系統(tǒng)可靠性分析方法

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1、 , , , , , ,*,可靠性設(shè)計,*,可靠性設(shè)計,IV.,系統(tǒng)可靠性分析方法,2024/9/17,可靠性設(shè)計,1,本章內(nèi)容,故障模式影響及危害性分析法 （,FMECA,）,故障樹分析法（,FTA,）,事件樹分析法（,ETA,）,1.FMECA,2024/9/17,可靠性設(shè)計,3,內(nèi)容提要,概述,FMECA,的定義、目的和作用,FMECA,的方法,FMECA,的步驟,系統(tǒng)定義,故障模式影響分析,危害性分析,FMECA,結(jié)果,輸出與注意的問題,應(yīng)用案例,2024/9/17,可靠性設(shè)計,4,概述,元部件的故障對系統(tǒng)可造成重大影響,災(zāi)難性的影響,挑戰(zhàn)者升空爆炸,發(fā)動機液體燃料管墊圈不密封,致命性

2、的影響,起落架上位鎖打不開,以往設(shè)計師依靠經(jīng)驗判斷元部件故障對系統(tǒng)的影響,依賴于人的知識和工作經(jīng)驗,2024/9/17,可靠性設(shè)計,5,概述,系,統(tǒng)的、全面的和標(biāo)準(zhǔn)化的方法, FMECA,FMECA,的發(fā)展,設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)對系統(tǒng)造成重大影響的元部件故障,設(shè)計更改、可靠性補償,是可靠性、維修性、保障性和安全性設(shè)計分析的基礎(chǔ),2024/9/17,可靠性設(shè)計,6,FMECA,的概念,FMECA,的,定義,故障模式影響及危害性分析,(,Failure Mode ,Effects and Criticality Analysis,記為,FMECA,),是分析系統(tǒng)中每一產(chǎn)品所有可能產(chǎn)生的故障模式及其對系統(tǒng)造

3、成的所有可能影響，并按每一個故障模式的嚴(yán)重程度及其發(fā)生概率予以分類的一種歸納分析方法。,FMECA,是一種自下而上的歸納分析方法；,FMEA,和,CA,。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,7,FMECA,的概念,FMECA,的,目的,從,產(chǎn)品設(shè)計,（功能設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計）、,生產(chǎn),（生產(chǎn)可行性分析、工藝設(shè)計、生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計與使用）和,產(chǎn)品使用角度,發(fā)現(xiàn)各種影響產(chǎn)品可靠性的缺陷和薄弱環(huán)節(jié)，為提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性水平提供改進依據(jù)。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,8,FMECA,的概念,FMECA,的,作用,保證有組織地定性找出系統(tǒng)的所有可能的故障模式及其影響，進而采取相應(yīng)的措施。,為制定

4、關(guān)鍵項目和單點故障等清單或可靠性控制計劃提供定性依據(jù)；為制定試驗大綱提供定性信息；為確定更換有壽件、元器件清單提供使用,可靠性,設(shè)計的定性信息；為確定需要重點控制質(zhì)量及工藝的薄弱環(huán)節(jié)清單提供定性信息。,可及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計、工藝中的各種缺陷。,為可靠性（,R,）、維修性（,M,）、安全性（,S,）、測試性（,T,）和保障性（,S,）工作,提供一種定性依據(jù)。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,9,FMECA,方法分類,2024/9/17,可靠性設(shè)計,10,論證與方案,階段,工程研制階段,生產(chǎn)階段,使用階段,方法,功能,FMECA,硬件,FMECA,軟件,FMECA,損壞模式影響分析,過程,FMECA,統(tǒng)

5、計,FMECA,目的,分析研究,系統(tǒng)功能設(shè)計的缺陷與薄弱環(huán)節(jié),，為系統(tǒng)功能設(shè)計的改進和方案的權(quán)衡提供依據(jù)。,分析研究,系統(tǒng)硬件、軟件設(shè)計的缺陷與薄弱環(huán)節(jié),，為系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計改進和保障性分析提供依據(jù)。,分析研究所設(shè)計的,生產(chǎn)工藝過程的缺陷和薄弱環(huán)節(jié),及其對產(chǎn)品的影響，為生產(chǎn)工藝的設(shè)計改進提供依據(jù)。,分析研究,產(chǎn)品使用過程中實際發(fā)生的故障、原因及其影響,，為提供產(chǎn)品使用可靠性和進行產(chǎn)品的改進、改型或新產(chǎn)品的研制提供依據(jù)。,產(chǎn)品壽命周期各階段的,FMECA,方法,2024/9/17,可靠性設(shè)計,11,FMECA,的步驟,2024/9/17,可靠性設(shè)計,12,系統(tǒng)定義,明確分析范圍,根據(jù)系統(tǒng)的復(fù)

6、雜度、重要程度、技術(shù)成熟性、分析工作的進度和費用約束等，確定系統(tǒng)中進行,FMECA,的產(chǎn)品范圍,產(chǎn)品層次,示例,約定層次,規(guī)定的,FMECA,的產(chǎn)品層次,初始約定層次,系統(tǒng)最頂層,最低約定層次,系統(tǒng)最底層,2024/9/17,可靠性設(shè)計,13,系統(tǒng)任務(wù)分析和功能分析,描述系統(tǒng)的任務(wù)要求及系統(tǒng)在完成各種功能任務(wù)時所處的環(huán)境條件,任務(wù)剖面、任務(wù)階段,分析明確系統(tǒng)中的產(chǎn)品在完成不同的任務(wù)時所應(yīng)具備的功能、工作方式及工作時間等,功能描述,確定故障判據(jù),制定系統(tǒng)及產(chǎn)品的故障判據(jù)。選擇,FMECA,方法等,故障判據(jù),分析方法,系統(tǒng)定義,2024/9/17,可靠性設(shè)計,14,故障模式影響分析,FMEA,FM

7、EA,的工作內(nèi)容,故障模式分析,找出系統(tǒng)中每一產(chǎn)品所有可能出現(xiàn)的故障模式。,故障原因分析,找出每一個故障模式產(chǎn)生的原因。,故障影響分析,找出系統(tǒng)中每一產(chǎn)品的每一個可能的故障模式所產(chǎn)生的影響，并按這些影響的嚴(yán)重程度進行分類。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,15,故障模式影響分析,FMEA,FMEA,的工作內(nèi)容,故障檢測方法分析,分析每一種故障模式是否存在特定的發(fā)現(xiàn)該故障模式的檢測方法，從而為系統(tǒng)的故障檢測與隔離設(shè)計提供依據(jù)。,補償措施分析,針對故障影響嚴(yán)重的故障模式，提出設(shè)計改進和使用補償?shù)拇胧?2024/9/17,可靠性設(shè)計,16,故障模式影響分析,FMEA,2024/9/17,可靠性設(shè)計

