故障树分析法范文
时间：2023-10-21 04:09:26
故障树分析法篇1
【关键词】 故障树分析法 飞机维修
1 故障树分析法简介
故障树分析法（Fault Tree Analysis，FTA）是一种自上而下逐层展开的图形分析方法，是通过对可能造成系统故障的硬件、软件、环境、人为因素等进行分析，画出逻辑框图，也就是故障树，再对整个系统中发生的故障事件，由总体至部分地按树状逐级进行细化分析，这样能够判明基本故障、确定故障发生的原因、故障的影响和故障发生的概率等。故障树分析法的步骤常因分析对象、分析目的等地不同而略有区别。但一般可以按以下四个步骤进行，即；
（1）建立故障树；
（2）建立故障树的数学模型；
（3）故障树的定性分析和定量分析。
故障树分析法用机各系统的故障诊断，是因为它具有如下几个特点：
（1）故障树分析法可以针对某一特定的故障作层层深入的分析，用清晰的图形直观、形象地表述系统的内在联系，指出部件故障与系统故障之间的逻辑关系。
（2）故障树可以清楚地表明，系统故障与哪些部件有关系，有什么关系，以及关系的紧密程度。同时，也可以从故障树看出元部件发生故障后，对整个系统的工作有无影响，有什么影响，有多大的影响，以及通过何种途径产生影响。
（3）故障树建成以后，对于没有参与过系统设计与试制的管理与维修人员来说，是一个形象的直观的维修指南，在实际维修应用中可以大大缩短维修人员的培训时间，节约对维修人员的培训费用[1]。
2 建立故障树的方法与步骤
先选定系统中最不希望发生的故障事件作为顶事件，接下来第一步是找出直接导致该事件发生的各种可能的因素或各因素的组合，比如硬件故障、软件故障、环境因素、人为因素等等。第二步是找出导致第一步中各因素的直接原因。按照此方法向下演绎，一直追溯到引发系统故障发生的全部原因，即分析到不需要再分析的底事件为止。然后，再把各种事件用对应的符号和适用于它们的逻辑关系的逻辑门和顶端事件相连，这样就构成了一棵以顶事件为根，中间事件为节，底事件为叶的有若干级的倒置的故障树。
3 故障树分析的数学模型
故障树是由所有底事件的“并”和“交”的逻辑关系连接构成，因此可以用结构函数作为数学工具，来建立故障树的数学表达式，以便对故障事件作出定性分析和定量计算。为了简化分析起见，假设分析的零部件和系统只有两种状态，正常或故障；且假设零部件的故障是相对独立的。以由n个相互独立的底事件构成的故障树作为研究对象。
设是表示底事件的状态变量，取值0或l，设表示顶事件的状态变量，也取值0或1，则有如下定义：
=
=
因故障树顶事件是系统所不希望发生的故障状态，即=1与此状态相对应的底事件状态为零部件故障状态，即=1。显而易见，顶事件状态完全取决于底事件，即顶事件的状态必须是底事件状态的函数，则有=（X）=（，，…，），称（X）为故障树的结构函数，它表示系统状态的一种逻辑函数，其自变量为该系统各组成单元的状态。
3.1 与门结构函数
如果一与门故障树，=1，=1，…，，则其结构函数为（x）=1，表示当全部零部件都发生故障时，系统才发生故障。反之，只要其中一个=0，则（x）=0，表示只要有一个零部件不发生故障，则顶事件不发生，即系统正常。
3.2 或门结构函数
如果一个或门故障树，=1，而其它=0，则其结构函数为（x）=1，表示当一个零部件发生故障，则系统就发生故障。反之，全部=0，则（x）=0，表示所有零部件不发生故障，则顶事件不会发生，即系统正常。
4 故障树的定性分析和定量计算
4.1 定性分析
对故障树定性分析的主要目的是：寻找导致与系统有关的不希望事件发生的原因和各种原因的组合，即寻找导致顶事件发生的所有故障模式。从中确定系统的最薄弱的环节，从而采取相应的措施，予以补救。比如对关键的零部件采取故障监测与诊断的措施就可以减少排除故障的时间。
割集是导致故障树顶事件发生的若干底事件集合。一个割集代表了系统故障发生的一种可能性，即一种失效模式。若将割集中含底事件任意去掉一个就不成为割集，则称此为最小割集。路集是故障树中一些底事件的集合。若将路集中所含底事件任意去掉一个就不能称为路集，而称为最小路集。由于一个最小割集是包含有最少数量而又最必须的底事件的集合，而全部最小割集的完整集合则代表了给定系统的全部故障。因此，最小割集的意义在于它描述出处于故障状态的系统中所必须排除的故障，显示出系统中最薄弱环节。对故障树进行定性分析的主要目的是查清系统出现某种故障有多少种可能性，从而确定系统的最小割集，以便发现系统的最薄弱环节[2]。
4.2 故障树的定量计算
故障树的定量计算就是利用故障树这一逻辑图形作为模型，计算或估计顶事件发生的概率及系统的可靠性指标，从而对系统的可靠性及其故障进行定量分析。
一般情况下，故障分布假定为指数分布，根据底事件的发生概率，按照故障树的逻辑结构逐渐向上运算，即可计算出顶事件的发生概率。假设事件，，…，的发生概率为，，，由这些底事件组成的不同逻辑门结构及其顶事件发生的概率可按照下列公式进行计算：
（1） 与门结构事件发生概率
（2） 或门结构事件发生概率
（3） 顶事件发生概率
如果某故障树的全部最小割集，，…，，并假设不考虑同时发生两个或两个以上零部件故障，各最小割集中没有重复出现的底事件。在此前提下，顶事件发生概率为：
式中，为在t时刻第j个最小割集存在的概率；为t时刻第j个最小割集中第t个部件的故障概率；为最小割集数；为顶事件的发生概率，即系统的不可靠度。
5 故障树分析法分析飞机故障举例
5.1 PACK出口超温故障分析
当PACK组件出口温度传感器探测到PACK的出口温度大于 95℃时，此故障就会被激发。此故障出现时，一般只有ECAM的警告信息和ECS报告。和压气机超温故障一样，在出现此类故障时，都应该先检查CFDS上有无相关信息，如果有，直接根据CFDS上的提供的信息进行排故。当CFDS上没有信息时，也要检查ECS的报告。PACK出口超温故障会导致空调系统中区域温度控制部分出现问题，因此出现此类故障时，必须马上排除。下面就针对PACK出口超温故障进行故障树的分析[3]。
5.2 故障树的建立
（1）顶事件。在空调系统中，PACK出口超温故障会导致客舱或驾驶舱的温度不能调节，飞机客舱不能进行正常的增压，飞机驾驶舱的仪表和电子设备舱的设备得不到正常的冷却，在故障等级中属于危险性的故障，要求飞机设计时发生此类故障的概率为10-7每飞行小时。一旦发生此类故障，将极大地降低飞机的安全裕度，极大地加重了机组的负担与压力，使其无法正确完成操作，有可能引起飞机损坏或人员伤亡。建立此故障树的边界条件为：不考虑导线故障、环境因素和人为因素造成的故障，只考虑空调系统自身的故障。
（2）中间事件。参考A320ASM手册21-61-00（PACK组件温度控制）可以看出，PACK出口温度超温故障的触发要使PACK出口温度传感器感受到95℃才会激发警告。因此，除了PACK出口温度传感器本身故障以外，只有可能是从防冰活门或旁通活门出来的热引气才会使PACK出口温度出现超温。
（3）底事件。根据A320的ASM手册21-61-00可以知道，如果旁通活门位置非正常的打开，那么引起此现象的原因是旁通活门机械故障或控制它的PACK 控制器发出错误的控制信号。如果是防冰活门非正常打开造成，那么引起防冰活门不正常打开的原因一般有两个，一个是防冰活门本身故障，二是控制防冰活门的气动传感器有故障。
5.3 定性分析
通过以上的PACK出口温度传感器、防冰活门机械故障、旁通活门机械故障的分析，可以得出PACK组件出口超温的故障树如下图1所示。表1列出了故障树中各符号的具体含义。
6 结语
故障树分析法是系统可靠性研究中常用的一种分析方法。故障树分析法是在弄清基本失效模式的基础上，通过建立故障树的方法，找出系统故障原因，分析系统薄弱环节，以改进原有设备，指导维修，防止事故的发生。故障树分析法本身作为故障分析的一种行之有效的方法与飞机现有的故障监控系统相结合，可以弥补飞机内部故障监控系统无法将环境因素与人为因素计算在内的缺陷，提高维修能力，为提高航空公司的竞争力提供了强有力的技术支持。
参考文献：
[1]虞和济.故障诊断的基本原理.北京：冶金工业出版社，1991.
