在汽车行业的质量管理体系中,故障树分析(FTA)是一种被广泛使用的工具和方法,尤其在企业应用中表现出极大的价值。这种方法不仅有利于分析解决系统性问题,还能为设计防错提供方向和思路。
FTA是系统分析的技术之一,它从单个潜在失效模式识别所有的可能原因,分析系统失误。FTA考虑的是相互关联的原因以及独立原因。除了故障树结构和逻辑关联,FTA通常还包括失效可能性的识别,从而能够从零部件的可靠性计算系统可靠性。
FTA的提出可追溯至1961年,由贝尔电话研究室的华特先生首创。这种方法采用逻辑方法,形象地进行危险分析工作,具有直观、明了、思路清晰、逻辑性强的特点,既可以做定性分析,也可以做定量分析。它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,是安全系统工程的主要分析方法之一。
FTA的推行意义:
- 判明可能发生的故障模式和原因;
- 发现可靠性和安全性的薄弱环节,采取改进措施,提高产品可靠性和安全性;
- 计算故障发生概率;
- 在发生重大故障或后,FTA是故障调查的有效手段,能系统而全面地分析原因,为故障“归零”提供支持;
- 指导故障诊断、改进使用和维修方案等。
故障树不仅能把系统故障的各种可能因素联系起来,还有利于提高系统的可靠性,找出系统的薄弱环节和故障谱。它也可以作为管理人员及维修人员的管理、维修指南,因此用来培训长期使用大型复杂系统的人员更有意义。通过故障树可以定量地求出复杂系统的失效概率和其他可靠性特征量,为改进和评估系统的可靠性提供定量数据。
在进行FTA时,应注意故障树的建立、定性分析和定量计算三个步骤。要确定顶事件和建立边界条件,通过逐级分解得到原始故障树,然后简化得到最终的故障树。在定性分析阶段,需要寻找顶事件的原因事件及原因事件的组合(最小割集),发现潜在的故障和设计薄弱环节。在定量计算阶段,根据底事件之间的独立性和元、部件和系统的两态性等特点,进行概率计算和顶事件发生概率的计算。
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