8、,17,危害性分析,(,CA,),目的是按每一故障模式的嚴(yán)重程度及該故障模式發(fā)生的概率所產(chǎn)生的綜合影響對系統(tǒng)中的產(chǎn)品劃等分類，以便全面評價系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的產(chǎn)品故障的影響。,CA,是,FMEA,的補充或擴展，只有在進行,FMEA,的基礎(chǔ)上才能進行,CA,。,常用方法,風(fēng)險優(yōu)先數(shù)（,Risk Priority Number, RPN,）法,主要用于汽車等民用工業(yè)領(lǐng)域,危害性矩陣法,主要用于航空、航天等軍用領(lǐng)域,2024/9/17,可靠性設(shè)計,18,危害性分析,(,CA,),風(fēng)險優(yōu)先數(shù)法,RPN=OPRESR,DDR,OPR,（,Occurrence Probability Ranking,）,故障

9、模式發(fā)生概率等級,ESR,（,Effect Severity Ranking,）,影響嚴(yán)酷度等級,DDR,（,Detection Diffculty Ranking ) ,檢測難度等級,上述三項因素通過評分獲得。因此，首先應(yīng)給出各項因素的評分準(zhǔn)則。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,19,危害性分析,(,CA,),發(fā)生概率等級,OPR,用于評定某一特定的故障原因?qū)е碌哪彻收夏Ｊ綄嶋H發(fā)生的可能性。,等級,故障發(fā)生的可能性,參考值,1,稀少,故障模式發(fā)生的可能性極低,1/10,6,2,3,低,故障模式發(fā)生的可能性相對較低,1/20000,1/4000,4,5,6,中等,故障模式發(fā)生的可能性中等,1/

10、1000,1/400,1/80,7,8,高,故障模式發(fā)生的可能性高,1/40,1/20,9,10,非常,高,故障模式發(fā)生的可能性非常高,1/8,1/2,2024/9/17,可靠性設(shè)計,20,危害性分析,(,CA,),嚴(yán)酷度等級,ESR,用于評定所分析的故障模式的最終影響。,等級,故障影響的嚴(yán)重程度,1,輕微,對系統(tǒng)的性能不會產(chǎn)生影響，用戶注意不到的輕微故障,2,3,低,對系統(tǒng)性能有輕微影響的故障，用戶可能會注意到并引起輕微抱怨,4,5,6,中等,引起系統(tǒng)性能下降的故障，用戶感覺不舒適和不滿意,7,8,高,中斷操作的重大故障或提供舒適性的子系統(tǒng)不能工作的故障，用戶感到強烈不滿意。但此類故障不會引

11、起安全性后果也不違反政府法規(guī),9,10,非常高,引起生命、財產(chǎn)損失的致命故障或不符合政府法規(guī)的故障,2024/9/17,可靠性設(shè)計,21,危害性分析,(,CA,),檢測難度等級,DDR,用于評定通過企業(yè)內(nèi)部預(yù)定的檢驗程序查出引起所分析的故障模式的各種原因的可能性。,等級,檢驗程序查出故障的難度,1,2,非常低,檢驗程序可以檢出的潛在設(shè)計缺陷,3,4,低,檢驗程序有較大機會檢出的潛在設(shè)計缺陷,5,6,中等,檢驗程序可能檢出的潛在設(shè)計缺陷,7,8,高,檢驗程序不大可能檢出的潛在設(shè)計缺陷,9,非常高,檢驗程序不可能檢出的潛在設(shè)計缺陷,10,無法檢出,檢驗程序絕不可能檢出的潛在設(shè)計缺陷,2024/9/

12、17,可靠性設(shè)計,22,危害性分析,(,CA,),危害性矩陣法,分類：,定性,和,定量,CA,表,2024/9/17,可靠性設(shè)計,23,危害性分析,(,CA,),危害性矩陣圖,繪制危害性矩陣圖的目的是比較每個故障模式的危害程度，進而為確定改進措施的先后順序提供依據(jù)。危害性矩陣是在某一特定嚴(yán)酷度級別下，產(chǎn)品各個故障模式危害程度或產(chǎn)品危害度相對結(jié)果的比較。,與,RPN,一樣具有指明風(fēng)險優(yōu)先順序的作用。,1,2,2024/9/17,可靠性設(shè)計,24,FMECA,結(jié)果,輸出,FMECA,輸出,單點故障模式清單,、,類故障模式清單,可靠性關(guān)鍵件、重要件,不可檢測故障模式清單,危害性矩陣圖等,FMEA/C

13、A,表,2024/9/17,可靠性設(shè)計,25,實施,FMECA,應(yīng)注意的問題,強調(diào),“,誰設(shè)計、誰分析,”,的原則,“,誰設(shè)計、誰分析,”,的原則，也就是產(chǎn)品設(shè)計人員應(yīng)負責(zé)完成該產(chǎn)品的,FMECA,工作，可靠性專業(yè)人員應(yīng)提供分析必須的技術(shù)支持。,實踐表明，,FMECA,工作是設(shè)計工作的一部分。,“,誰設(shè)計、誰分析,”,、及時改進是進行,FMECA,的宗旨，是確保,FMECA,有效性的基礎(chǔ)，也是國內(nèi)外開展,FMECA,工作經(jīng)驗的結(jié)晶。如果不由產(chǎn)品設(shè)計者實施,FMECA,，必然造成分析與設(shè)計的分離，也就背離了,FMECA,的初衷。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,26,實施,FMECA,應(yīng)注意的問

14、題,重視,FMECA,的策劃,實施,FMECA,前，應(yīng)對所需進行的,FMECA,活動進行完整、全面、系統(tǒng)地策劃，尤其是對復(fù)雜大系統(tǒng)，更應(yīng)強調(diào),FMECA,的重要性。其必要性體現(xiàn)在以下幾方面：,結(jié)合產(chǎn)品研制工作，運用并行工程的原理，對所需的,FMECA,進行完整、全面、系統(tǒng)地策劃，將有助于保證,FMECA,分析的目的性、有效性，以確保,FMECA,工作與研制工作同步協(xié)調(diào)，避免事后補做的現(xiàn)象。,對復(fù)雜大系統(tǒng)，總體級的,FMECA,往往需要低層次的分析結(jié)果作為輸入，對相關(guān)分析活動的策劃將有助于確保高層次產(chǎn)品,FMECA,的實施。,FMECA,計劃階段事先規(guī)定的基本前提、假設(shè)、分析方法和數(shù)據(jù)，將有助于