[2]朱继源.故障树原理和应用.西安：西安交通大学出版社，1989.
故障树分析法篇2
【关键词】故障树；建筑；法律风险
Abstract：With the rapid development of the construction industry in our country, the law on the construction industry continuously improve, in construction enterprise happened in the legal dispute also more and more frequent, how to identify the construction enterprise construction process legal risk source establish a legal risk management system and prevention law the core issue of the disputes.For the law risk source's identity, using the fault tree, the qualitative evaluation of the legal risk source with the combination of conditional expectation triggered both subjective and objective weight, the advantages of empowerment many of the target of the analysis and evaluation, and improve the accuracy of the evaluation results. Example to prove that through the fault tree method FTA qualitative and quantitative analysis, we can be more accurate evaluation, comprehensive and detailed determine the construction enterprise legal risk source analysis to identify.
Keywords: The fault tree；Architecture；The law risk
1.引言
我国的建筑市场正在不断的走向法制化、规范化、有序化的轨道，与之相伴的是各种各样的相关的法律纠纷的频繁的出现，加强建筑企业的法律风险控制并分析找出重点的源头加以排查成为了当前的热门话题。
故障树模型的分析方法FTA是1961年由美国贝尔实验室的华生(H．A．Watson)和汉塞尔(D．F．Hansl)首先提出的，并用于“民兵”导弹的发射系统控制。此后，许多人对故障树分析的理论与应用进行了研究。目前丌A是公认的对复杂系统进行安全性、可靠性分析的一种好方法，在航空、航天、核化工等领域得到了广泛的应用【1】。故障树分析评价法师系统安全分析的主要方法之一，可以定性定量的对系统进行分析，它可以被用来鉴别系统中的潜在的弱点和导致出现风险的最可能因素，是一种逐步演绎分析，也可以作为一种很有价值的设计或是诊断工具[2]。
2.风险故障树分析评价模型
2.1 故障树FTA工作流程
故障树FTA工作流程如图1所示：
2.2 故障树结构分析奇函数构造
设Xi表示底事件的状态变量，仅取0和1两种状态。
Φ表示顶事件的状态变量，也仅取0和1两种状态，则有：
故障树中各基本事件对顶上事件影响程度不同。结构重要度分析是分析基本事件对顶上事件的影响程度，它是为改进系统安全性提供信息的重要手段。结构重要度判断方法一般利用最小割集分析判断方法。
对故障树进行定量的计算可以通过底事件发生的概率直接求顶事件发生的概率，也可利用最小割集求顶事件发生的概率(分精确解法和近似解法)等。该文章用如下公式计算：
上式中：Xi―基本事件；qi ―基本事件发生概率。
得出顶端事件发生概率后，可用以下公式计算出底端事件关键重要度，底端事件关键重要度越大说明对顶端事件影响越大。
3.施工企业法律纠纷发生的形式及原因
3.1 施工企业法律纠纷发生的形式
通过对上海某施工企业进行实际调查，并通过访谈和调查问卷分析，得出已发生法律风险的风险源头，并通过专家打分评价的方法对其发生概率进行了统计，如下表1所示：
3.2 法律风险故障模型建立及定性分析
施工企业法律风险故障树模型如图2所示：
图2中字母所代表的含义如下：
X1：勘察、设计及施工等图纸问题
X2：手续（单位资质、施工许可等）齐全问题
X3：社会周边关系（拆迁、周边关系等）处理问题
X4：合同执行问题
X5：施工过程中质量问题
X6：施工过程中安全问题
X7：施工过程中不可抗力等
X8：竣工验收中质量纠纷
X9：竣工验收中工期纠纷
X10：竣工验收中费用纠纷
X11：系统风险预警机制不完善
X12：事先未考虑没有应急预案
X13：未足够的重视采取相应处理措施
X14：风险控制措施不当
定性分析计算，对施工法律风险进行FTA分析，首先运用布尔代数法简化计算：
（4）
通过以上计算分析得出该故障树的最小割集共3*4*3*4=144个，得出，该施工企业法律风险发生的潜在因素共144个。
根据式（1）、（2）、（4）可以计算出顶端事件发生的概率P(T)：
根据上面公式（3）可以计算出各底事件的关键重要度，如下所示：
由上计算可以得出建立施工企业法律风险机制的关键重要度最大，想要有效的控制施工企业的法律风险最终的的关键部位是建立切实可靠的风险预警机制。
4.结语
目前，对于建筑施工企业领域的法律风险控制研究的相对较少，建筑企业发生法律纠纷，不仅对自身的企业效益影响巨大，而且带来无法估量的无形损失，该文章通过故障树FTA法分析找出企业自身关于法律风险控制存在的不足，确定引起法律纠纷风险的关键部位和重点部位加以控制和预警，并对薄弱的环节进行控制和风险规避，减少施工企业法律纠纷风险的存在和威胁，对建筑施工企业有积极的作用，值得进一步的加以推广利用。
参考文献：
[1]罗云,樊运晓,马晓春.风险分析与安全评价[M].北京:化学工业出版社,2004.
[2]雅科夫.y.海姆斯.风险建模、评估和管理[J].西安交通大学出版社,2007.
[3]史定华,王松瑞.故障树分析技术方法和理论[M].北京:北京师范大学出版社,1993:
38-181.
[4]孙红梅,高齐圣,朴营国.关于故障树分析中几种典型重要度的研究[J].电子产品可靠性与环境试验,2007,4(2):39-42.
[5]Xueli Gao,Lirong Cui.Analysis for joint importance of components in a coherent system.EuropeanJournal of Operational Research,182(2007)282-299.
[6]盛骤,谢式千,等.概率论与数理统计[M].北京:高等教育出版社,2001(12):129,133.
故障树分析法篇3
【关键词】故障树分析法，燃气管道，安全评价，应用
中图分类号：O434 文献标识码： A
一、前言
燃气管道是现在城市中常见的管道，燃气管道如果出现问题会发生令人不可估量的事故，因此对于燃气管道的安全必须要严格要求。燃气管道安全评价在判定管道安全性能方面有着重要的作用。
二、燃气管道安全评价方法的分类
目前，城镇燃气管道安全评价方法分为定性安全评价和定量安全评价，近年来，有些学者赞同分3类，即定性分析、定量风险分析和半定量风险分析。
定性分析主要是将系统中所存在的危险因素以及诱导事故发生的因素都找出来，根据这些因素在何种程度导致管道失效的情况，制定出相应的预防措施。这种方法是利用科学的决策和统计理论，对于所存在的风险进行感性的分析评价，然后根据相关专家所提出的观点将风险分为低、中、中高以及高风险四个评价等级。这种风险分析的方法简单快速也比较直观，可是却不能够量化事故的发生频率和后果。常用的定性分析方法包括有故障树分析法以及故障类型及影响分析法。
定量风险分析主要是利用随机变量以及随机过程对于引起管道事故发生的因素进行处理，先是约定一个具有明确物理意义的单位对于事故发生的概率以及损失的后果进行量化，计算出管道的风险值，然后才是对于结果进行分析，虽然这个过程比较复杂，可是得出的结果是比较严密的，准确度也高。进行定量风险分析，一定要先建立起完备的资料库，要能够掌握裂纹扩展以及管材腐蚀等方面的机理，建立起数据模型，计算出结果。整个风险评估结果的准确性将取决于原始数据的完整性、模型的精准性以及分析方法的合理性。得到的评价结果能够用于安全成本以及效益方面的分析，这是定性风险分析以及半定量分析法所不能够做到的，目前常用的定量风险分析方法主要是模拟仿真和概率法、结构可靠性评估等分析法。
半定量风险分析。管道风险半定量分析法主要是将风险的数量指标作为进行分析的基础，对于管道事故发生的后果以及事故发生的概率都有一个指标，这是按照这些因素的权重值来分配的，然后运用算术法将事故的概率以及后果的严重程度指标两者结合在一起，这样就能够计算出一个相对的风险值，对于定量评价法中缺少数据的问题是一个比较好的补充。常用的半定量风险分析法中有W・K・Muhlbauer 的专家评分指标法和现在引入模糊数学的综合评价法。
