時間：2022-05-01 07:28:07
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇故障樹分析法，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：液壓舵機 故障 故障樹分析法 故障樹
中圖分類號：U664.41 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（b）-00-02
液壓舵機作為中小型船舶最重要的輔機之一，其具有體積緊湊、慣性小、運轉平穩等優點，目前已被廣泛應用[1]。據筆者不完全統計，北部灣地區擁有中小型船舶2～3萬艘，約有八成船舶安裝了液壓舵機。液壓舵機的質量與性能好壞直接關系到船舶安全航行，據相關資料分析，相當大比例的海損事故是與液壓舵機的故障有關，因此，如何準確、快速地查找出其故障發生的原因至關重要。液壓舵機融合了機械結構、液壓系統和電氣控制系統，故障原因繁多，該文選用故障樹分析法對液壓舵機的故障進行分析。在故障發生的前期做出及時、準確的判斷，判明故障發生的薄弱環節，找出故障原因和排除方法，這樣可大大減少修理的盲目性，提高經濟性和安全性。
1 故障樹分析法
故障樹分析法簡稱FTA（Fault Tree Analysis）是一種將系統故障形成的原因作為總體至部分按樹枝狀逐級細化的分析方法，它可以圍繞一個或一些特定的故障模式，進行層層追蹤，從而在清晰的故障樹下，表達了系統故障事件的內在聯系，并提出了單元故障之間的邏輯關系，有利于找出系統的薄弱環節[2]。在該文中應用故障樹理論對液壓舵機的故障進行分析研究，繪出故障樹圖，從而可以看出事件的成因與形成過程，能發現潛在的問題，有利于液壓舵機整個系統故障的預防、預測和控制[3]。
2 液壓舵機常見故障分析
2.1 液壓舵機常見故障分類
對于液壓舵機日常比較容易出現的故障主要分為兩大部分：一是軟件類故障，亦即是與舵機運行有關的管理制度和船員對舵機的操作存在的問題。二是硬件類故障，是指與舵機相關的機器、設備發生了功能性的障礙。
2.2 液壓舵機硬件故障分析
硬件類故障是舵機故障的主要原因，根據故障導致的結果分為以下8小類：
2.2.1 舵不能轉動導致舵不能轉動的原因主要有：1）舵令信號輸出，常見原因是電控線路故障和機械杠桿故障；2）主泵不能正常供液，變量機構故障、儲能彈簧太軟、輔泵連鎖故障等都會導致到主泵不能正常供液；3）主油路故障，備用油泵反轉、控制閥調整不當、接口處不密封導致的嚴重泄露都會形成旁通導致主油路無油；4）液壓缸油路不通，檢查液壓缸閥、泵閥、鎖舵閥是否沒開，或者安全閥機械故障
2.2.2 單向舵，不回舵導致單向舵和不能回舵的原因主要有：1）一側電磁閥磁鐵故障或伺服液壓缸一側泄露導致只有單向舵令信號；2）主泵只能單向供液；3）換向閥故障；4）主油路單向不通或旁通。
2.2.3 轉舵過慢1）轉舵速度的快慢取決于供入轉舵油缸的油量，所以故障多由主泵流量不足引起；2）主油路有旁通泄露，旁通閥和安全閥關閉不嚴，也會使轉舵速度下降；3）舵令輸出滯后也會影響轉舵的速度。
2.2.4 滯舵滯舵是指舵的轉動明顯滯后于操舵動作，其主要原因有：1）主油路空氣過多；2）舵令輸出滯后，電液式系統內有空氣、機械杠桿間隙過大、激磁電流不足或反饋信號過強；3）主油路泄露嚴重或有旁通現象。
2.2.5 沖舵造成沖舵的原因有：1）換向閥不能及時回中；2）反饋機構故障，比如機械杠桿連續松動、反饋電路故障等；3）泵變量機構不能及時回中；4）主油路鎖閉不嚴。
2.2.6 跑舵跑舵是指在沒有發出操舵動作的情況下自動轉舵，導致的原因主要有：1）主油路泄露；2）雙泵工作時中位不一致。
2.2.7 空舵空舵即舵輪空轉一定角度后才來舵，主要原因是油路中有空氣，轉動舵輪時必須先壓縮空氣，帶系統壓力上升到一定值時才能推動舵。另一個原因是主油路泄露、旁通閥或安全閥關閉不嚴，也會產生空舵，管理中不可忽視。
2.2.8 異常噪聲與振動異常噪聲分兩種：一是液體噪聲，主要是油位過低、吸入管漏氣和換向沖擊過大引起。二是機械噪聲，由于聯軸器不對中、管路固定差和運動件不好都會產生噪聲。
