故障树分析及应用讲解VIP免费

-1-故障树分析法及其应用方玉茹（上海大学机电工程与自动化学院，上海200072）摘要：本文研究了故障树分析法(FTA)的基本原理，介绍了从选择顶事件，建立故障树，利用结构函数进行简化，再对故障树模型进行定性和定量分析的具体实施过程。然后展示了FTA目前在各行业故障诊断的应用现状，并结合制粉系统磨煤机故障、外国长壁采煤机系统故障及自身课题研究相关的实例，阐述了FTA在机械故障诊断中的实际应用。最后简单介绍了由故障树形成专家系统知识库的过程。基于故障树的诊断方法有快速、易修改等优点，也存在人为因素大、不能处理模糊概率等缺点，故今后的研究应当尽量改善FTA的缺点使其适用性更强。关键词：故障树分析法；故障诊断；机械；专家系统FaultTreeAnalysisMethodandApplicationFANGYu-ru(SchoolofMechatronicEngineeringandAutomation,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract:Inthispaper,thebasicprincipleofthefaulttreeanalysis(FTA)isstudied,andthespecificimplementationprocessfromselectingtopevent,establishingthefaulttree,simplifyingthetreeusingstructurefunction,toqualitativeandquantitativeanalysisoffaulttreemodel.ThentheapplicationstatusofFTAinfaultdiagnosisofvariousindustriesisshown,andactualapplicationofFTAonmechanicalfaultdiagnosisisexpoundedwithinstancesofballpulverizerfailure,foreignlongwallshearersystemfailureandprogramrelatedinstances.Finally,abriefintroductiontotheprocessoftheformationoftheexpertsystemknowledgebasebythefaulttreeisgiven.ThediagnosisbasedonFTAisbothquickandeasytomodify,etc.,butshortcomingsarethehumanfactorsisbiganditcannotdealwiththefuzzyprobability.Sofutureresearchshouldtrytoimprovetheshortcomingstomakeitmoreapplicable.Keywords:FTA；faultdiagnosis；mechanical；expertsystem随着科学技术发展，系统的能力和现代化水平日益提高，系统规模越来越大，复杂性也越来越高．这类系统一旦发生故障，便会造成巨大损失。因此，寻求以最低代价和最少时间恢复系统正常工作状态的诊断与维修方案具有重要意义．故障诊断主要研究如何对系统中出现的故障进行检测、分离和辨识，即判断故障是否发生，定位故障发生的部位和确定故障幅值的大小。为指导故障诊断步骤的合理排序，提高故障诊断效率，国内外学者提出了很多有效的理论和方法。故障树分析法通过分析系统的薄弱环节和完成系统的最优化来实现对机械设备故障的预测和诊断，是一种安全性与可靠性分析技术，对于系统故障的预测、预防、分析和控制效果显著。1故障树分析法简述1.1定义-2-故障树分析法(FTA:FaultTreeAnalysis)是在系统设计过程中，通过对可能造成系统失效的各种因素（包括硬件、软件、环境、人为因素）进行分析，画出逻辑框图（即故障树），从而确定系统失效原因的各种可能组合方式或其发生概率，以计算系统失效概率，采取相应的纠正措施，以提高系统可靠性的一种设计分析方法。1.2发展与研究现状1.2.1FTA的发展1961-1962年，美国贝尔电话研究所的沃森(Watson)和默恩斯(Mearns)在民兵式导弹发射控制系统设计中，首先使用故障树分析法对导弹发射随机失效成功地作出了预测。其后，波音公司哈斯尔(Hassl)、舒劳德(Schroder)、杰克森(Jackson)等人研制出故障树分析法计算机程序，使飞机的设计有了重要的改进。故障树分析法进入了以波音公司为中心的宇航领域。1974年美国原子能委员会发表了麻省理工学院拉斯穆森(Rasmussen)为首的安全小组所写的“商用轻水堆核电站审核危险性评价”报告，该报告所采用的就是美国国家航空和管理部在六十年代发展起来的事件树(EventTree)和故障树分析法，分析了核电站可能发生的全部事故，肯定了核电站的安全性。这一报告的发表在各方面引起了很大的反响，并使故障树分析法从宇航、核能推广到了电子、化工和机械等工业部门。1.2.2FTA相关研究现状对于FTA的研究目前主要有四个方向：故障树分析法的集成化、计算机辅助故障树分析、模糊故障树分析法、基于故障树分析的故障诊断专家系统...