三、故障树分析法简介
故障树分析法（FaultTreeAnalysis，FTA）是对于一些不易形成逻辑图的复杂系统进行风险识别和评价的一种有效的方法。它用事件符号、逻辑门符号和转移符号来描述系统中各种事件之间的因果关系。
故障树是一种逻辑树，树枝代表系统、子系统或元件的事故事件，而节点代表事故事件之间的逻辑关系。故障树的形成是从顶事件的根出发逐级向下发展绘制，直到事件概率已知的基本事件为止，在故障树中表示事件之间最常用的逻辑关系是“与”和“或”的关系。故障树中所用的图形符号有很多，表1列出几种常用的符号。
故障树分析在生产阶段能帮助诊断事件是否失效，进而改进相关技术管理，产生更好的维修方案。故障树分析法同时适用于定性评价和定量评价，使用过程简洁明了，而且不失可靠性，充分体现了以系统工程方法为基础来研究安全问题的系统性、准确性和预测性。
四、故障树分析原则
故障树分析是系统可靠性和安全性分析的工具之一[2]。采用故障树分析法建立故障树一般步骤如下：
（1）熟悉系统。尽可能详细地收集系统相关资料，了解系统状态及各种参数，熟悉研究对象的特征。
（2）确定顶事件。对所调查的事故进行全面分析，从中找出后果严重且较易发生的事故作为顶事件。
（3）建立故障树。将引起顶事件发生的直接原因找出来，根据实际情况用适当的逻辑符号把顶事件和各直接原因事件（中间事件）相连接，然后找出中间事件的原因事件，并用适当的符号连接，直到不需要分解为止。
（4）故障树的规范化和简化。
（5）根据已经建立好的故障树，进行定性分析和定量分析。
五、城市燃气输配管网故障树的建立
引起城市燃气管网发生事故的原因很多，发生事故的原因是多方面的，而且造成管道事故是多种原因的综合结果。从大量事故分析报告的统计结果来看，导致城市燃气管网事故的主要因素有：第三方损坏、管道腐蚀及设备老化、设计及误操作、管道原始缺陷。管网泄漏事故原因主要包括管道腐蚀严重、第三方损害严重、误操作、存在设计缺陷等；导致管道破裂事故的原因主要包括操作失误、违章作业、维护不周、设计安装不合理、材料缺陷等。根据选择顶事件的原则，选取“燃气输配管网失效”作为顶事件，管道失效和附属设备失效为二次事件，任何一个二次事件的失效，都会造成整个管线的失效。继续深入分析，逐层列出中间时间和底事件，建立城市燃气输配管网故障树，如图1所示。
六、故障树的分析
1、故障树分析法基本概念
顶事件通常是由故障假设、危险与可操作性研究法等危险分析方法识别出来的。故障树模型是原因事件（即故障）的组合（称为故障模式或失效模式），这种组合导致顶事件。这些故障模式称为割集，最小的割集是原因事件的最小组合。要使顶事件发生，最小割集中的所有事件必须全部发生。根据底事件的组合个数，最小割集分为一阶最小割集、二阶最小割集等。故障树分析包括定性分析和定量分析。
故障树的定性分析仅按照故障树的结构和事故的因果关系进行，分析过程中不考虑各事件的发生概率，或认为各事件的发生概率相等。内容包括求底事件的最小割集、最小径集及其结构重要度，求取方法有质数代入法、矩阵法、行列法、布尔代数法简法等。定量分析是确定所有原因的发生概率，标在故障树上，进而求出顶事件（事故）发生概率，一般包括对顶事件发生概率的计算及对底事件重要度分析。
故障树分析的基本步骤：确定顶事件；确定底事件；调查事故原因；确定目标值；构造故障树；定性评价；定量评价；制定预防事故（改进系统）的措施。故障树分析流程。
故障树分析法形象、清晰、逻辑性强，能对各种系统的危险性进行识别评价，体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性。该法应用比较广，非常适合于重复性大的系统。不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入提示事故的潜在原因，因此在工程设计阶段、事故查询或编制新的操作方法时，都可以使用这个方法对它们的安全性做出评价。
2、故障树底事件发生概率确定
常规基于布尔代数和概率论的系统故障树分析的理论研究已取得了较大成功，工程应用也取得了一定成果。但是，现有的理论和方法需要将故障树顶事件和底事件发生的概率视为精确值，在实际中由于顶事件和底事件发生概率存在随机性和模糊性，因而针对这些不确定性问题，应该选择更合适的高等数学分析理论和方法来解决。底事件重要度分析是故障树定量分析中的重要部分，重要度表现为系统中某底事件发生时对顶事件发生概率的贡献，概率重要度是顶事件发生概率对某底事件发生概率的偏导数。此外，模糊性是故障树分析的客观特性，采用数学模糊集理论结合专家调查方法来确定事件的发生概率，可以克服传统故障树分析中把底事件的发生概率当作精确值时带来的误差。为了保证确定的故障率和模糊故障率之间的一致性，需把模糊可能性值转化为模糊故障率。
七、结束语
燃气管道的安全也是城市安全中重要的一项安全内容，判定燃气管道的安全性能的方法有很多，故障树分析法能够找出安全隐患的原因，从而提出更加完善的措施，保障燃气管道的安全。
参考文献
[1]张琳.城市燃气管网安全管理体系研究[D].上海：同济大学，2012.
故障树分析法篇4
在井下运输事故中由于机械故障的原因占据重要的位置，也是造成威胁员工人身安全的重要因素之一，本文联系实际情况，简要介绍了关于井下运输事故机械故障的种类，并沿用ETA法对其进行详细的分析。
有关数据表明，在井下运输事故中，因为机械故障酿成事故的原因占总数的40%41.2%。随着时代的发展，井下工作者工作条件在一定程度上的到了很大的改善。现代化机械设施正取代了传统井下作业方式，但与之相伴的却是事故率的增加，要想从根本上解决问题，就要考虑到每个生产细节，以确保安全生产目标的实现。ETA法通俗来讲就是从原因到结果的分析归纳方法，关于ETA的理论基础是建立于理论基础之上的，将ETA事故分析法应用于井下运输事故机械故障因素分析最为贴切不过。
1.关于井下运输事故机械故障的种类
根据长时间的调研，可以把井下运输事故机械故障分为以下几个类型：
1.1由于轨道运输设备所造成的机械故障
1.钢绳过于卷翘2.连接销断裂和窜位3.钢绳过速4.钢绳断裂5.轨道质量不符合生产安全要求6.链环断裂7.矿车轴损坏8.钢绳锈蚀9.扳道器产生故障10.控制装置损坏11.钢丝绳端口未予拧紧12.信号装置损坏13.机车闸失控14.安全保护设施失效15.矿车脱轨16.电机车脱轨17.矿车轮掉18.矿车插销孔磨扩漏销19.钢绳松动20.保险绳断裂，
1.2关于刮板输送机设施的故障类型
关于刮板输送机设施的故障主要分为以下几种：1.刮板输送机信号装置失控，2.设备由于超载的原因不运行，3.链条断裂，4.刮板输送机控制装置失控，5.刮板输送机液体推进器系统生故障，6.刮板输送机紧链装置不能正常运转，7.刮板输送机减速器不能正常运转，8.刮板输送机联轴器不能正常运转
1.3关于带式输送机运输设施故障种类
带式输送机（Belt conveyor）运输设施故障类型主要包括：1.带式输送机皮带过卷，2.带式输送机皮带发生打滑现象，3.带式输送机皮带偏移原位置，4.皮带机尾偏离原位置，5.皮带机头偏离原位置，6.皮带接头过松，7.皮带断裂，8.皮带有裂口，9.皮带使用年限过长，10.皮带松动，11.带式运输设备牵引钢绳位置偏移，12.带式运输设备托绳轮架出现故障，13.托辊使用年限过长，14.带式运输设备减速机齿轮不运转，15.信号装置出现故障，16.带式运输设施皮带托辊不运转。
2.关于井下运输事故的ETA的分析
以某煤矿九十年代初运输事故整体为例，其中由于轨道运输系统引发的故障占事故总数的10%，由于刮板运输机出现故障引起煤矿事故的占3%，由于带式输送机引发的事故占87.5%。为了使数据更为直观，现采用ETA法对由于带式输送机引发的事故的原因进行科学的剖析。将数据带入公式：（系统运输成功概率）一个统计学公式：GS=GAI*GBI*GCI*GDI*GEI*GFI*GGI，可得出GS=0.915。由此可见，要想保证带式输送机的正常运转，就要从构成此系统的每一个细节着手。特别值得注意的是关于降低胶带的故障率，与此同时，还应维护好拉紧装置以及托绳轮，确保整个系统的顺利运行。
3.关于井下运输机械故障事故树的分析
事故数可应用于对安全系统评判标准之中，采用事故树来进行分析，除了让数据更加直观以外，还可以分析出安全事故的潜在原因。通过分析事故树可以得出以下结论：
3.1导致轨道运输事故的基本原因事件有二十五条，中间事件有十一条，在上述因素影响下，导致了轨道运输事故的发生，所以必须将上述事件因素引起足够的重视。
3.2从整体结构来看，最为重要的是挡车装置故障。这充分说明了该情况在事故树中占有非常大的比重。究其原因是由于在发生跑车事故时，唯一的补救措施只有采用挡车装置一种。
由此可见阻车装置的性能对整体防护情况产生重大的影响。因此在轨道运输中应采用“一坡三档”的方式对其进行周期性，系统性的检查与维护。另外要引起重视的是关于信号故障所引发的一系列问题。在预防的角度来讲，必须采用报警装置来防止此类事故的发生。第三点要注意的是关于运输轨道上的障碍物要及时进行清理等，只有消除了以上几种潜在的不安全因素，才能真正的避免重大事故的发生。
