什么是FTA?
Fault Tree Analysis缩写为FTA,故障树分析。FTA由贝尔实验室的H.A. Watson所开发, 1984年博帕尔事件和1988年阿尔法钻井平台爆炸等事件后,OSHA在1992年发布29CFR1910.119中将故障树分析视为是流程危害分析(PHA)的一种可行作法。与FMEA相比,故障树分析(FTA)是识别系统中哪一部分与特定失效有关的“自上而下”的方法(在如何理解失效模式与影响分析(FMEA)?中我们提到FMEA是“自下而上”的可靠性分析工具)。对于FTA,这个事件通常是系统性能、安全或其他重要操作属性的攫取或降级。故障树用于识别复杂系统中的设计问题。故障树与FMEA是互补的。故障树分析的最终结果是以图形方式显示可识别故障模式下可能导致系统故障的事件组合的图表。
电力系统故障树
故障树如果做得好,也可以作为一个有价值的工程文件,描述系统在各种故障条件下如何运行,为更详细的可靠性和安全性分析提供了必要的文件。在工程设计中主要使用故障树来帮助识别潜在的设计弱点,故障树在调查故障或事故原因时也具有重要价值。FTA通常用于系统的安全分析,也可用于可用性和可维护性分析。
故障树分析过程
故障树分析步骤
当FTA应用于系统设计时,流程开始于识别 “系统故障事件”。然后,审查团队研究系统操作并深入了解系统应如何工作。审查团队然后试图找出发生特定问题所有的可能方式。对于识别的每个项目,该过程一直持续到图表上识别出触发事件或基本故障。
故障树符号
故障树符号
在故障树的底部是“基本故障”和“触发事件”,通常被认为是任何故障的根本原因。基本故障用圆圈表示,触发事件用房屋形符号表示。
定性与定量故障树分析
定性分析:事件发生的可能性及其影响因素、输入事件或其发生频率未得到解决。这种方法是对事件/故障的详细分析。定量分析:详细模拟整个产品、过程或系统,分析绝大多数基本事件(无论是故障还是事件)的发生概率。
故障树分析应用
了解最上方事件和下方不希望出现状态之间的关系;
显示系统对于系统安全/可靠度规范的符合程度;
针对造成最上方事件的各原因列出优先次序;
监控及控制复杂系统的安全性能;
协助设计系统。故障树分析可以作为设计工具,创建输出或较低层模组的需求;
诊断工具,可以用来识别及修正会造成最上方事件的原因,有助于创建诊断手册或是诊断程序。
FTA与FMEA
FTA是自上而下的,FMEA是自下而上的分析方法;
安全标准通常要求单一故障,并且在某些情况下需要多重故障分析,FMEA完成单一故障,FTA可以完成单个和多个故障分析;
FMEA是全面识别基本事件或危害的方法,FTA是对不良事件进行因果分析的方法;
任何在FMEA中发现的导致故障树顶部事件的单一故障必须表现为单点故障;
在FTA中发现的单点故障也应该在FMEA中出现。