风险分析方法.doc

风险分析方法.doc:..(FTA)故障树分析(FTA)是风险分析的一种方法,可进行定量和定性的分析。这里仅就FTA方法简单作以介绍,读者可由GJB/Z768A—98《故障树分析指南》(参考文献[3])中了解更详细的资料。,用表示事件的符号、逻辑门符号描述系统中各种事件之间的因果关系。逻辑门的输入事件是输出事件的“因”,逻辑门的输出事件是输入事件的“果”。(1)表示事件的符号主要有(见图4):•底事件(导致其他事件的原因事件)包括“基木事件”(无须探明其发牛原因的底事件)及“未探明事件”(暂时不必或不能探明其原因的底事件)•结果事件(由其它事件或事件组合所导致的事件),包括“顶事件”(所关心的最后结果事件)及“中间事件”(位于底事件和顶事件Z间的结果事件,它既是某个逻辑门的输出事件,同时又是别的逻辑门的输入事件)此外还有开关事件、条件事件等特殊事件符号。结果事件顶事件符号 中间事件符号图4 几个主要表示事件的符号(2)逻辑门符号:在FTA中逻辑门只描述事件间的因杲关系。与门、或门和非门是三个基木门,其它的逻辑门如“表决门”、“异或门”、“禁门”等为特殊门。FTA的步騎(1)建造故障树将拟分析的重大风险事件作为“顶事件”,“顶事件”的发生是由于若干“中间事件”的逻辑组合所导致,“中间事件”又是由各个“底事件”逻辑组合所导致。这样自上而下的按层次的进行因果逻辑分析,逐层找出风险事件发生的必要而充分的所有原因和原因组合,构成了一个倒立的树状的逻辑因果关系图。例如,对上述飞机例中的机翼重量这个风险事件进行分析:“重量”为顶事件,可能使飞机的速度达不到预期的要求;造成超重的原因可能是“材料”的问题,或“设计”未满足重量的预期值的要求;造成“设计”问题的原因(假设)是设计“人员”只注意靠增加发动机的能力來提高速度,未考虑重量的影响,而同时也未按设计控制“程序”的要求进行认真的评审、未能及时发现问题。“设计”即为屮间事件,而“人员”、“程序”及“材料”即为底事件。根据逻辑关系画出故障树如图5重量T1材料“X八设计M、/1人员一、 「、程序/Y /V*、I 入2 » (入3)'/\/图5故障树(示例)贝IJ事件T=X1UM=Xiu(x2nx3)符号“U”表示逻辑“或”;“n”表示逻辑“与”这只是建造故障树的一个简单的例子,实际情况要复杂得多。除用人工演绎建造故障树外还可用计算机进行自动建树。人工建造故障树的基本规则如下:•明确建树的边界条件,确定简化系统图•顶事件应严格定义•故障树演绎过程首先寻找的是直接原因而不是基本原因事件•应从上而下逐级建树•建树时不允许逻辑门——逻辑门宜接相连•妥善处理共因事件(2)对故障树进行规范化、简化和模块分解a) 将建造好的故障树简化变成规范化故障树,“规范化故障树”是仅含底事件、结果事件及“与”、“或”、“非”三种逻辑门的故障树。故障树的规范化的基木规则为:•按规则处理未探明事件、开关事件、条件事件等特殊事件•保持输出事件不变、按规则将特殊门等效转换为“与”、“或”、“非”门b) 按集合运算规则(结合律、分配律、吸收律、幕等律、互补律)去掉多余事件和多余的逻辑门。c) 将己规范化的故障树分解为若T•模块,每个模块构成一个模块子树,对每个模块子树用一个等效的虚设的底事件来代替,使原故障树的规模减少。可单独对每个模块子树进行定性分析和定量分析。然后,可根据实际需要,将顶事件与各模块之间的关系转换为顶事件和底事件之间的关系。(3)求故障树的最小割集,进行定性分析“割集”指的是故障树中一些底事件的集合,当这些底事件同时发牛时顶事件必然发生。若在某个割集中将所含的底事件任意去掉一个,余下的底事件构不成割集了(不能使顶事件必然发生),则这样的割集就是“最小割集”。最小割集是底事件的数目不能再减少的割集,一个最小割集代表引起故障树顶事件发生的一种故障模式。a) 求最小割集求最小割集的方法有“下行法”和“上行法”:•下行法的特点是根据故障树的实际结构,从顶事件开始,逐级向下寻杳,找出割集。规定在下行过程中,顺次将逻辑门的输出事件置换为输入事件。遇到与门就将其输入事件排在同一行(布尔积),遇到或门就将其输入事件各口排成一行(布尔和),直到全部换成底事件为止。这样得到的割集再两两比较,划去那些非最小割集,剩下的即为故障树的全部最小割集。•上行法是从底事件开始,自下而上逐步地进行事件集合运算,将或门输岀事件表示为输入事件的布尔和,将与门输出事件表示为输入事件的布尔积。这样向上层层代入,在逐步代入过程中或者最后,按照布尔代数吸收律和等幕律来化简,将顶事件表示成底事件积之和