logique booléenne est utilisée conjointement avec une série d’événements de bas niveau pour analyser les états inattendus du système. Cette méthode d’analyse est principalement utilisée dans l’ingénierie de la sécurité et l’ingénierie de la fiabilité pour comprendre comment les systèmes échouent, déterminer la meilleure façon de réduire les risques et déterminer (ou ressentir) le taux d’événements d’incidents de sécurité ou de défaillances (fonctionnelles) spécifiques au niveau du système.

But de l’analyse de l’arbre de défaillance ?

L’objectif principal de l’analyse de l’arbre de défaillance est d’aider à identifier les causes potentielles des défauts du système avant que les défauts ne se produisent. Vous pouvez également utiliser des méthodes analytiques ou statistiques pour évaluer la probabilité des principaux événements. Ces calculs incluent des informations quantitatives sur la fiabilité et la maintenabilité du système, telles que la probabilité de défaillance, le taux de défaillance et le taux de réparation. Après avoir terminé FTA, vous pouvez vous concentrer sur l’amélioration de la sécurité et de la fiabilité du système.

L’analyse typique de l’arbre de défaillance commence par un défaut potentiel, puis revient en arrière à travers une représentation visuelle appelée diagramme d’arbre de défaillance pour déterminer les facteurs d’influence possibles. L’arbre de pannes adopte une approche descendante, commence par le résultat (une condition de panne potentielle), puis évalue les facteurs qui peuvent conduire à la panne.

Qui analyse l’arbre de défaillance

L’ALE s’applique à l’aérospatiale, à l’énergie nucléaire, à la chimie, à la pharmacie, à la pétrochimie et à d’autres industries à haut risque ; Il est également utilisé à des fins de débogage dans le génie logiciel, qui est étroitement lié à la technologie d’élimination des causes utilisée pour détecter les bogues.

Notation ALE

Une analyse d’arbre de défaillance utilise quelques symboles de base pour décrire divers points, causes et effets dans un processus. Il existe de nombreux symboles, mais voici quelques éléments de base pour vous aider à commencer à concevoir un diagramme d’arbre de défaillances.

Les symboles sont utilisés pour représenter divers événements et décrire des relations :

Symboles de porte

Et porte  — représente une condition dans laquelle tous les événements affichés sous la porte (porte d’entrée) doivent être présents pour que l’événement affiché au-dessus de la porte (événement de sortie) se produise. Cela signifie que l’événement de sortie ne se produira que si tous les événements d’entrée existent simultanément.

Ou porte  — représente une situation dans laquelle l’un des événements affichés sous la porte (porte d’entrée) conduira à l’événement affiché au-dessus de la porte (événement de sortie). L’événement se produira s’il n’existe qu’un seul ou une combinaison des événements d’entrée.

Symboles d’événement

Il existe cinq types de symboles d’événement :

Rectangle  — Le rectangle est le bloc de construction principal de l’arbre analytique. Il représente l’événement négatif et est situé au sommet de l’arbre et peut être situé dans tout l’arbre pour indiquer d’autres événements susceptibles d’être décomposés davantage. C’est le seul symbole qui aura une porte logique et des événements d’entrée en dessous.

Cercle  — Un cercle représente un événement de base dans l’arborescence. Ceux-ci se trouvent sur les niveaux inférieurs de l’arbre et ne nécessitent aucun développement ou panne supplémentaire. Il n’y a pas de portes ou d’événements en dessous de l’événement de base.

Diamant  — Le losange identifie un événement terminal non développé. Un tel événement n’est pas pleinement développé en raison d’un manque d’information ou de signification. Une branche d’arbre de défaillances peut se terminer par un losange. Par exemple, la plupart des projets nécessitent du personnel, des procédures et du matériel. Le développeur de l’arbre peut décider de se concentrer sur l’aspect personnel de la procédure et non sur les aspects matériels ou procéduraux. Dans ce cas, le développeur utiliserait des losanges pour afficher les « procédures » et le « matériel » comme des événements terminaux non développés.

Ovale  — Un symbole ovale représente une situation particulière qui ne peut se produire que si certaines circonstances se produisent. Ceci est énoncé dans le symbole ovale. Un exemple de ceci pourrait être si des commutateurs doivent être lancés dans une séquence spécifique avant qu’une action n’ait lieu.

Triangle  — Le triangle signifie un transfert d’une branche d’arbre de défaillances vers un autre emplacement dans l’arbre. Lorsqu’un triangle se connecte à l’arbre avec une flèche, tout ce qui est affiché sous le point de connexion est transféré vers une autre zone de l’arbre. Cette zone est identifiée par un triangle correspondant qui est relié à l’arbre par une ligne verticale. Des lettres, des chiffres ou des chiffres identifient un ensemble de symboles de transfert d’un autre. Pour conserver la simplicité de l’arbre analytique, le symbole de transfert doit être utilisé avec parcimonie.

Illustration du diagramme d’arbre de défaillance générique

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Étapes de développement de l’arbre de défaillances

Pour faire un FTA complet, suivez ces étapes :

1. Définir le système . Cela inclut la portée de l’analyse, y compris la définition de ce qui est considéré comme un échec. Cela devient important lorsqu’un système peut avoir un élément en panne ou une seule fonction en panne et que le reste du système fonctionne toujours.
2. Définir les défauts de niveau supérieur . Définissez la condition de panne et notez la panne de niveau supérieur.
3. Identifiez les causes de l’erreur de niveau supérieur . À l’aide d’informations techniques et de jugements professionnels, déterminez les raisons possibles de l’échec. N’oubliez pas qu’il s’agit d’éléments de niveau deux, car ils se situent juste en dessous de l’échec de niveau supérieur dans l’arborescence.
4. Identifiez le prochain niveau d’événements . Continuez à décomposer chaque élément avec des portes supplémentaires vers des niveaux inférieurs. Tenez compte des relations entre les éléments pour vous aider à décider d’utiliser une porte logique « et » ou « ou ».
5. Ajouter des probabilités aux événements . Si possible, évaluez la probabilité d’occurrence pour chacun des éléments de niveau le plus bas et calculez les probabilités statistiques de bas en haut.
6. Finalisez et révisez le diagramme complet . La chaîne ne peut être interrompue que par une faute élémentaire : humaine, matérielle ou logicielle.

Exemple de diagramme d’arbre de défaillances — La lumière ne peut pas s’allumer

Examinons un exemple d’analyse d’arbre de défaillances de base : vous actionnez un interrupteur pour allumer une lumière, mais la lumière ne s’allume pas. La condition de panne est « Pas de lumière dans la pièce », c’est donc le début du schéma

Ensuite, quelles sont les raisons potentielles pour lesquelles la lumière ne s’est pas allumée ?

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Exemple d’arbre de défaillances — Système sans modèle d’avertissement

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