3.3关于从临界重要度评判结果上可以看看出，造成倾斜井巷运输事故的原因就在于没有及时清理轨道上杂物X1。由于使用了不符合质量规定的轨道X2和超过规定速度运行的上拉与下放X3。由此可以看出，在运输前一定要对轨道上的杂物进行全面清理。从设计的角度上应该考虑加强产品质量，要定期对其维护与维修。另外值得注意一点的是，要避免超速上拉或下放矿车的情况出现。导致轨道运输事故的主要原因在于阻车装置的故障X21，钢绳锈蚀X10，行走X23，轴损坏xs，以及矿车掉轮xa。对此应加大检查力度，由于人为因素造成的原因就要及时的加大监管力度，施行安全高效生产。尽可能的把事故发生的概率降到最低点。
4.结束语
故障树分析法篇5
关键词：飞控系统；传感器子系统；可靠性；故障树
中国分类号：TP399文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)07-1656-02
The Application of Fault Tree Method for Sensors Subsystem's Reliability Analyze
LIU Xiao-dan
(Shaanxi Radio & TV University, Xi'an 710065, China)
Abstract: The Fly Control System is an important part of an aeroplane. It is admitted that the fly control system design is the kernel station in the aeroplane design, and its' design level is the key factor for the performance of an aeroplane. So it is important to study the fly control system's reliability for the performance and safety of the aeroplane. Fly control system's reliability deceided by sensors subsystem, flight control computer subsystem, servo actuation subsystem. According to the characteristic of the sensors subsystem, introduces Fault Tree Analysis method. Then set up fault tree model for sensors subsystem and make reliability anlysis for it. The result shows that Fault Tree Analysis is a good method to appraise sensor system's reliability.
Key words: flight control system; sensors subsystem; reliability; fault tree
1 概述
飞行控制系统是飞机的重要组成部分，其先进程度已成为飞机性能和作战效能的关键因素，因此有必要对其可靠性进行深入研究。飞行控制系统的可靠性主要由感知对象状态的传感器子系统、实施数据处理和执行控制功能的飞控计算机子系统、操纵舵面运动的伺服作动子系统决定，以上这3个子系统是飞控系统完成其功能和任务的基本平台，每个子系统性能的优劣直接决定着整个飞行控制系统的性能[1]。
本文重点研究传感器子系统的可靠性，在飞行控制系统中装有各种各样的传感器，它们用来精确测量飞机的各种运动参数，如姿态角、迎角、角速率、飞行高度和速度等，这些参数可以完善的描述飞机的运动状态及其在空间的位置，当获得这些参数后，便可以按一定的控制规律人工或自动地控制飞机，使其按给定姿态、航向和轨迹飞行。[2]把这些在飞行控制系统中用到的不同类型的传感器统统归入传感器子系统，再进一步对其可靠性进行研究。考虑到工程系统中的可靠性评估不应该仅仅是简单的得到可靠性计算结果，还要能够对故障原因做出分析和准确的判断，这样才能提高飞行的可靠性，减少飞机维护的盲目性，保证飞行任务的顺利完成。基于此想法，本文采用了故障树分析方法对传感器子系统进行可靠性评估。
2 传感器子系统的故障树分析
2.1 传感器子系统故障树建模
对传感器子系统进行故障树分析，第一步是要建立合理的故障树模型：首先在结构上对传感器子系统进行分解，把系统的总体结构分解为下一层次的子结构，并一直分解到底层的传感器部件。在本系统中将传感器子系统失效作为顶事件T，丢失角速率信息作为中间事件M1，丢失姿态信息作为中间事件M2，丢失速度信息作为中间事件M3，丢失航向信息作为中间事件M4，丢失高度信息作为中间事件M5，丢失位置信息作为中间事件M6。对于中间事件M1，三轴速率陀螺失效和惯性导航系统失效作为第3层子节点；对于中间事件M2，垂直陀螺失效和惯性导航系统失效作为第3层子节点；对于中间事件M2，气压传感器失效、大气数据计算机失效、GPS失效、惯性导航系统失效作为第3层子节点；对于中间事件M4，磁航向传感器失效、GPS失效、惯性导航系统失效作为第3层子节点；对于中间事件M5，气压传感器失效、无线电高度表失效、大气数据计算机失效、GPS失效、惯性导航系统失效作为第3层子节点；对于中间事件M6，GPS失效和惯性导航系统失效作为第3层子节点。图1是传感器子系统的故障树模型，表1是对图1中各个符号代表的事件的说明。
2.2 传感器子系统故障树定性分析
根据求解最小割集的下行法[6]，得到传感器子系统故障树的最小割集是x1x9、x2x9、x8x9。这3条最小割集代表了传感器子系统的3种故障模式：
1）三轴速率陀螺和惯性导航系统同时失效的情况下，传感器子系统失效；
2）垂直陀螺和惯性导航系统同时失效的情况下，传感器子系统失效；
3）GPS和惯性导航系统同时失效的情况下，传感器子系统失效。
从最小割集的分析可以看出，传感器子系统的设计符合可靠性系统设计的原则，即不存在只包含一个底事件的一阶最小割集，因此也就不存在单点故障。与此同时，求出传感器子系统的最小割集还有以下几个方面的意义：
1）提高了发现系统故障原因的效率：当发现传感器子系统失效时候，不用挨个检查每个部件，而是首先检查最小割集中包含的底事件1，2，8，9是否发生，也就是检查三轴速率陀螺、垂直陀螺、GPS、惯性导航系统是否出现故障；
2）确定系统的薄弱环节：最小割集中包含的底事件反映了系统的薄弱环节，具体到传感器子系统中就是三轴速率陀螺、垂直陀螺、GPS、惯性导航系统这4个部件。换句话说，要提高传感器子系统的高可靠性，最有效的方式就是提高这4个部件的可靠性。
3）有效的指导对系统的维修：根据最小割集的定义，如果系统的某一故障模式发生了，则一定是该系统中与其对应的某一个最小割集中的全部底事件发生了，因此当进行维修时必须要修复同一最小割集中的全部故障部件才能恢复系统的可靠性。例如，当检测到垂直陀螺发生故障时并进行维修后，还必须要修复包含垂直陀螺的最小割集中的其它部件，也就是惯性导航系统，这样才能恢复系统可靠性水平。
2.3 传感器子系统故障树定量分析
2.3.1 传感器子系统可靠度计算
将传感器子系统故障树中每个底事件xi的发生概率表示为Fi(1≤i≤9)， 具体见表2。
根据2.2中的定性分析结果，传感器子系统故障树的最小割集是x1x9、x2x9、x8x9，则故障树的顶事件T可以表示为：
系统的不可靠Fs的表达式可以表示为，
将表2中Fi的值代入，得到顶事件发生概率Fs=0.000001，即传感器子系统的可靠度Rs=1-Fs=0.999999。
2.3.2 传感器子系统底事件的概率重要度计算
对传感器子系统底事件 的概率重要度[6]计算如下，
代入表2中Fi的值就能够得到底事件x1的概率重要度，根据该方法得到故障树子系统所有底事件的概率重要度见表3。
根据以上的定性和定量分析结果可以看出，底事件9的发生概率的变化对顶事件发生概率的变化影响最大，其次是底事件8，然后是底事件1、2。因此为了有效的提高传感器子系统的可靠度，首先应该考虑提高惯性导航系统的可靠度，然后是提高GPS的可靠度，最后是三轴速率陀螺和垂直陀螺的可靠度。根据以上的定性和定量分析结果可以看出，底事件9的发生概率的变化对顶事件发生概率的变化影响最大，其次是底事件8，然后是底事件1、2。因此为了有效的提高传感器子系统的可靠度，首先应该考虑提高惯性导航系统的可靠度，然后是提高GPS的可靠度，最后是三轴速率陀螺和垂直陀螺的可靠度。
3 结论
对飞控系统的传感器子系统建立故障树模型并进行相关的定性和定量分析，可以有效的预知系统的故障模式,为改进设计提供依据，对保障飞机的可靠性有着实用工程意义。
参考文献：
[1] 刘林,郭恩友.飞行控制系统的分系统[M].北京:高等教育出版社,2003.
