gb7829-87故障樹分析程序

1、故障樹分析程序故障樹分析程序GB7829—87國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局1987—06—03批準(zhǔn)批準(zhǔn)1988—01—01實(shí)施實(shí)施1總則總則11目的故障樹分析是系統(tǒng)可靠性和安全性分析的工具之一。故障樹分析包括定性分析和定量分析。定性分析的主要目的是：尋找導(dǎo)致與系統(tǒng)有關(guān)的不希望事件發(fā)生的原因和原因的組合，即尋找導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有故障模式。定量分析的主要目的是：當(dāng)給定所有底事件發(fā)生的概率時(shí)，求出頂事件發(fā)生的概率及其他定量指標(biāo)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，故障

2、樹分析可幫助判明潛在的故障，以便改進(jìn)設(shè)計(jì)(包括維修性設(shè)計(jì))；在系統(tǒng)使用維修階段，可幫助故障診斷、改進(jìn)使用維修方案。12范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了系統(tǒng)可靠性和安全性的故障樹分析的一般程序，主要適用于底事件和頂事件均為兩狀態(tài)的正規(guī)故障樹。2引證標(biāo)準(zhǔn)引證標(biāo)準(zhǔn)GB3187—82《可靠性基本名詞術(shù)語(yǔ)及定義》。GB4888—85《故障樹的名詞術(shù)語(yǔ)和符號(hào)》。3術(shù)語(yǔ)術(shù)語(yǔ)本標(biāo)準(zhǔn)采用GB3187—82和GB4888—85中規(guī)定的術(shù)語(yǔ)定義。并補(bǔ)充以下術(shù)語(yǔ)：31模塊對(duì)于

3、已經(jīng)規(guī)范化和簡(jiǎn)化(見(jiàn)53和541)的正規(guī)故障樹，模塊是至少有兩個(gè)底事件，但不是所有底事件的集合，這些底事件向上可到達(dá)同一個(gè)邏輯門，并且必須通過(guò)此門才能到達(dá)頂事件，故障樹的所有其他底事件向上均不能到達(dá)該邏輯門。32最大模塊經(jīng)規(guī)范化和簡(jiǎn)化的正規(guī)故障樹的最大模塊是該故障樹的一個(gè)模塊，且沒(méi)有其他模塊包含它。33割集割集是導(dǎo)致正規(guī)故障樹頂事件發(fā)生的若干底事件的集合。34最小割集最小割集是導(dǎo)致正規(guī)故障樹頂事件發(fā)生的數(shù)目不可再少的底事件的集合。它表示

4、引起故障樹頂事件發(fā)生的一種故障模式。35結(jié)構(gòu)函數(shù)故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)定義為：???????，若頂事件不發(fā)生，若頂事件發(fā)生01)(21nXXX??其中n為故障樹底事件的數(shù)目，X1，X2，…，Xn為描述底事件狀態(tài)的布爾變量，即niiiXi2101?????????個(gè)底事件不發(fā)生，若第個(gè)底事件發(fā)生，若第36底事件結(jié)構(gòu)重要度第i個(gè)底事件的結(jié)構(gòu)重要度為：)]0()1([21)(111)(1111111niiXXXXniinXXXXXXXXiInii?

5、?????????????????ni21??其中?(o)是故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)，???niiXXXX111??，是對(duì)niiXXXX111????分別取0或1的所有可能求和。底事件結(jié)構(gòu)重要度從故障樹結(jié)構(gòu)的角度反映了各底事件在故障樹中的重要程度。37底事件概率重要度第i個(gè)底事件的概率重要度為：)()(21nipqqqQqiI????ni21??為了對(duì)故障樹作統(tǒng)一的描述和分析，必須將建造出來(lái)的故障樹規(guī)范化，成為僅含有底事件、結(jié)果事件以及“與”、