15、在不同產(chǎn)品等級和承制方之間交流和共享，確保分析結(jié)果的一致性、有效性和可比性。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,27,實施,FMECA,應(yīng)注意的問題,保證,FMECA,的實時性、規(guī)范性、有效性,實時性,。,FMECA,工作應(yīng)納入研制工作計劃、做到目的明確、管理務(wù)實；,FMECA,工作與設(shè)計工作應(yīng)同步進行，將,FMECA,結(jié)果及時反饋給設(shè)計過程。,規(guī)范性,。分析工作應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行,FMECA,計劃、有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),/,文件的要求。分析中應(yīng)明確某些關(guān)鍵概念，比如：故障檢測方法是系統(tǒng)運行或維修時發(fā)現(xiàn)故障的方法；嚴(yán)酷度是對故障模式最終影響嚴(yán)重程度的度量，危害度是對故障模式后果嚴(yán)重程度的發(fā)生可能性的綜合度量，兩者是

16、不同的概念，不能混淆。,有效性,。對分析提出的改進、補償措施的實現(xiàn)予以跟蹤和分析，以驗證其有效性。這種過程也是積累,FMECA,工程經(jīng)驗的過程。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,28,實施,FMECA,應(yīng)注意的問題,FMECA,的剪裁和評審,FMECA,作為常用的分析工具，可為可靠性、安全性、維修性、測試性和保障性等工作提供信息，不同的應(yīng)用目的可能得到不同的分析結(jié)果。各單位可根據(jù)具體的產(chǎn)品特點和任務(wù)對,FMECA,的分析步驟、內(nèi)容進行補充，剪裁，并在相應(yīng)文件中予以明確。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,29,實施,FMECA,應(yīng)注意的問題,FMECA,的數(shù)據(jù),故障模式是,FMECA,的基礎(chǔ)。能

17、否獲得故障模式的相關(guān)信息是決定,FMECA,工作有效性的關(guān)鍵。若進行定量分析時還需故障的具體數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)除通過試驗獲得外，一般是需要通過相似產(chǎn)品的歷史數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。有計劃有目的地注意收集、整理有關(guān)產(chǎn)品的故障信息，并逐步建立和完善故障模式及頻數(shù)比的相關(guān)故障信息庫，這是開展有效的,FMECA,工作的基本保障之一。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,30,實施,FMECA,應(yīng)注意的問題,FMECA,應(yīng)與其他分析方法相結(jié)合,FMECA,雖是有效的可靠性分析方法，但并非萬能，它不能代替其他可靠性分析工作。應(yīng)注意,FMECA,一般是靜態(tài)的、單一因素的分析方法。在動態(tài)方面還很不完善，若對系統(tǒng)實施全面分析

18、還需與其他分析方法（如,FTA,等）相結(jié)合。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,31,故障模式分析,故障與故障模式,故障是產(chǎn)品或產(chǎn)品的一部分不能或?qū)⒉荒芡瓿深A(yù)定功能的事件或狀態(tài)（對電子元器件、彈藥、機械產(chǎn)品也稱失效）。,故障模式是故障的表現(xiàn)形式,，如短路、開路、起落架撐桿斷裂、作動筒間隙不當(dāng)、收放不到位、過度耗損等。,一般在研究產(chǎn)品的故障時往往從產(chǎn)品的故障現(xiàn)象入手，進而通過現(xiàn)象找出故障原因。,故障模式是,FMECA,分析的基礎(chǔ)，同時也是進行其它故障分析（如故障樹分析、事件樹分析等）的基礎(chǔ)之一,。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,32,故障模式分析,故障判據(jù),產(chǎn)品的故障與產(chǎn)品所屬系統(tǒng)的規(guī)定功能和規(guī)

19、定條件密切相關(guān)，在對具體的系統(tǒng)進行故障分析時，必須首先明確系統(tǒng)在規(guī)定的條件下喪失規(guī)定功能的判別準(zhǔn)則，即系統(tǒng)的故障判據(jù)，這樣才能明確產(chǎn)品的某種非正常狀態(tài)是否為該產(chǎn)品的故障模式。,注意區(qū)分兩類不同性質(zhì)的故障,功能故障,指產(chǎn)品或產(chǎn)品的一部分不能完成預(yù)定功能的事件或狀態(tài)。,潛在故障,指產(chǎn)品或產(chǎn)品的一部分,將,不能完成預(yù)定功能的事件或狀態(tài)。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,33,故障模式分析,注意窮盡可能的故障模式,一個產(chǎn)品可能具有多種功能,起落架：支撐、滑跑、收放等,每一種功能又可能具有多種故障模式,支撐：降落時折起,滑跑：震動,收放：收不起、放不下,因此，分析人員的,任務(wù)就是找出產(chǎn)品每一種功能的全部

20、可能的故障模式。,對于一般具有,多種任務(wù)功能的復(fù)雜系統(tǒng),，要說明產(chǎn)品的故障模式是在,哪一個任務(wù)剖面,的,哪一個任務(wù)階段,的,哪種工作模式,下發(fā)生的。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,34,故障模式分析,系統(tǒng)研制初期分析故障模式的原則,在系統(tǒng)的壽命周期內(nèi)，分析人員經(jīng)過各種目的,FMECA,即可掌握系統(tǒng)的全部故障模式，但,首先遇到的問題是在系統(tǒng)研制初期如何分析各產(chǎn)品可能的故障模式,。,一般地說，可通過統(tǒng)計、試驗或分析預(yù)測來解決,，即可遵循如下原則：,對系統(tǒng)中直接采用的,現(xiàn)有產(chǎn)品,，可以以該產(chǎn)品在過去的使用中所發(fā)生的故障模式為基礎(chǔ)，再根據(jù)該產(chǎn)品使用環(huán)境條件的異同進行分析修正，得到該產(chǎn)品的故障模式。,