[2] 姚一平.可靠性及余度技术[M].北京:航空工业出版社,1985.
[3] 曾声奎,赵延弟,张建国,等.系统可靠性设计与分析教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2001.
[4] 张平,陈宗基.自修复飞控系统的可靠性估计[J].北京航空航天大学学报,1999,25(3):260-263.
[5] 齐晓慧,杨志军,吴晓蓓.无人机自我修复飞行控制系统研究综述[J].控制工程,2006,13(6):513-516.
故障树分析法篇6
当今电梯行业对技术人员的要求越来越高，电梯数量的增多也让电梯类技术人员的数量要求激增。在这样的前题下，对职业院校如何培养高素质的电梯从业人员提出了前所未有的考验。学生最应具备的技能就是故障电梯的现场诊断确定故障点，这是排除故障使电梯恢复运行的最基本条件。针对故障诊断这一最基本能力的培养，在日常教学中把电梯系统故障树中的典型故障子树提出来，将这个子树的设计与应用作为一个教学项目，通过多个子树的设计应用让学生逐渐形成这种逻辑性强的故障分析思路，也让学生更深入地理解电梯的正常运作原理，让学生在故障多发点与故障现象之间形成对应关系。
一、故障树分析的思维结构
电梯系统故障树是为了分析研究电梯系统某些功能发生故障而设计的一种树状的因果逻辑关系图。在这种关系图设计中，将电梯故障停梯作为故障树分析的目标，然后将直接导致故障的全部因素找出来，将这些因素形成的条件罗列出来……直至最基本的故障单元。电梯系统的故障多种多样，要完全地将其故障树编制出来绝非易事，也背离教学的初衷，所以，在这里只将常见的电气故障归纳进来并且以电梯的各个电气系统作为故障树的二级节点，就能更好地进行教学项目的划分。电梯系统故障包括：门系统故障、抱闸系统故障、电源系统故障、驱动系统故障、控制系统故障、安全系统故障、检修系统故障。故障树分析法在教学中的作用：帮助学生弄清各种电梯故障现象发生的原理；启发学生构建有效的电梯故障分析思路；在分析各层故障发生机理的同时，学生对电梯系统的正常运行条件有了较为全面的认知。
二、以构建故障子树为项目开展理论教学
理论教学的基本环节与故障子树的构建步骤相对应。一是熟悉电梯系统：详细讲解电梯系统的正常状态和各项参数，引导学生自主制作电梯工艺流程图和电梯布置图。二是了解电梯故障：收集故障案例，进行故障统计，设想电梯系统可能发生的故障。三是确定顶事件及二级节点：这一环节由教师确定，并据此制订出相关的项目教学计划。四是找出原因：找出与电梯故障相关的原因和各种因素。五是设计故障子树：从二级节点事件起，依据电梯的工作原理及电气图纸逐级列出直接原因的事件，直至最基本的元器件单元，按各层之间的逻辑关系，学生设计出故障子树。六是分析：按故障子树逻辑关系进行精简，确定各基本事件在故障子树中的重要程度。例如，电梯不关门故障（门系统故障子树内）。引导学生针对性地了解门系统的各项标准和参数，电梯不关门为门系统故障的直接原因之一，向下分析不关门的直接原因如：安全触板故障、门机故障、开门信号……罗列出之后，再进一步推理至最基本的器件：开门按钮、该层招呼按钮、安全触板开关……最后以一定的逻辑关系将这层层的事件及元件画在一个故障树中。
三、以应用和检验故障子树为项目开展实操教学
传统故障树分析方法应不断地在实际操作中进行应用，在应用中持续地发现问题和设计上的局限性，从而持续地使故障树得到完善和发展。而学生的故障树设计也必须经过实践的考验才能更加完整，同时学生心中的故障树也就是诊断故障的经验才能迅速地积累起来。例如，教师设置故障：安全接触器线圈断路（安全回路故障）。学生观察故障现象：安全接触器不吸合，初步判定为安全回路故障。根据学生设计的不完善故障子树（图略）学生树进行分析检查后，排除了供电故障及安全开关动作，故障诊断到此无法开展。所以，学生得证所设计的故障树有不周全之处，教师引导学生进行电路分析后找到新的故障直接原因――安全接触器线圈断路。根据本次应用，学生将其所得归纳入故障树中使它完善，也使自己的排故经验得到积累。
四、电梯故障诊断方法
一是电压法。在检测电梯电气线路故障时，经常要用到测量相应的电压值来诊断电气线路和电气元件的故障点。分段测量法，针对各个用电器测量其两端的电压。分阶测量法，黑表笔对地，红表笔按线路顺序检测相关点。二是电阻法。用蜂鸣挡在电梯断电之后进行测试，主要检测所有的接线和常闭触点的状态。三是短接法。电梯中的常见故障是断路故障。比如导线损坏断路，熔断器熔断，导线虚接等。对于这种故障可以采用局部短接法。四是替换法。当电梯故障范围已缩小，但不能确定时，可以采用替换法。用正常的部件替换怀疑的故障部件，查看电梯的状态（主要用于主板等现场维修较难的部件）。
五、结束语
故障树分析法篇7
论文关键词：故障树,大型设备机组,故障诊断
在某工业中，大型设备机组的运行具有长时间、连续性的特点，因此大型设备机组在某工业领域具有无可替代的作用。其中，机组等关键设备具有造价高昂、结构复杂、安全要求高等特点，一旦发生故障将会影响整体机组的正常运行，甚至带来重大的安全隐患。因此，需要对大型设备故障进行及时诊断，使其在发生故障时在最短的时间内投入正常使用。
随着故障诊断理论体系的不断完善和智能故障检测技术的不断发展，越来越多的领域已经开始通过各种先进的检测手段对设备故障进行检测。现阶段大型设备机组故障诊断的方法主要有基于粗糙集的诊断方法、基于神经网络的诊断方法和基于小波变换的诊断方法。其中最常用的是基于小波变换的大型设备机组故障诊断方法。由于故障诊断方法是大型设备机组安全运行的重要保障，因此该课题拥有广阔的发展前景，并成为很多学者研究的重点课题。
传统的故障诊断方法仍然存在着一些不足：基于粗糙集的诊断方法需要处理的运算量巨大，诊断效率降低；基于神经网络的诊断方法容易陷入局部最优解，收敛速度较慢；基于小波变换的诊断方法会造成原始故障的时频信号失真。为了避免传统诊断方法的不足，提出一种基于故障树的大型设备机组故障诊断方法。
1 利用故障树对大型设备机组进行故障检测
故障树诊断法（简记为FTA）又被称为“因果树诊断法”，利用此方法能够对诸多领域中的设备故障进行简单、准确的诊断。在利用故障树诊断法进行大型设备机组故障诊断的过程中，首先需要大型设备机组在满足正常的运行条件下，构建一个系统安全运行的目标，并将此目标定义为故障诊断的分析目标，然后再根据大型设备机组的结构或者功能的关系，从上到下，逐层分析引起故障的全部直接因素，并通过逻辑门的方式将故障与故障因素相连接，这样可以构建大型设备机组的故障树模型，从而可以直观的表示出大型设备机组中各子单元与系统故障之间的逻辑联系。利用FTA进行大型设备机组的故障诊断，不仅可以对由硬件引起的故障原因进行分析，杂志网同样可以对引起故障的环境因素和软件因素进行分析，因此可以对故障原因进行定性分析。
通过FTA的分析，可以找到引起大型设备机组发生故障的因素，并由此确定最小割集和最小路集，然后根据大型设备机组运行的有关参数进行定量计算，获得已知故障的分布情况、故障发生概率等重要参数。将FTA应用于大型设备机组的故障诊断中，将系统的故障作为故障树分析的目标，通过逻辑分析可以直接寻找到引起故障的因素，从而为故障的排除提供了准确的依据。
在大型设备机组运行的过程中，通过设备运行在线监测系统，对设备的运行数据进行实时采集，并与给定的参数值域相比较，若超过规定的值域范围，则对该数据进行故障判断，并作为FTA的顶事件，根据FTA分析的有关原理，构建对应的故障树分析模型。大型机组可以采用下行法和不交最小割集法构建故障树模型，通过模型的分析可以得到系统中全部最小割集合顶事件发生的概率。对引起故障的因素进行分析可以，此时所有低事件均为可测的分析单元，也就是引起故障的主要因素。因此，最小割集是隐去故障的最小组合，也是故障诊断的关键。顶事件发生的概率即为故障发生的可能性，为了对大型设备机组的故障进行及时诊断，需要尽快找到故障发生的原因，可以通过对系统中各个功能单元的重要程度进行排序来实现。此处的重要程度的定义为：单元故障概率的变化率导致系统故障概率的变化率，其公式如下所述：
2 结束语
本文介绍了故障树诊断方法在某工业领域中大型设备机组中的应用方法，详细阐述了构建大型设备机组故障诊断的故障树的方法和最优诊断路径实现的方法。该课题具有重要的应用价值，可以实现大型设备机组故障及时诊断与维修，从而保证了大型设备机组的安全运行。
【参考文献】
[1]孙福安，郭亚坤，戴兵.基于模糊故障树的基带设备故障诊断方法[J].兵工自动化，2013（3）：76-79.