6、“或”、“非”三種邏輯門的故障樹。故障樹規(guī)范化的主要內(nèi)容包括；a將未探明事件或當(dāng)作基本事件或刪去；b將順序與門變換為與門；c將表決門變換為或門和與門的組合；d將異或門變換為或門、與門和非門的組合；e將禁門變換為與門。54故障樹的簡(jiǎn)化和模塊分解故障樹的簡(jiǎn)化和模塊分解是減小故障樹規(guī)模從而節(jié)省分析工作量的有效措施。541故障樹簡(jiǎn)化a去掉明顯的邏輯多余事件和明顯的邏輯多余門。b用相同轉(zhuǎn)移符號(hào)表示相同子樹，用相似轉(zhuǎn)移符號(hào)表示相似子樹。542故障樹

7、模塊分解a按模塊和最大模塊的定義(見(jiàn)31和32)，找出故障樹中的盡可能大的模塊。如果有計(jì)算機(jī)軟件可用的話，求出故障樹的所有最大模塊。b每個(gè)模塊構(gòu)成一個(gè)模塊子樹，可單獨(dú)地進(jìn)行定性分析和定量分析。c對(duì)每個(gè)模塊子樹用一個(gè)等效的虛設(shè)底事件來(lái)代替，使原故障樹的規(guī)模減小。d在故障樹定性分析和定量分析后，可根據(jù)實(shí)際需要，將頂事件與各模塊之間的關(guān)系轉(zhuǎn)換為頂事件與底事件之間的關(guān)系。55定性分析用下行法或上行法求故障樹的所有最小割集。551下行法下行法的基

8、本原則是：對(duì)每一個(gè)輸出事件，若下面是或門，則將該或門下的每一個(gè)輸入事件各自排成一行；若下面是與門，則將該與門下的所有輸入事件排在同一行。下行法的步驟是：從頂事件開始，由上向下逐級(jí)進(jìn)行，對(duì)每個(gè)結(jié)果事件重復(fù)上述原則，直到所有結(jié)果事件均被處理，所得每一行的底事件的集合均為故障樹的一個(gè)割集。最后按最小割集的定義，對(duì)各行的割集通過(guò)兩兩比較，劃去那些非最小割集的行，剩下的即為故障樹的所有最小割集。下行法求故障樹所有最小割集的釋例見(jiàn)附錄A的A1。55

9、2上行法上行法的基本原則是：對(duì)每個(gè)結(jié)果事件，若下面是或門，則將此結(jié)果事什表示為該或門下的各輸人事件的布爾和(事件并)；若下面是與門，則將此結(jié)果事件表示為該與門下的輸入事件的布爾積(事件交)。上行法的步驟是：從底事件開始，由下向上逐級(jí)進(jìn)行。對(duì)每個(gè)結(jié)果事件重復(fù)上述原則，直到所有結(jié)果事件均被處理。將所得的表達(dá)式逐次代人，按布爾運(yùn)算的規(guī)則；將頂事件表示成底事件積之和的最簡(jiǎn)式，其中每一項(xiàng)對(duì)應(yīng)于故障樹的一個(gè)最小割集，從而得到故障樹的所有最小割集。上

10、行法求故障樹所有最小割集的釋例見(jiàn)附錄A的A2。56定量分析如有足夠數(shù)據(jù)，能夠估計(jì)出故障樹中各底事件發(fā)生的概率，則在所有底事件相互獨(dú)立的條件下，可對(duì)故障樹進(jìn)行下述定量分析。561頂事件發(fā)生的概率求頂事件發(fā)生的概率的方法有：真值表法、概率圖法、容斥公式法、不交布爾代數(shù)法等。真值表法和概率圖法僅適用于故障樹底事件個(gè)數(shù)少的情形。容斥公式法僅適用于故障樹最小割集個(gè)數(shù)少的情形。當(dāng)故障樹的規(guī)模比較大的情況，可用不交布爾代數(shù)法。用不交布爾代數(shù)法求頂事件