21、對系統(tǒng)中的,新產(chǎn)品,，可根據(jù)該產(chǎn)品的功能原理進行分析預(yù)測，得到該產(chǎn)品的故障模式，或以與該產(chǎn)品具有相似功能的產(chǎn)品所發(fā)生的故障模式為基礎(chǔ)，分析判斷該產(chǎn)品的故障模式。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,35,典型故障模式,GJB1391,故障模式影響及危害性分析,序號,故障模式,序號,故障模式,序號,故障模式,1,結(jié)構(gòu)故障,(,破損,),12,超出允差,(,下限,),23,滯后運行,2,捆結(jié)或卡死,13,意外運行,24,錯誤輸入,(,過大,),3,振動,14,間歇性工作,25,錯誤輸入,(,過小,),4,不能保持正常位置,15,漂移性工作,26,錯誤輸出,(,過大,),5,打不開,16,錯誤指示,27

22、,錯誤輸出,(,過小,),6,關(guān)不上,17,流動不暢,28,無輸入,7,誤開,18,錯誤動作,29,無輸出,8,誤關(guān),19,不能關(guān)機,30,(,電的,),短路,9,內(nèi)部漏泄,20,不能開機,31,(,電的,),開路,10,外部漏泄,21,不能切換,32,(,電的,),漏泄,11,超出允差,(,上限,),22,提前運行,33,其它,2024/9/17,可靠性設(shè)計,36,機械產(chǎn)品典型故障模式,故障模式可分為以下七大類：,損壞型：如斷裂、變形過大、塑性變形、裂紋等。,退化型：如老化、腐蝕、磨損等。,松脫型：松動、脫焊等,失調(diào)型：如間隙不當(dāng)、行程不當(dāng)、壓力不當(dāng)?shù)取?堵塞或滲漏型：如堵塞、漏油、漏氣等。

23、,功能型：如性能不穩(wěn)定、性能下降、功能不正常。,其他：潤滑不良等。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,37,故障原因分析,分析故障原因一般從兩個方面著手：,直接原因：導(dǎo)致產(chǎn)品功能故障的產(chǎn)品自身的那些物理、化學(xué)或生物變化過程等，直接原因又稱為,故障機理,。,間接原因：由于其他產(chǎn)品的故障、環(huán)境因素和人為因素等引起的間接故障原因。,例如,起落架上位鎖打不開,直接原因：鎖體間隙不當(dāng)、彈簧老化等,間接原因：鎖支架剛度差,2024/9/17,可靠性設(shè)計,38,故障影響分析,故障影響,指產(chǎn)品的每一個故障模式對產(chǎn)品自身或其他產(chǎn)品的使用、功能和狀態(tài)的影響。,局部影響,:,某產(chǎn)品的故障模式對該產(chǎn)品自身和與該產(chǎn)品所在

24、約定層次相同的其他產(chǎn)品的使用、功能或狀態(tài)的影響。,高一層次影響,:,某產(chǎn)品的故障模式對該產(chǎn)品所在約定層次的高一層次產(chǎn)品的使用、功能或狀態(tài)的影響。,最終影響,:,指系統(tǒng)中某產(chǎn)品的故障模式對初始約定層次產(chǎn)品的使用、功能或狀態(tài)的影響。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,39,嚴(yán)酷度類別,定義,系統(tǒng)中各產(chǎn)品的故障模式產(chǎn)生的最終影響往往是不同的。為了劃分不同故障模式產(chǎn)生的最終影響的嚴(yán)重程度，在進行故障模式分析之前，一般需要對最終影響的后果等級進行預(yù)定義，從而對系統(tǒng)中各故障模式按其嚴(yán)重程度進行分級。,在某些系統(tǒng)（一般為武器系統(tǒng)）中，最終影響的嚴(yán)重程度等級又稱為嚴(yán)酷度類別。,嚴(yán)酷度：故障模式所產(chǎn)生后果的嚴(yán)重程

25、度。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,40,嚴(yán)酷度類別,武器系統(tǒng)的嚴(yán)酷度類別定義,(,GJB1391,),嚴(yán)酷度類別,嚴(yán) 重 程 度 定 義,類,(,災(zāi)難的,),這是一種會引起人員死亡或系統(tǒng),(,如飛機、坦克、導(dǎo)彈及船舶等,),毀壞的故障。,類,(,致命的,),這種故障會引起人員的嚴(yán)重傷害、重大經(jīng)濟損失或?qū)е氯蝿?wù)失敗的系統(tǒng)嚴(yán)重損壞。,類,(,臨界的,),這種故障會引起人員的輕度傷害，一定的經(jīng)濟損失或?qū)е氯蝿?wù)延誤或降級的系統(tǒng)輕度損壞。,類,(,輕度的,),這是一種不足以導(dǎo)致人員傷害、一定的經(jīng)濟損失或系統(tǒng)損壞的故障，但它會導(dǎo)致非計劃性維護或修理。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,41,故障檢測方法

26、,針對分析找出的每一個故障模式，分析其故障檢測方法，以便為系統(tǒng)的維修性、測試性設(shè)計以及系統(tǒng)的維修工作提供依據(jù)。,故障檢測方法一般包括目視檢查、離機檢測、原位測試等手段,：,自動傳感裝置、傳感儀器、音響報警裝置、顯示報警裝置等,故障檢測一般分為事前檢測與事后檢測兩類，對于潛在故障模式，應(yīng)盡可能設(shè)計事前檢測方法。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,42,補償措施分析,是關(guān)系到能否有效地提高產(chǎn)品可靠性的重要環(huán)節(jié)。它針對每個故障模式的原因、影響，提出可能的補償措施。,設(shè)計補償措施,產(chǎn)品發(fā)生故障時，能繼續(xù)安全工作的冗余設(shè)備；,安全或保險裝置,(,如監(jiān)控及報警裝置,),；,可替換的工作方式,(,如備用或輔助

27、設(shè)備,),；,可以消除或減輕故障影響的設(shè)計或工藝改進,(,如概率設(shè)計、計算機模擬仿真分析和工藝改進等,),。,操作人員補償措施,特殊的使用和維護規(guī)程，盡量避免或預(yù)防故障的發(fā)生；,一旦出現(xiàn)某故障后操作人員應(yīng)采取的最恰當(dāng)?shù)难a救措施。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,43,故障概率等級或數(shù)據(jù)來源,故障概率等級,定性分析方法,A,級,經(jīng)常發(fā)生，,20%,B,級,有時發(fā)生，,10% 20%,C,級,偶然發(fā)生，,1% 10%,D,級,很少發(fā)生，,0.1% 1%,E,級,極少發(fā)生，,0.1%,數(shù)據(jù)來源,預(yù)計值,分配值,外場評估值等,2024/9/17,可靠性設(shè)計,44,故障模式頻數(shù)比,氣體控制活門,故障模式