[2]尚文，王维民，齐鹏逸.基于条件规则与故障树法的燃气轮机故障诊断[J].机电工程，2013，30（7）：798-801.
故障树分析法篇8
低压开关控制柜品种多、规格复杂，因此，对低压开关控制柜进行可靠性分析时本文以
比较典型的低压开关控制柜MCC为例进行可靠性分析，并以河北电力设备厂生产的张家口水电解制氢装置MCC开关柜为例进行分析，以下简称低压开关柜MCC。
低压抽出式电动机控制中心和小电流的动力配电中心简称低压抽出式MCC柜，适用于交流50Hz额定电压380V及以下的电力系统中，作为化工冶金纺织矿山等各工矿企业的电动机控制用。
低压开关控制柜MCC设备的特点：
（1）按不同功能设计成各种类型的抽屉单元。根据用户需要，选用施奈德公司的低压电器元件。
（2）类似的抽屉具有互换性。需维修或更换时，只需换上同规格的备用抽屉，提高了供电的连续性。
（3）所有的导线均采用冷压接线端头，在一次线端头上加套热缩塑料管，二次线端头套塑料管，提高了运行可靠性。
（4）为使母线搭接面接触良好，采用整平压印新工艺。
（5）具有良好的保护接地系统，全部金属结构之间可靠连接，并与接地保护母线排相通。
（6）空气开关的操作机构突出门外，并有明显分合标志，门与操作机构间有机械联锁装置。
（7）壳体表面采用烤漆或静电喷涂。
（8）不覆漆的其它金属部件全部镀锌钝化。
（9）柜体框架具有光滑的钝形边缘，可使安装人员的双手得到保护。
2 低压开关控制柜MCC的可靠性分析
2.1 低压开关控制柜MCC的可靠度逻辑图
低压开关控制柜主要由六个模块组成，分别为：吸附器A电力回路、吸附器B电力回路、碱液循环电力回路、送水泵电力回路、电解间风机电力回路和配电间风机电力回路。
图1 吸附器A、B电力回路的可靠度逻辑图
2.2 低压开关柜控制柜MCC可靠度的计算
根据可靠度逻辑图，给出元件的失效率，可以计算系统的可靠度。
3 故障树分析方法
3.1 简介
故障树分析法，简称FTA（Fault Tree Analysis），是一种评价复杂系统可靠性与安全性的重要方法故障树分析法是由美国贝尔实验室的H.A.Watson于1961年首先提出的，并应用在民兵导弹的发射控制系统安全性分析中，为预测导弹发射的随机故障率做出了贡献。采用FTA来预测和诊断故障，分析系统的薄弱环节，指导运行和维修，实现系统设计的最优化。
故障树分析方法具有以下几个特点：
（1）具有很大的灵活性。
（2）FTA是一种图形演绎法，所以形象、直观，而且它是一种对故障事件在一定条件下的逻辑推理方法。
（3）进行FTA的过程，也是一个对系统更深入认识的过程，它要求分析人员把握系统的内在联系，弄清各种潜在因素对故障发生影响的途径和程度，因而许多问题在分析的过程中就被发现和解决了，从而提高了系统可靠性的分析精度。
（4）由于故障树是由特定的逻辑门和一定的事件构成的逻辑图，因而可以用计算机辅助建树和分析。
（5）通过FTA可以定量的计算复杂系统的故障率以及其它可靠性参数，为改善和评价系统可靠性提供定量数据
（6）FTA不仅可用于解决工程技术中的可靠性问题，而且可用于经济管理的工程问题，还对不曾参与系统设计的管理和维修人员来说相当于一个形象的管理维修指南，因此对培训使用系统的人员更有意义。
3.2 实施步骤
故障树分析方法的基本步骤包括：选取顶事件；建立故障树；故障树的定性分析；故障树的定量分析。
3.2.1 顶事件的选取
顶事件就是最不希望发生的故障状态。它可以根据我们最关心的问题来选取，但是下列几点需要共同遵守：（1）顶事件发生与否必须有明确定义；（2）顶事件必须能进一步分解，这样才能按顶事件发生的逻辑关系建立故障树；（3）顶事件能定量地度量。
3.2.2 建立故障树
这是故障树分析中最关键的一步。通常是一个反复深入、逐步完善的过程。通过建树过程使工程技术人员透彻了解系统，发现系统中的薄弱环节，这是建树的首要目的。其次建造故障树也是使用FTA的前提条件。
3.2.3 故障树定性分析
故障树定性分析就是找出导致顶事件发生的所有可能故障模式，即求出故障树的所有最小割集。
3.3 低压开关控制柜MCC的故障树定性分析结果
任何故障树均有有限数目的最小割集组成，它们对给定的故障树顶事件是唯一的。单个事件组成的最小割集，表示该事件一旦发生顶事件就发生。
低压开关控制柜MCC故障树的最小割集如下：
割集0：Event8割集1：Event10割集2：Event11割集3：Event12割集4：Event13割集5：Event14割集6：Event15割集7：Event16割集8：Event17割集9：Event18割集10：Event20割集11：Event28割集12：Event33割集13：Event35割集14：Event42割集15：Event47割集16：Event49割集17：Event50割集18：Event52割集19：Event58割集20：Event60割集21：Event61割集22：Event62割集23：Event26 Event30割集24：Event27 Event30割集25：Event40 Event44割集26：Event41 Event44割集27：Event54 Event57割集28：Event54 Event56割集29：Event65 Event68割集30：Event65 Event67
3.4 低压开关控制柜MCC的故障树定量计算结果
低压开关控制柜MCC故障树的定量计算结果如下（令t=2000h，计算顶事件发生概率）低压成套开关设备的可靠性分析
李志鸿
（宁波市创捷自动化有限公司，浙江 宁波 315803）
1 低压开关控制柜MCC
低压开关控制柜品种多、规格复杂，因此，对低压开关控制柜进行可靠性分析时本文以
比较典型的低压开关控制柜MCC为例进行可靠性分析，并以河北电力设备厂生产的张家口水电解制氢装置MCC开关柜为例进行分析，以下简称低压开关柜MCC。
低压抽出式电动机控制中心和小电流的动力配电中心简称低压抽出式MCC柜，适用于交流50Hz额定电压380V及以下的电力系统中，作为化工冶金纺织矿山等各工矿企业的电动机控制用。
低压开关控制柜MCC设备的特点：
（1）按不同功能设计成各种类型的抽屉单元。根据用户需要，选用施奈德公司的低压电器元件。
（2）类似的抽屉具有互换性。需维修或更换时，只需换上同规格的备用抽屉，提高了供电的连续性。
（3）所有的导线均采用冷压接线端头，在一次线端头上加套热缩塑料管，二次线端头套塑料管，提高了运行可靠性。
（4）为使母线搭接面接触良好，采用整平压印新工艺。
（5）具有良好的保护接地系统，全部金属结构之间可靠连接，并与接地保护母线排相通。
（6）空气开关的操作机构突出门外，并有明显分合标志，门与操作机构间有机械联锁装置。
（7）壳体表面采用烤漆或静电喷涂。
（8）不覆漆的其它金属部件全部镀锌钝化。
（9）柜体框架具有光滑的钝形边缘，可使安装人员的双手得到保护。
2 低压开关控制柜MCC的可靠性分析
2.1 低压开关控制柜MCC的可靠度逻辑图
低压开关控制柜主要由六个模块组成，分别为：吸附器A电力回路、吸附器B电力回路、碱液循环电力回路、送水泵电力回路、电解间风机电力回路和配电间风机电力回路。
图1 吸附器A、B电力回路的可靠度逻辑图
2.2 低压开关柜控制柜MCC可靠度的计算
根据可靠度逻辑图，给出元件的失效率，可以计算系统的可靠度。
3 故障树分析方法
3.1 简介
故障树分析法，简称FTA（Fault Tree Analysis），是一种评价复杂系统可靠性与安全性的重要方法故障树分析法是由美国贝尔实验室的H.A.Watson于1961年首先提出的，并应用在民兵导弹的发射控制系统安全性分析中，为预测导弹发射的随机故障率做出了贡献。采用FTA来预测和诊断故障，分析系统的薄弱环节，指导运行和维修，实现系统设计的最优化。
