故障树程序分析、构建、编制和程序算法的国家标准，通过该标准可以构建故障树软件编写的基本要求。GB782987a.定义系统。包括:系统的设计意图、实际结构、功能、边界(包括接口)、运行模式、环境条件和故停判据。b,确定分析的目的和内容。c.明确对系统所作的基本假设。包括:对系统运行和维修条件的假设,以及在所有叮能的使用条件下与性能有关的假设。4.2熟悉系统对系统应有详细的和透彻的了解。为此,需要系统设计人员、使用维修人员和可靠性成安仑性分析人员的合作。对系统进行故障模式和效应分析将会促进对系统牧障规律的深入了解,从而有助于正确确定顶事廾和建立故障树。5工作项目5.1确定顶事件根据分析的目的、系统的故障判据和对系统的了解,确定与系统有关的不希望发生的事件,即顶事件。通常这个事件明显地影响系统的技术性能、经济性、可靠性、安全性或其他所要求的特征。顶事作必须有明确的定义,它是故障树分析的中心。当我们关心的与系统有关的不希望事件不止一个时,可以将所有这些不希望事件作为同一个假设顶事作的输入事件,从而把问题归结为仅有一个顶事件的情形来进行统-处理。5.2建沉牧障树建立故障树是一个反复深人、逐步完莕的过程,通常应该在系统早期设计阶段爪始。随着系统汲计的进展和对牧障模式的不断增加的理解,放障树随之增大。建立故障树要避免遗漏重要的故障模式。52.1分析中考虑的事件建故障树时考虑的事件应包括硬件故障,也要包括可能发生的软件故障和人为失误,以及所有与系统运行有关的条件、环境和其它因素。所有故障事件必须冇明确的定义,并需指岀母个故障事件发生的条件。5.22共因事件的处理出现在故障树不同分支中同一个原因事件称为共因事件。它影响两个或两个以上不同的结果件。如果某个故障事件是共因事件,则在故障树不同分攴巾出觋的该事件必须用间·个刂件标号。当该共因事件不是底事件时,则应该用相回转移符号简化52.3建故障树的方法建立故障树的方法有演绎法、判定表法和合成法等。演绎法主要用」人工建树,判起表法和合成法主荽用于计算机辅助建树。5.2.4演绎法建树演绎法建树应从顶件开始出上而下,循讠渐进逐级进行,步骤如下:a.分析顶事件,找引起顶事作发生的直接的必要和充分的原因。将顶事件作为输出事件,将所有直接原因作为输入事件,并根据这些事仵实际的逻辑关系用适当的逻辑门相联系b.分析每·个与顶件直接相联系的输人事件。如果该事件还能进一步分解,则将其作为卜级的输出件,如a中对顶事件那样进行处理。C,重复上述步骤,逐级向下分解,直到所有的输入事件不能再分解或不必要再分解为小。这些输入事件即为故障树的底事件。对毎…级结果事件的分解必须严格遵守子找“直接的必嚶和充分的原因”,以避免某些牧障模式的遗漏。53故障树规范化为∫对牧障树作统的揣述和分析,必须将建造出来的故障树规范化,成为仅含冇底事件、结果抖件以及“j”、“或”、“非”三种逻辑的故障树。26(GB7829-87故障树规范化的主要内容包括:a.将未探明事件或当作基本事件或删去;b.将顺与门变换为疒j;C.将表决门变换为或门和!]组合;d.将异或门变换为或门、与门和非的组合;e.将禁门]变换为与5.4故障树的简化和模块分解故障树的简化和模块分解是减小故障树规模从而节省分析L作量的有妏惜施。5.4.1故障树简化去掉明显的逻辑多余事件和显的逻辑多余门b.用相同转移符号表示枏同f树,用相似转移符号表小相似f树5.4.2故障树模块分解a.按模玦和最大模埉的定义(见3.1和3.2),找岀被障树刂的尽叮能大的模块。如果有计算机软件可用的话,求出故障树的所有最大模块。b、每个模块构成个模块∫树,可单独地进行定性分析和定暈分析。c·对母个模块」树用个等效的虚设底事件来代替,使原故障树的规模减小。d.在故障树定性分析和定量分析后,可根据实际諾要,将顶事件与各模块之的关系转换为顶事件与底事件之间的关系5.5定性分析用下行法或上行法求故障树的所有最小割集。5.5.1下行法下行法的基木原则是:对每-个输出事件,若下面是或门,则将该或门]下的每…个输入件各门排成一行;若下面是J,则将该与门下的所有输入事件排在同一行。下行法的步骤是:从顶事件开始,由上向下逐级进行,对每个结果弃件重复上述原则,直到所钉结果事件均被处理,所得每一·行的底事件的集合均为故障树的-个割集。最后按最小割集的定义,对各行的割集通过炳两比较,划去那些非最小割集的行,剩下的即为故障树的听有最小湖集。下行法求故障树所最小割集的释例见附A的A.1。5.5.21:行法行法的基本原则是:对每个结果事件,若下面是或门,则将此结果当件表小为该或门下的各输入事件的布尔和(事作并);荇卜面是']则将此结果事件表小为该与门]下的输人件的布尔积(件交)。上行法的步骤是:从底事件开始,由下向上逐级进行。对钰个结果事件重复上述原则、直到所仔结果事件均被处門。将所得的長达式逐次代人,按布尔运算的规则,将顶事件表示成底作积∠和的最简式,其中饪-顼对应∫牧障树的灬个最小割集,从而得到故障树的所仃最小割集。上:行法求故障树所有最小割集的释例见附录A的A56定量分析如有足够数据,能够付计出故障树底事作发生的概平,则在所有底事件相独的条件下,可对故障树进行下述定量分析56.1顶事件发生的概求顶事件发生的概*的方法有:真儐長法、概率图祛、容斥公式法,不交布尔代数法等。真们々法和概￥图法仅适用」故障树底事件个数少的情形。容斥公式法仅适用故障树最小割集个数少的情形。