28、,故障模式頻數(shù)比,產(chǎn)品故障率,p,模式故障率,m,不閉合,不打開,外部漏氣,34%,57%,9%,0.12345,0.04197,0.07036,0.01111,總 計,1.0,0.12345,故障模式頻數(shù)比,故障模式頻數(shù)比,是產(chǎn)品的某一故障模式占其全部故障模式的百分比率。如果考慮某產(chǎn)品所有可能的故障模式，則其故障模式頻數(shù)比之和將為,1,。,模式故障率,m,是指產(chǎn)品總故障率,p,與某故障模式頻數(shù)比,的乘積。,例：故障模式頻數(shù)比及模式故障率,2024/9/17,可靠性設(shè)計,45,故障影響概率,故障影響概率,是指假定某故障模式已發(fā)生時，導(dǎo)致確定的嚴(yán)酷度等級的最終影響的條件概率。,某一故障模式可能產(chǎn)

29、生多種最終影響，分析人員不但要分析出這些最終影響還應(yīng)進一步指明該故障模式引起的每一種故障影響的百分比，此百分比即為,。這多種最終影響的,值之和應(yīng)為,1,。,故障影響概率示例,2024/9/17,可靠性設(shè)計,46,例,某型軍用教練飛機升降舵系統(tǒng)的,FMECA,系統(tǒng)定義,系統(tǒng)組成及功能,約定層次,繪制可靠性方框圖,故障判據(jù),嚴(yán)酷度類別,FMECA,表的填寫,FMECA,表格的選取,FMECA,表中信息來源,主要故障模式,系統(tǒng)在不同嚴(yán)酷度下的危害度,FMECA,報告,2024/9/17,可靠性設(shè)計,47,系統(tǒng)定義,系統(tǒng)組成及功能,某型軍用教練飛機升降舵系統(tǒng)是單梁盒式薄壁結(jié)構(gòu)，并是由梁、小梁、肋、蒙皮

30、所組成的雙閉室剖面結(jié)構(gòu)。為保證升降舵系統(tǒng)的操作，由負載、配平性能需要，還裝有配重的調(diào)整片、翼尖配重。,約定層次,初始約定層次為某型軍用教練機,約定層次圖,2024/9/17,可靠性設(shè)計,48,系統(tǒng)定義,繪制方框圖,繪制,功能結(jié)構(gòu)方框圖,繪制,可靠性框圖,故障判據(jù),嚴(yán)酷度類別,2024/9/17,可靠性設(shè)計,49,升降舵系統(tǒng)約定層次,2024/9/17,可靠性設(shè)計,50,功能結(jié)構(gòu)方框圖,2024/9/17,可靠性設(shè)計,51,可靠性框圖,2024/9/17,可靠性設(shè)計,52,故障判據(jù),升降舵系統(tǒng)凡發(fā)生不滿足以下要求的情況之一，即認為該系統(tǒng)發(fā)生了故障：,舵面偏轉(zhuǎn)時應(yīng)準(zhǔn)確及時偏轉(zhuǎn)到規(guī)定位置；,左、右升

31、降舵應(yīng)保持同步偏轉(zhuǎn)；,飛機長期穩(wěn)定飛行時，舵面應(yīng)保持確定的平衡位置；,舵面偏轉(zhuǎn)時無卡滯現(xiàn)象；,飛行中舵面無強烈振動現(xiàn)象；,調(diào)整片按要求能正常偏轉(zhuǎn)；,配重?zé)o松動現(xiàn)象；,舵面結(jié)構(gòu)滿足了強度、剛度要求，沒有因疲勞、腐蝕等導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)的損傷。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,53,嚴(yán)酷度類別,升降舵系統(tǒng)嚴(yán)酷度類別的定義,嚴(yán)酷度類別,嚴(yán)重程度定義,類,（災(zāi)難的）,危及人員或安全（如一等、二等飛行事故及重大環(huán)境損壞）,類,（致命的）,損傷人員或飛機損傷（如三等飛行事故及嚴(yán)重環(huán)境損害）,類,（臨界的）,人員程輕度傷害或影響任務(wù)完成（如誤飛、中斷或取消飛行、降低飛行品質(zhì)、增加著陸困難、中等程度環(huán)境損害）,類,（

32、輕度的）,無影響或影響很小，增加非計劃性維護或修理,2024/9/17,可靠性設(shè)計,54,FMECA,表格的填寫,FMECA,表格的選取,根據(jù)本案例的實際情況，將,FMEA,表、,CA,表合并成一個表。這使,FMECA,表更簡明、直觀和減少工作量。,FMECA,表中信息來源,表中的故障模式、故障原因、故障率等均是在多個相似飛機升降舵的調(diào)研和分析基礎(chǔ)上進行的，其結(jié)果比較真實可靠。,主要故障模式,歸納該升降舵的故障模式是：,舵面偏轉(zhuǎn)不到位。其表現(xiàn)為駕駛桿行程加大，操縱不到位。,舵面偏轉(zhuǎn)困難（偏重），但無卡死現(xiàn)象。,卡滯。舵面轉(zhuǎn)動不靈活，有卡滯現(xiàn)象。,振動。由舵面的振動導(dǎo)致駕駛桿抖動。,結(jié)構(gòu)故障。由

33、于長期使用，舵面結(jié)構(gòu)局部損傷，造成結(jié)構(gòu)強度、剛度下降，變形加大。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,55,FMECA,表格的填寫,針對上述故障模式提示了相應(yīng)的改進措施，進而提高了產(chǎn)品的可靠性、保證了該教練機飛行一次成功。,系統(tǒng)在不同嚴(yán)酷度下的危害度,據(jù)表結(jié)果，升降舵系統(tǒng)在不同嚴(yán)酷度下的危害度是：,CRs(I),6.00110,-6,；,CRs(),31.672410,-6,；,CRs(),1.418310,-6,；,CRs(),0.025210,-6,2024/9/17,可靠性設(shè)計,56,FMECA,表格,2024/9/17,可靠性設(shè)計,57,FMECA,報告,可靠性關(guān)鍵產(chǎn)品清單,類故障模式清單

34、,單點故障模式清單,不可檢測故障模式清單,危害性矩陣圖等,2.FTA,2024/9/17,可靠性設(shè)計,59,內(nèi)容提要,概述,故障樹的基本概念,定義,目的、特點,FTA,工作要求,常用事件、邏輯門符號,故障樹分析,定性分析,定量分析,重要度分析,故障樹的簡化,2024/9/17,可靠性設(shè)計,60,概述,切爾諾貝利核泄露事故、美國的挑戰(zhàn)者號升空后爆炸和印度的博帕爾化學(xué)物質(zhì)泄露。,FMECA,：,單因素分析法，只能分析單個故障模式對系統(tǒng)的影響。,FTA,可分析多種故障因素（硬件、軟件、環(huán)境、人為因素等）的組合對系統(tǒng)的影響。,FMECA,和,FTA,是工程中最有效的故障分析方法，,FMECA,是,FT