故障树分析方法具有以下几个特点：
（1）具有很大的灵活性。
（2）FTA是一种图形演绎法，所以形象、直观，而且它是一种对故障事件在一定条件下的逻辑推理方法。
（3）进行FTA的过程，也是一个对系统更深入认识的过程，它要求分析人员把握系统的内在联系，弄清各种潜在因素对故障发生影响的途径和程度，因而许多问题在分析的过程中就被发现和解决了，从而提高了系统可靠性的分析精度。
（4）由于故障树是由特定的逻辑门和一定的事件构成的逻辑图，因而可以用计算机辅助建树和分析。
（5）通过FTA可以定量的计算复杂系统的故障率以及其它可靠性参数，为改善和评价系统可靠性提供定量数据
（6）FTA不仅可用于解决工程技术中的可靠性问题，而且可用于经济管理的工程问题，还对不曾参与系统设计的管理和维修人员来说相当于一个形象的管理维修指南，因此对培训使用系统的人员更有意义。
3.2 实施步骤
故障树分析方法的基本步骤包括：选取顶事件；建立故障树；故障树的定性分析；故障树的定量分析。
3.2.1 顶事件的选取
顶事件就是最不希望发生的故障状态。它可以根据我们最关心的问题来选取，但是下列几点需要共同遵守：（1）顶事件发生与否必须有明确定义；（2）顶事件必须能进一步分解，这样才能按顶事件发生的逻辑关系建立故障树；（3）顶事件能定量地度量。
3.2.2 建立故障树
这是故障树分析中最关键的一步。通常是一个反复深入、逐步完善的过程。通过建树过程使工程技术人员透彻了解系统，发现系统中的薄弱环节，这是建树的首要目的。其次建造故障树也是使用FTA的前提条件。
3.2.3 故障树定性分析
故障树定性分析就是找出导致顶事件发生的所有可能故障模式，即求出故障树的所有最小割集。
3.3 低压开关控制柜MCC的故障树定性分析结果
任何故障树均有有限数目的最小割集组成，它们对给定的故障树顶事件是唯一的。单个事件组成的最小割集，表示该事件一旦发生顶事件就发生。
低压开关控制柜MCC故障树的最小割集如下：
割集0：Event8割集1：Event10割集2：Event11割集3：Event12割集4：Event13割集5：Event14割集6：Event15割集7：Event16割集8：Event17割集9：Event18割集10：Event20割集11：Event28割集12：Event33割集13：Event35割集14：Event42割集15：Event47割集16：Event49割集17：Event50割集18：Event52割集19：Event58割集20：Event60割集21：Event61割集22：Event62割集23：Event26 Event30割集24：Event27 Event30割集25：Event40 Event44割集26：Event41 Event44割集27：Event54 Event57割集28：Event54 Event56割集29：Event65 Event68割集30：Event65 Event67
3.4 低压开关控制柜MCC的故障树定量计算结果
低压开关控制柜MCC故障树的定量计算结果如下（令t=2000h，计算顶事件发生概率）低压成套开关设备的可靠性分析
李志鸿
（宁波市创捷自动化有限公司，浙江 宁波 315803）
1 低压开关控制柜MCC
低压开关控制柜品种多、规格复杂，因此，对低压开关控制柜进行可靠性分析时本文以
比较典型的低压开关控制柜MCC为例进行可靠性分析，并以河北电力设备厂生产的张家口水电解制氢装置MCC开关柜为例进行分析，以下简称低压开关柜MCC。
低压抽出式电动机控制中心和小电流的动力配电中心简称低压抽出式MCC柜，适用于交流50Hz额定电压380V及以下的电力系统中，作为化工冶金纺织矿山等各工矿企业的电动机控制用。
低压开关控制柜MCC设备的特点：
（1）按不同功能设计成各种类型的抽屉单元。根据用户需要，选用施奈德公司的低压电器元件。
（2）类似的抽屉具有互换性。需维修或更换时，只需换上同规格的备用抽屉，提高了供电的连续性。
（3）所有的导线均采用冷压接线端头，在一次线端头上加套热缩塑料管，二次线端头套塑料管，提高了运行可靠性。
（4）为使母线搭接面接触良好，采用整平压印新工艺。
（5）具有良好的保护接地系统，全部金属结构之间可靠连接，并与接地保护母线排相通。
（6）空气开关的操作机构突出门外，并有明显分合标志，门与操作机构间有机械联锁装置。
（7）壳体表面采用烤漆或静电喷涂。
（8）不覆漆的其它金属部件全部镀锌钝化。
（9）柜体框架具有光滑的钝形边缘，可使安装人员的双手得到保护。
2 低压开关控制柜MCC的可靠性分析
2.1 低压开关控制柜MCC的可靠度逻辑图
低压开关控制柜主要由六个模块组成，分别为：吸附器A电力回路、吸附器B电力回路、碱液循环电力回路、送水泵电力回路、电解间风机电力回路和配电间风机电力回路。
图1 吸附器A、B电力回路的可靠度逻辑图
2.2 低压开关柜控制柜MCC可靠度的计算
根据可靠度逻辑图，给出元件的失效率，可以计算系统的可靠度。
3 故障树分析方法
3.1 简介
故障树分析法，简称FTA（Fault Tree Analysis），是一种评价复杂系统可靠性与安全性的重要方法故障树分析法是由美国贝尔实验室的H.A.Watson于1961年首先提出的，并应用在民兵导弹的发射控制系统安全性分析中，为预测导弹发射的随机故障率做出了贡献。采用FTA来预测和诊断故障，分析系统的薄弱环节，指导运行和维修，实现系统设计的最优化。
故障树分析方法具有以下几个特点：
（1）具有很大的灵活性。
（2）FTA是一种图形演绎法，所以形象、直观，而且它是一种对故障事件在一定条件下的逻辑推理方法。
（3）进行FTA的过程，也是一个对系统更深入认识的过程，它要求分析人员把握系统的内在联系，弄清各种潜在因素对故障发生影响的途径和程度，因而许多问题在分析的过程中就被发现和解决了，从而提高了系统可靠性的分析精度。
（4）由于故障树是由特定的逻辑门和一定的事件构成的逻辑图，因而可以用计算机辅助建树和分析。
（5）通过FTA可以定量的计算复杂系统的故障率以及其它可靠性参数，为改善和评价系统可靠性提供定量数据
（6）FTA不仅可用于解决工程技术中的可靠性问题，而且可用于经济管理的工程问题，还对不曾参与系统设计的管理和维修人员来说相当于一个形象的管理维修指南，因此对培训使用系统的人员更有意义。
3.2 实施步骤
故障树分析方法的基本步骤包括：选取顶事件；建立故障树；故障树的定性分析；故障树的定量分析。
3.2.1 顶事件的选取
顶事件就是最不希望发生的故障状态。它可以根据我们最关心的问题来选取，但是下列几点需要共同遵守：（1）顶事件发生与否必须有明确定义；（2）顶事件必须能进一步分解，这样才能按顶事件发生的逻辑关系建立故障树；（3）顶事件能定量地度量。
3.2.2 建立故障树
这是故障树分析中最关键的一步。通常是一个反复深入、逐步完善的过程。通过建树过程使工程技术人员透彻了解系统，发现系统中的薄弱环节，这是建树的首要目的。其次建造故障树也是使用FTA的前提条件。
3.2.3 故障树定性分析
故障树定性分析就是找出导致顶事件发生的所有可能故障模式，即求出故障树的所有最小割集。
3.3 低压开关控制柜MCC的故障树定性分析结果
任何故障树均有有限数目的最小割集组成，它们对给定的故障树顶事件是唯一的。单个事件组成的最小割集，表示该事件一旦发生顶事件就发生。
低压开关控制柜MCC故障树的最小割集如下：