当故障树的规模比较大的情况,叮用不交布尔代数法用不交布尔代数法求顶事件发生概率的释例见附求B的B.1。56.2度GB782987根据实际需要,选择某个或某几个重要度指标,并定量计算出来。在故障树分析中最基本的重要度是:底事件的结构重要度、概率重要度和相对概率重要度。释例见附录B的B.26故障树分析报告以下只是规定了故障树分析报告的基本条款:a.目的和范围。b.系统描述:设计描述;系统运行;详细的系统边界定义c.假设:系统设计的假设;运行维修、试验和检测的假设;可靠性模型化的假设。d.系统故障的定义和判据。e.故障树分析:分析、数据和所使用的符号表。f.结果和结论。根据特定系统分杯的需要,可补充其他的条款,例如:a.系统的功能框图或电路图;b所用的可靠性数据和资料的摘要c.以计算机可读形式表示的故障树描述。262GB7829-87附录故障树定性分析的释例(参好件)A.1下行法求故障树的所有最小割集EE2EEX对图所给的故障树,下行法的步骤可见下表骤E112X3X1k2;X1X23EEXAe, 6X. E￥;XYX&xXe=X步骤1.顶事件T下面是或门,将该门下的输入事件E1和E2各自排成一行。步骤2.事件E1下面是或门,将该门下的输人事件E3和E各自排成一行;事件F2下面是与门,将该门下的输入事件E和E6排在同一行。26GB7829-87步骤3.事件E3卜而是与],将该门下的输入事件X1,X2和3排在同·行;事件E4下面是扩j将该门下的输入事件和A排在同一行;事件E下面是或门,将该门下的输入事件X1和6各自排成一行,并与事件E6组合成E6和k6E6步骤4.事件E6下闻是或门将该门卜的输入事件X和￥6各自排成·行,并与事件X4组合成X和X;与事件6组合成kX6和1A6X玊此,故障树的所冇结果事件都已被处理。步骤4所得的每行均为·个割集。步骤5.进行两两比较,因为{X6}是割集,故{￥4,\6}和{X5,6}不是最小割集,必须划去。最后得该故障树的所有最小割集为16},{X3,An},{k:,X5},{X1,A2,XA.2上行法求故障树的所有最小割集对于图A1所给的故障树,从底事件开始,E=X1;X23,E1=X3X4,E5=\4+6,E6=5+X6,EE + E=XXX+X, X3E2EEX1+X6)(X5+X6)k45+X4X6+k5X6+X6X6XXs+xT=EL+E2=X6+X3X4+X4X5+XX2X故得故障树的所有最小割集:X6},{X3,X4},{X4,X5},{X1,A2,X3}GB7829-87附录故障树定量分析的释例(参努件)对丁附求A中图所给的故障树,已知所有底事件相独立,且给定所有底事件发生的概率:42h0.020,0250.025U,01B.1不交布尔代数法求顶事件发生的概率用不交布尔代数法求顶事件发生的概率,步骤如卜a.由附录A求得的所有最小割集,立邮可将顶事作表示为各底事件积之和的最简布尔表达式=X6+x3X4+X4X5+X1X2X3b将上式化为生不相交的布尔和T=X6+X3X,X6+X X5x6X3+X X2X3X6X,(X,+X,X)A6+X3X,X6+X,X5X6X3+XX2x3XEX其中X;表示底事件X的对立事件,即表示第i个底事件不发佧。c,将b中已不交化的表达式两端求概,得顶事件发生的概壑Q(q1,q2,…,q6)=P(X6)+P(X3X1X6)+P(X,X5X6Y,)+P(XIX,X3X:X,6+9344p6+p394(5P6+:q19293P4 p6其中p=1-:表示第个底事作不发佧的概率。作数值计算,得到顶事件发生的概率为Q=0.011354B.2重要度B.2.1底事件的概率重要度由3.7,第i个底事件的概率重要度为:tp(i)Q(q:,q2,aq1=1,2,3将B.1c中的Q()代入,得:Ip(1)=q243 P4P6n(2)=q1q3p4P6IP(3)=91PE-q445P6 +q142 p;(4)=03p6+p3q5B6q1q293po!p (5)=p39, p6265GB7829-87p(6)P3 9495-q19293p作数值计算,得各底事件的概率重要度为:lp(1)lp(2)p(3)0.00057910,000579t0.02452Ip(4)Jp(5)Ip(0.053700.024010.9986B.22底事件的相对概率重要度由38,底事件的相对概率重要度为:Q(q1,q2,…,q6)q1,q2qaqqi lp(i)91,qq 6其中Q(。)和/p(i)已分别由B.1c和B.2.1求得。作数值计算,得各底事件的相对概率重要度为(1)(2)c(3)Ic:(4)x(5)c(6)0,0010200,0010200.064780,11820.052860.8795B.23底事件的结构重要度在3.6给出了底事件结构重要度的定义。底事件的结构重要度完全由故障树的结构所决定,与底事件发生概率的大小无关。理论上已经证明:当所有底事件发生的概率都取时,底事件的概率重要度等于底事件的结构重要度。故在B.2.1的lp(i)表达式中,用女=p为k=1,2,代人,作数值计算,得各底事件的结构重要度为:(1)(2)1小(3)1s(4),(5)1(6)8附加说明:本标准由中华人民共和围电工业部提出。本标准由全国电L电∫产品可靠性与维修性标准化技术委员会归打1。木标准主要起草人曹晋华、廖灲生、史定华、苏德清。266