35、A,的基礎(chǔ)。,各工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)用：核工業(yè)、航空、航天、機械、電子、兵器、船舶、化工等。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,61,泰坦尼克海難,海難后果,船體鋼材不適應(yīng)海水低溫環(huán)境，造成船體裂紋,觀察員、駕駛員失誤，造成船體與冰山相撞,船上的救生設(shè)備不足，使大多數(shù)落水者被凍死,距其僅,20,海里的,California,號無線電通訊設(shè)備處于關(guān)閉狀態(tài)，無法收到求救信號，不能及時救援,頂事件,邏輯門,中間事件,底事件,2024/9/17,可靠性設(shè)計,62,電機故障樹,2024/9/17,可靠性設(shè)計,63,基本概念,故障樹定義,故障樹指用以表明產(chǎn)品哪些組成部分的故障或外界事件或它們的組合將導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生一

36、種給定故障的邏輯圖。,故障樹是一種邏輯因果關(guān)系圖，構(gòu)圖的元素是,事件,和,邏輯門,事件,用來描述系統(tǒng)和元、部件故障的狀態(tài),邏輯門,把事件聯(lián)系起來，表示事件之間的邏輯關(guān)系,故障樹實例,2024/9/17,可靠性設(shè)計,64,基本概念,故障樹分析（,FTA,）,通過對可能造成產(chǎn)品故障的,硬件、軟件、環(huán)境、人為因素,進行分析，畫出故障樹，從而確定產(chǎn)品故障原因的各種可能組合方式和,(,或,),其發(fā)生概率。,定性分析,定量分析,2024/9/17,可靠性設(shè)計,65,基本概念,FTA,目的,幫助判明可能發(fā)生的故障模式和原因，發(fā)現(xiàn)可靠性和安全性薄弱環(huán)節(jié)，采取改進措施，以提高產(chǎn)品可靠性和安全性；,計算故障發(fā)生概

37、率；,發(fā)生重大故障或事故后，,FTA,是故障調(diào)查的一種有效手段，可以系統(tǒng)而全面地分析事故原因，為故障“歸零”提供支持；,指導(dǎo)故障診斷、改進使用和維修方案等。,FTA,特點,是一種自上而下的圖形演繹方法；,有很大的靈活性；,綜合性：硬件、軟件、環(huán)境、人為因素等；,主要用于安全性分析。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,66,FTA,工作要求,在產(chǎn)品研制早期就應(yīng)進行,FTA,，以便早發(fā)現(xiàn)問題并進行改進。隨設(shè)計工作進展，,FTA,應(yīng)不斷補充、修改、完善。,“,誰設(shè)計，誰分析,”,故障樹應(yīng)由設(shè)計人員在,FMEA,基礎(chǔ)上建立。可靠性專業(yè)人員協(xié)助、指導(dǎo)，并由有關(guān)人員審查，以保證故障樹邏輯關(guān)系的正確性。,應(yīng)與

38、,FMEA,工作相結(jié)合,應(yīng)通過,FMEA,找出影響安全及任務(wù)成功的關(guān)鍵故障模式（即,I,、,II,類嚴(yán)酷度的故障模式）作為頂事件，建立故障樹進行多因素分析，找出各種故障模式組合，為改進設(shè)計提供依據(jù)。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,67,FTA,工作要求,FTA,輸出的設(shè)計改進措施，必須落實到圖紙和有關(guān)技術(shù)文件中,應(yīng)采用計算機輔助進行,FTA,由于故障樹定性、定量分析工作量十分龐大，因此建立故障樹后，應(yīng)采用計算機輔助進行分析，以提高其精度和效率。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,68,故障樹常用事件符號,符號,說明,底事件,元、部件在設(shè)計的運行條件下發(fā)生的隨機故障事件。,實線圓,硬件故障,虛線

39、圓,人為故障,未探明事件,表示該事件可能發(fā)生，但是概率較小，勿需再進一步分析的故障事件，在故障樹定性、定量分析中一般可以忽略不計。,頂,事,件,人們不希望發(fā)生的顯著影響系統(tǒng)技術(shù)性能、經(jīng)濟性、可靠性和安全性的故障事件。頂事件可由,FMECA,分析確定。,中間事件,故障樹中除底事件及頂事件之外的所有事件。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,69,故障樹常用事件符號,符號,說明,開關(guān)事件：已經(jīng)發(fā)生或必將要發(fā)生的特殊事件。,條件事件：描述邏輯門起作用的具體限制的特殊事件。,入三角形：位于故障樹的底部，表示樹的,A,部分分支在另外地方。,出三角形：位于故障樹的頂部，表示樹,A,是在另外部分繪制的一棵故障樹

40、的子樹。,A,2024/9/17,可靠性設(shè)計,70,故障樹常用邏輯門符號,符號,說明,相同轉(zhuǎn)移符號（,A,是子樹代號，用字母數(shù)字表示）：,左圖表示“下面轉(zhuǎn)到以字母數(shù)字為代號所指的地方去”,右圖表示“由具有相同字母數(shù)字的符號處轉(zhuǎn)移到這里來”,相似轉(zhuǎn)移符號（,A,同上）：,左圖表示“下面轉(zhuǎn)到以字母數(shù)字為代號所指結(jié)構(gòu)相似而事件標(biāo)號不同的子樹去”，不同事件標(biāo)號在三角形旁注明,右圖表示“相似轉(zhuǎn)移符號所指子樹與此處子樹相似但事件標(biāo)號不同”,2024/9/17,可靠性設(shè)計,71,故障樹常用邏輯門符號,符號,說明,與門,B,i,(i=1,2,n),為門的輸入事件，,A,為門的輸出事件,B,i,同時發(fā)生時，,A