割集0：Event8割集1：Event10割集2：Event11割集3：Event12割集4：Event13割集5：Event14割集6：Event15割集7：Event16割集8：Event17割集9：Event18割集10：Event20割集11：Event28割集12：Event33割集13：Event35割集14：Event42割集15：Event47割集16：Event49割集17：Event50割集18：Event52割集19：Event58割集20：Event60割集21：Event61割集22：Event62割集23：Event26 Event30割集24：Event27 Event30割集25：Event40 Event44割集26：Event41 Event44割集27：Event54 Event57割集28：Event54 Event56割集29：Event65 Event68割集30：Event65 Event67
3.4 低压开关控制柜MCC的故障树定量计算结果
低压开关控制柜MCC故障树的定量计算结果如下（令t=2000h，计算顶事件发生概率）低压成套开关设备的可靠性分析
李志鸿
（宁波市创捷自动化有限公司，浙江 宁波 315803）
1 低压开关控制柜MCC
低压开关控制柜品种多、规格复杂，因此，对低压开关控制柜进行可靠性分析时本文以
比较典型的低压开关控制柜MCC为例进行可靠性分析，并以河北电力设备厂生产的张家口水电解制氢装置MCC开关柜为例进行分析，以下简称低压开关柜MCC。
低压抽出式电动机控制中心和小电流的动力配电中心简称低压抽出式MCC柜，适用于交流50Hz额定电压380V及以下的电力系统中，作为化工冶金纺织矿山等各工矿企业的电动机控制用。
低压开关控制柜MCC设备的特点：
（1）按不同功能设计成各种类型的抽屉单元。根据用户需要，选用施奈德公司的低压电器元件。
（2）类似的抽屉具有互换性。需维修或更换时，只需换上同规格的备用抽屉，提高了供电的连续性。
（3）所有的导线均采用冷压接线端头，在一次线端头上加套热缩塑料管，二次线端头套塑料管，提高了运行可靠性。
（4）为使母线搭接面接触良好，采用整平压印新工艺。
（5）具有良好的保护接地系统，全部金属结构之间可靠连接，并与接地保护母线排相通。
（6）空气开关的操作机构突出门外，并有明显分合标志，门与操作机构间有机械联锁装置。
（7）壳体表面采用烤漆或静电喷涂。
（8）不覆漆的其它金属部件全部镀锌钝化。
（9）柜体框架具有光滑的钝形边缘，可使安装人员的双手得到保护。
2 低压开关控制柜MCC的可靠性分析
2.1 低压开关控制柜MCC的可靠度逻辑图
低压开关控制柜主要由六个模块组成，分别为：吸附器A电力回路、吸附器B电力回路、碱液循环电力回路、送水泵电力回路、电解间风机电力回路和配电间风机电力回路。
图1 吸附器A、B电力回路的可靠度逻辑图
2.2 低压开关柜控制柜MCC可靠度的计算
根据可靠度逻辑图，给出元件的失效率，可以计算系统的可靠度。
3 故障树分析方法
3.1 简介
故障树分析法，简称FTA（Fault Tree Analysis），是一种评价复杂系统可靠性与安全性的重要方法故障树分析法是由美国贝尔实验室的H.A.Watson于1961年首先提出的，并应用在民兵导弹的发射控制系统安全性分析中，为预测导弹发射的随机故障率做出了贡献。采用FTA来预测和诊断故障，分析系统的薄弱环节，指导运行和维修，实现系统设计的最优化。
故障树分析方法具有以下几个特点：
（1）具有很大的灵活性。
（2）FTA是一种图形演绎法，所以形象、直观，而且它是一种对故障事件在一定条件下的逻辑推理方法。
（3）进行FTA的过程，也是一个对系统更深入认识的过程，它要求分析人员把握系统的内在联系，弄清各种潜在因素对故障发生影响的途径和程度，因而许多问题在分析的过程中就被发现和解决了，从而提高了系统可靠性的分析精度。
（4）由于故障树是由特定的逻辑门和一定的事件构成的逻辑图，因而可以用计算机辅助建树和分析。
（5）通过FTA可以定量的计算复杂系统的故障率以及其它可靠性参数，为改善和评价系统可靠性提供定量数据
（6）FTA不仅可用于解决工程技术中的可靠性问题，而且可用于经济管理的工程问题，还对不曾参与系统设计的管理和维修人员来说相当于一个形象的管理维修指南，因此对培训使用系统的人员更有意义。
3.2 实施步骤
故障树分析方法的基本步骤包括：选取顶事件；建立故障树；故障树的定性分析；故障树的定量分析。
3.2.1 顶事件的选取
顶事件就是最不希望发生的故障状态。它可以根据我们最关心的问题来选取，但是下列几点需要共同遵守：（1）顶事件发生与否必须有明确定义；（2）顶事件必须能进一步分解，这样才能按顶事件发生的逻辑关系建立故障树；（3）顶事件能定量地度量。
3.2.2 建立故障树
这是故障树分析中最关键的一步。通常是一个反复深入、逐步完善的过程。通过建树过程使工程技术人员透彻了解系统，发现系统中的薄弱环节，这是建树的首要目的。其次建造故障树也是使用FTA的前提条件。
3.2.3 故障树定性分析
故障树定性分析就是找出导致顶事件发生的所有可能故障模式，即求出故障树的所有最小割集。
3.3 低压开关控制柜MCC的故障树定性分析结果
任何故障树均有有限数目的最小割集组成，它们对给定的故障树顶事件是唯一的。单个事件组成的最小割集，表示该事件一旦发生顶事件就发生。
低压开关控制柜MCC故障树的最小割集如下：
割集0：Event8割集1：Event10割集2：Event11割集3：Event12割集4：Event13割集5：Event14割集6：Event15割集7：Event16割集8：Event17割集9：Event18割集10：Event20割集11：Event28割集12：Event33割集13：Event35割集14：Event42割集15：Event47割集16：Event49割集17：Event50割集18：Event52割集19：Event58割集20：Event60割集21：Event61割集22：Event62割集23：Event26 Event30割集24：Event27 Event30割集25：Event40 Event44割集26：Event41 Event44割集27：Event54 Event57割集28：Event54 Event56割集29：Event65 Event68割集30：Event65 Event67
3.4 低压开关控制柜MCC的故障树定量计算结果
低压开关控制柜MCC故障树的定量计算结果如下（令t=2000h，计算顶事件发生概率） 通过以上分析可以看到，低压开关控制柜的故障树由31个最小割集构成，其中一阶最小割集23个，二阶最小割集8个，系统的薄弱环节为23个底事件构成的一阶割集。一阶最小割集中的事件发生，系统才会故障，所以它们的概率重要度为1，二阶最小割集中，只有当所有事件发生，系统才发生故障，所以概率重要度小的多。
本文研究了低压成套开关设备的可靠性分析方法，并以低压开关控制柜MCC为例进行了可靠性分析和计算。由以上的分析可知本文的主要工作和结论如下：
（1）全面的分析低压成套开关设备的可靠性必须考虑低压成套开关设备作为不可修复系统时和可修复系统时的不同，不可修复系统的可靠性指标和可修复系统的可靠性指标不同，所使用的分析方法也不同。因此，当把低压成套开关设备看作不可修复系统时，采用可靠度逻辑图分析方法和故障树分析方法，当把低压成套开关设备看作可修复系统时，采用状态空间方法。
基于供电企业配网自动化控制系统的应用（2）可靠度逻辑图分析方法和故障树分析方法各有优缺点：应用可靠度逻辑图方法，需要弄清楚低压成套开关设备的结构、功能以及各单元之间的可靠性关系，在得到该系统的可靠度逻辑图后，计算较简单。但是，当系统的结构复杂、单元众多时，系统的可靠度逻辑图很难或不能画出。应用故障树分析方法可弥补可靠度逻辑图分析方法的缺点，可以采用计算机进行分析，在大型复杂系统的可靠性研究中更为有效，还可以进行底事件和最小割集的重要度的分析，得出关键事件重要度，各单元对系统的影响一目了然。
（3）通过对低压开关控制柜MCC可靠性的计算，可以看出提高底事件的可靠性可以提高系统的可靠度。