故障樹圖教程

故障樹分析 由貝爾實驗室於 1962 年推出，是最廣泛用於解決從安全到管理問題的各種問題的方法之一。

故障樹分析（FTA）是一種自上而下的演繹故障分析，其中布爾邏輯結合一系列低級事件來分析系統的意外狀態。這種分析方法主要用於安全工程和可靠性工程，以了解系統如何失效，確定降低風險的最佳方法，並確定（或感受）安全事故或特定係統級（功能）故障的事件率。

故障樹分析的目的？

故障樹分析的主要目的是幫助在故障發生之前識別系統故障的潛在原因。您還可以使用分析或統計方法來評估頂級事件的概率。這些計算包括系統的定量可靠性和可維護性信息，例如故障概率、故障率和修復率。完成 FTA 後，您可以專注於提高系統的安全性和可靠性。

典型的故障樹分析從潛在故障開始，然後通過稱為故障樹圖的可視化表示向後工作，以確定可能的影響因素。故障樹採用自上而下的方法，從結果（潛在故障條件）開始，然後評估可能導致故障的因素。

誰故障樹分析

FTA適用於航空航天、核電、化工、醫藥、石化等高風險行業；它還用於軟件工程中的調試目的，這與用於檢測錯誤的原因消除技術密切相關。

FTA 符號

故障樹分析使用一些基本符號來概述過程中的各個點、原因和影響。有很多符號，但這裡有一些基礎知識可以幫助您開始設計故障樹圖。

符號用於表示各種事件並描述關係：

門符號

門 - 表示必須存在門（輸入門）下方顯示的所有事件才能發生門上方顯示的事件（輸出事件）的條件。這意味著只有當所有輸入事件同時存在時才會發生輸出事件。

或門 - 表示門（輸入門）下方顯示的任何事件將導致門上方顯示的事件（輸出事件）的情況。如果僅存在一個輸入事件或輸入事件的任意組合，則該事件將發生。

事件符號

有五種類型的事件符號：

矩形 - 矩形是分析樹的主要構建塊。它代表負面事件，位於樹的頂部，可以位於整個樹中以指示能夠進一步分解的其他事件。這是唯一在其下方具有邏輯門和輸入事件的符號。

圓圈 — 圓圈代表樹中的基本事件。這些位於樹的底層，不需要進一步開發或分解。基本事件下方沒有門或事件。

菱形 — 菱形標識未開發的終端事件。由於缺乏信息或意義，這樣的事件沒有完全發展。斷層樹枝可以以菱形結尾。例如，大多數項目都需要人員、程序和硬件。樹開發者可能決定專注於程序的人員方面，而不是硬件或程序方面。在這種情況下，開發人員將使用菱形將“程序”和“硬件”顯示為未開發的終端事件。

橢圓形 — 橢圓形符號表示只有在某些情況下才會發生的特殊情況。這在橢圓形符號中進行了說明。這方面的一個例子可能是在動作發生之前必須以特定順序拋出開關。

三角形 ——三角形表示故障樹分支轉移到樹內的另一個位置。在三角形用箭頭連接到樹的地方，連接點下方顯示的所有內容都會轉移到樹的另一個區域。該區域由對應的三角形標識，該三角形通過垂直線連接到樹。字母、數字或數字標識一組轉移符號。為了保持分析樹的簡單性，應謹慎使用傳輸符號。

通用故障樹圖說明

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故障樹開發步驟

要進行全面的 FTA，請按照下列步驟操作：

1. 定義系統。這包括分析的範圍，包括定義什麼被認為是失敗。當系統可能有一個元素發生故障或單個功能發生故障而係統的其餘部分仍然運行時，這一點變得很重要。
2. 定義頂級故障。定義故障條件，並記下頂層故障。
3. 確定頂級故障的原因。使用技術信息和專業判斷，確定故障發生的可能原因。請記住，這些是二級元素，因為它們正好位於樹中頂級故障的下方。
4. 確定下一級事件。繼續使用額外的門將每個元素分解到較低的級別。考慮元素之間的關係，以幫助您決定是使用“與”還是“或”邏輯門。
5. 為事件添加概率。如果可能，評估每個最低級別元素的發生概率，並從下到上計算統計概率。
6. 完成並審查完整的圖表。該鏈只能在基本故障時終止：人為、硬件或軟件。

故障樹圖示例 – 燈無法打開

讓我們看一個基本故障樹分析的示例：您撥動開關打開燈，但燈沒有打開。故障條件是“房間裡沒有燈”，所以這是圖表的開頭

接下來，燈不亮的潛在原因是什麼？

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故障樹示例 – 系統無警告模板

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