41、,必然發(fā)生，這種邏輯關(guān)系稱為事件交。,用邏輯“與門”描述，邏輯表達式為,或門,當(dāng)輸入事件中至少有一個發(fā)生時，輸出事件,A,發(fā)生，稱為事件并。,用邏輯“或門”描述，邏輯表達式為,2024/9/17,可靠性設(shè)計,72,故障樹常用邏輯門符號,符號,說明,表決門：,n,個輸入中至少有,r,個發(fā)生，則輸出事件發(fā)生；否則輸出事件不發(fā)生。,異或門：輸入事件,B1,，,B2,中任何一個發(fā)生都可引起輸出事件,A,發(fā)生，但,B1,，,B2,不能同時發(fā)生。相應(yīng)的邏輯代數(shù)表達式為,2024/9/17,可靠性設(shè)計,73,故障樹常用邏輯門符號,符號,說明,禁止門：,僅當(dāng)“禁門打開條件”發(fā)生時，輸入事件,B,發(fā)生才導(dǎo)致輸出

42、事件,A,發(fā)生；,打開條件寫入橢圓框內(nèi)。,順序與門：僅當(dāng)輸入事件,B,按規(guī)定的“順序條件”發(fā)生時，輸出事件,A,才發(fā)生。,非門：輸出事件,A,是輸入事件,B,的逆事件。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,74,故障樹示例,2024/9/17,可靠性設(shè)計,75,故障樹定性分析,目的,尋找頂事件的原因事件及原因事件的組合（最小割集），即識別導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有故障模式集合。,幫助分析人員發(fā)現(xiàn)潛在的故障，發(fā)現(xiàn)設(shè)計的薄弱環(huán)節(jié)，以便改進設(shè)計。,指導(dǎo)故障診斷，改進使用和維修方案。,割集、最小割集概念,割集：故障樹中一些底事件的集合，當(dāng)這些底事件同時發(fā)生時，頂事件必然發(fā)生。,最小割集：若將割集中所含的底事件任

43、意去掉一個就不再成為割集了，這樣的割集就是最小割集。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,76,故障樹定性分析,最小割集的意義,最小割集對降低復(fù)雜系統(tǒng)潛在事故的風(fēng)險具有重大意義,如果能使每個最小割集中至少有一個底事件恒不發(fā)生,(,發(fā)生概率極低,),，則頂事件就恒不發(fā)生,(,發(fā)生概率極低,),，設(shè)計時系統(tǒng)潛在事故的發(fā)生概率降至最低。,消除可靠性關(guān)鍵系統(tǒng)中的一階最小割集，可消除單點故障,可靠性關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)計要求不允許有單點故障。方法之一就是設(shè)計時進行故障樹分析，找出一階最小割集，在其所在的層次或更高的層次增加,“,與門,”,，并使,“,與門,”,盡可能接近頂事件。,最小割集可以指導(dǎo)系統(tǒng)的故障診斷和維修,

44、如果系統(tǒng)某一故障模式發(fā)生了，則一定是該系統(tǒng)中與其對應(yīng)的某一個最小割集中的全部底事件全部發(fā)生了。進行維修時，如果只修復(fù)某個故障部件，雖然能夠使系統(tǒng)恢復(fù)功能，但其可靠性水平還遠未恢復(fù)。根據(jù)最小割集的概念，只有修復(fù)同一最小割集中的所有部件故障，才能恢復(fù)系統(tǒng)可靠性、安全性設(shè)計水平。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,77,故障樹定量分析,假設(shè),獨立性：底事件之間相互獨立；,兩態(tài)性：元、部件和系統(tǒng)只有正常和故障兩種狀態(tài),指數(shù)分布：元、部件和系統(tǒng)壽命,故障樹的數(shù)學(xué)描述,結(jié)構(gòu)函數(shù),典型邏輯門的結(jié)構(gòu)函數(shù),結(jié)構(gòu)函數(shù)示例,單調(diào)關(guān)聯(lián)系統(tǒng),典型邏輯門的概率計算,頂事件發(fā)生概率計算,2024/9/17,可靠性設(shè)計,78,

45、典型邏輯門的結(jié)構(gòu)函數(shù),序號,名稱,描述,1,與門,2,或門,3,n,中取,r,4,異或門,2024/9/17,可靠性設(shè)計,79,結(jié)構(gòu)函數(shù)示例,3.ETA,2024/9/17,可靠性設(shè)計,81,內(nèi)容提要,事件樹分析的基本概念,事件樹的建造,事件樹的定量分析,ETA,與,FTA,的綜合應(yīng)用,2024/9/17,可靠性設(shè)計,82,事件樹分析的基本概念,初因事件,可能引發(fā)系統(tǒng)安全性后果的系統(tǒng)內(nèi)部的故障或外部的事件。,后續(xù)事件,在初因事件發(fā)生后，可能相繼發(fā)生的其他事件，這些事件可能是系統(tǒng)功能設(shè)計中所決定的某些備用設(shè)施或安全保證設(shè)施的啟用，也可能是系統(tǒng)外部正?；蚍钦Ｊ录陌l(fā)生。,后續(xù)事件一般是按一定順序

46、發(fā)生的。,后果事件,由初因事件和后續(xù)事件的發(fā)生或不發(fā)生所構(gòu)成的不同的結(jié)果。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,83,事件樹的分支,事件樹分析的基本概念,2024/9/17,可靠性設(shè)計,84,事件樹分析的基本概念,確定初因事件：確定和分析可能導(dǎo)致系統(tǒng)安全性后果的初因事件并進行分類，對那些可能導(dǎo)致相同事件樹的初因事件劃分為一類。,建造事件樹：確定和分析初因事件發(fā)生后，可能相繼發(fā)生的后續(xù)事件，并進一步確定這些事件發(fā)生的先后順序，按后續(xù)事件發(fā)生或不發(fā)生（二態(tài)）分析各種可能的結(jié)果，找出后果事件。,事件樹的建造過程也是對系統(tǒng)的一個再認識過程。,事件樹的定量分析：對所建完的事件樹，收集、分析各事件的發(fā)生概率及

47、其相互間的依賴關(guān)系，定量計算各后果事件的的發(fā)生概率，并進一步分析評估其風(fēng)險。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,85,事件樹建造,連續(xù)運轉(zhuǎn)部件組成系統(tǒng)的事件樹,有備用或安全裝置的系統(tǒng)事件樹,考慮人為因素的事件樹,2024/9/17,可靠性設(shè)計,86,橋網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)事件樹,2024/9/17,可靠性設(shè)計,87,橋網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)簡化事件樹,2024/9/17,可靠性設(shè)計,88,有備用或安全裝置的系統(tǒng)事件樹,2024/9/17,可靠性設(shè)計,89,化學(xué)反應(yīng)器事件樹,2024/9/17,可靠性設(shè)計,90,考慮人為因素的事件樹,2024/9/17,可靠性設(shè)計,91,事件樹化簡,當(dāng)某一非正常事件的發(fā)生概率極低時可以不列

48、入后續(xù)事件中；,當(dāng)某一后續(xù)事件發(fā)生后，其后的其他事件無論發(fā)生與否均不能減緩該事件鏈的后果時，該事件鏈即已結(jié)束。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,92,事件樹定量分析,確定初因事件的概率,確定后續(xù)事件及各后果事件的發(fā)生概率,評估各后果事件的風(fēng)險,2024/9/17,可靠性設(shè)計,93,簡化計算后果事件的概率,P(IS,1,S,2,)=P(I)P(S,1,)P(S,2,)P(I),P(IS,1,F,2,)=P(I)P(S,1,)P(F,2,)P(I)P(F,2,),P(IF,1,S,2,)=P(I)P(F,1,)P(S,2,)P(I)P(F,1,),P(IF,1,F,2,)=P(I)P(F,1,)P

49、(F,2,),2024/9/17,可靠性設(shè)計,94,橋網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)后果事件概率計算,若假定系統(tǒng)中的各部件的故障是獨立的，則可計算出橋網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠度為：,P,i,是后果事件，為系統(tǒng)成功的事件鏈的發(fā)生概率，,i,=1,2,3,4,5,6,9,10,11,12,13,17,18,19,21,22,。,各事件鏈的發(fā)生概率可由各部件的可靠度,R,j,和不可靠度,F,j,(,j=A,B,C,D,E,),求出，即：,P,1,=R,A,R,B,R,C,R,D,R,E,P,2,=R,A,R,B,R,C,R,D,F,E,若各部件的可靠度,R,A,=R,B,=R,C,=R,D,=R,E,=0.99,，則系統(tǒng)的可靠度,

50、R,S,=0.999798,。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,95,精確計算后果事件的概率,當(dāng)事件樹中的各事件的發(fā)生不是相互獨立時，進行事件樹中后果事件發(fā)生概率的計算將更為復(fù)雜，此時必須考慮各事件發(fā)生的條件概率。仍以圖,1,中的事件樹為例，后果事件,IF,1,F,2,的發(fā)生概率為：,P,（,IF,1,F,2,）,=P,（,I,）,P,（,F,1,/I,）,P,（,F,2,/F,1,，,I,）,P,（,F,1,/I,）表示在初因事件,I,發(fā)生的條件下，系統(tǒng),1,失效事件（,F,1,）發(fā)生的概率。而,P,（,F,2,/F,1,，,I,）表示在初因事件,I,發(fā)生、系統(tǒng),1,失效事件（,F,1,）也

51、發(fā)生的條件下，系統(tǒng),2,失效事件（,F,2,）發(fā)生的概率。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,96,后果事件的風(fēng)險評估,事件的風(fēng)險定義為事件的發(fā)生概率與其損失值的乘積：,R,=,P,C,R,后果事件的風(fēng)險值,P,單位時間內(nèi)后果事件的發(fā)生概率,C,后果事件的的損失值,2024/9/17,可靠性設(shè)計,97,法默曲線,2024/9/17,可靠性設(shè)計,98,事件樹與故障樹的綜合分析,如果事件樹中的初因事件與后續(xù)事件是系統(tǒng)中的非正常事件（如某部件的故障），則可以這些事件為頂事件建立故障樹，如果事件樹中的初因事件與后續(xù)事件是系統(tǒng)中的正常事件，則可以其為頂事件建立成功樹。,以事件樹中的后果事件為頂事件，按照一

52、定的邏輯關(guān)系（一般情況下為邏輯與的關(guān)系）將與該后果事件相關(guān)的初因事件和后續(xù)事件連接成故障樹。,對事件樹分析中找出的后果事件相同的分支，再以該事件為頂事件按照一定的邏輯關(guān)系（一般情況下為邏輯或的關(guān)系）建造一棵更大的故障樹。,通過故障樹的定性定量分析求出系統(tǒng)中各類事件的發(fā)生概率。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,99,電機發(fā)熱事件樹,2024/9/17,可靠性設(shè)計,100,2024/9/17,可靠性設(shè)計,101,2024/9/17,可靠性設(shè)計,102,例,1,有一泵和兩個串聯(lián)閥門組成的物料輸送系統(tǒng)（如本頁圖所示）。物料沿箭頭方向順序經(jīng)過泵,A,、閥門,B,和閥門,C,，泵啟動后的物料輸送系統(tǒng)的事件

53、樹如下頁圖所示。設(shè)泵,A,、閥門,B,和閥門,C,的可靠度分別為,0.95,、,0.9,、,0.9,，則系統(tǒng)成功的概率為,0.7695,，系統(tǒng)失敗的概率為,0.2305,。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,103,2024/9/17,可靠性設(shè)計,104,例,2,有一泵和兩個并聯(lián)閥門組成的物料輸送系統(tǒng)，圖中,A,代表泵，閥門,C,是 閥門,B,的備用閥，只有當(dāng)閥門,B,失敗時，,C,才開始工作。同上例一樣，假設(shè)泵,A,、閥門,B,和閥門,C,的可靠度分別為,0.95,、,0.9,、,0.9,，則按照它的事件樹（下頁圖），可得知這個系統(tǒng)成功的概率為,0.9405,，系統(tǒng)失敗的概率為,0.0595,

54、。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,105,從以上兩例可以看出，閥門并聯(lián)物料系統(tǒng)的可靠度比閥門串聯(lián)時要大得多。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,106,例,3,某工廠的氯磺酸罐發(fā)生爆炸，致使,3,人死亡，用事件樹分析的結(jié)果如下頁圖所示。 該廠有,4,臺氯磺酸貯罐。因其中兩臺的緊急切斷閥失靈而準(zhǔn)備檢修，一般按如下程序準(zhǔn)備：,將罐內(nèi)的氯磺酸移至其他罐；,將水徐徐注入，使殘留的漿狀氯磺酸分解；,氯磺酸全部分解且煙霧消失以后，往罐內(nèi)注水至滿罐為止；,靜置一段時間后，將水排出；,打開入孔蓋，進入罐內(nèi)檢修。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,107,例,3,可是在這次檢修時，負責(zé)人為了爭取時間，在上述第,3,項任務(wù)未完成的情況下，連水也沒排凈就命令維修工人去開入孔蓋。由于入孔蓋螺栓銹死，兩檢修工用氣割切斷螺栓時，突然發(fā)生爆炸，負責(zé)人和兩名檢修工當(dāng)場死亡。,2024/9/17,可靠性設(shè)計,108,