3 液壓舵機故障樹的建立
液壓舵機故障樹的建立按如下步驟
進行。
（1）收集資料
廣泛收集液壓舵機產品設計、運行、維修等技術資料。通過分析故障實例，整理出液壓舵機盡可能多的故障以及故障原因。
（2）選擇和確定頂事件
頂事件是系統最不希望發生的事件，就液壓舵機而言最不希望的事情就是“舵機故障”，因此文中把它定為頂事件。
（3）分析頂事件
液壓舵機的構成涉及到機械結構、液壓系統和電氣控制系統，出現故障的范圍廣泛，任何一部分工作不良或相互配合不協調均能產生故障，故障與癥狀的關系并非一一對應，多數情況下有并發癥出現。尋找導致液壓舵機故障發生的直接的必要和充分原因，并將它們置為頂事件的輸入事件，由于成因后果的多層次性，從而形成一連串的因果鏈[3]。
（4）分析輸入事件
像分析頂事件一樣，把能繼續分解的輸入事件作為下一級的頂事件進行處理。
（5）建樹
在故障樹建立過程中，首先將頂事件作為第一行；所有導致頂事件發生的原因為第二行，重復以上步驟，逐級向下分解，直到所有導致舵機故障的原因不能再分解或不必要再分解為止。這樣即建成了一棵倒置的故障樹，如圖1所示。
4 結語
通過建立液壓舵機故障的故障樹，不僅能夠說明液壓舵機故障形成的原因、諸原因之間的層次和因果關系，還能夠進一步說明諸原因之間的邏輯關系。故障樹分析理論還可以進一步將常規的診斷方法、專家的經驗知識和計算機技術有機地結合在一起，形成專家診斷系統。
參考文獻
[1] 鄭士君，孫永明.船舶輔機教程[M].大連：大連海事大學出版社，2003.
【關鍵詞】風險控制；項目管理；工期延誤；故障樹分析
1、引言
1.1研究背景及意義
隨著我國經濟快速的發展，工程項目建設的發展也十分迅速。我國工程項目管理水平提高的同時，工程項目建設暴露了不少的問題，急需進一步深入系統研究。工期延誤會造成巨大的經濟損失。除了運營收入的損失，逾期的財務、管理等費用也會導致工程直接費和間接費的增加，承包商也可能面臨誤期損害賠償費風險，影響聲譽和信用等。按期完工是建設工程項目成功的重要標志之一。因此，系統全面地識別工期延誤的原因和影響因素，對工期出現的風險進行有效的管理，有利于幫助項目管理者預防并及時妥善地處理好工期延誤問題，對提高工程項目經濟效益、降低工程風險具有重要的作用。
1.2國內外研究現狀
國外研究現狀：El-Razek等[1]（2008）對埃及工程項目工期延誤的因素進行分析，分別從承包商、工程師和業主的角度對主要因素進行了分析。研究主要集中于施工階段。Yang等[2]（2010）則對工程項目計劃和設計階段導致工期延誤的原因進行了研究，研究表明造成計劃和設計階段工期延誤的最主要的原因是業主對項目的要求變更。
國內研究現狀：國內學者對項目工期延誤則側重于采用定量分析方法。劉睿等[3]（2007）對影響因素進行分類，總結了造成工期延誤的重要原因。陳耀明等[4]（2010）將工程項目工期延誤風險因素分為與業主有關的風險、與承包商有關的風險、與設計有關的風險、與監理有關的風險、與材料有關的風險和自然條件風險六類，提出了工程項目工期延誤風險分析的評價指標體系，并進行模糊優先關系法進行定量分析。
2、工期延誤故障樹模型
2.1模型建立
故障樹定量分析法能將所有因素綜合考慮，從邏輯推理出發，有效的對工程項目工期延誤風險進行識別和控制。本文將延誤的主要因素分為業主、設計、施工、不可抗力，按邏輯推理將工期延誤的主要因素進行歸納總結，并建立工程項目工期延誤故障樹模型（圖1），同時參考相關若干個變電站工程施工情況，編制了底事件的發生概率表（表1），通過使用模擬數據運行故障樹模型，從而分析各因素的發生概率，以進行風險識別與控制。
2.2概率重要度與結構重要度計算
可以從上述數據看出，工期延誤發生概率高達59.08%，可見工程項目施工按時完工存在一定的困難和阻礙。為了辨別促使高概率發生的原因，本文對概率重要度數值最大的2個中間因素，施工因素和業主因素進行了進一步重要度分析。根據進一步的概率重要度分析，本文將對工程款拖欠、設計修改、工程師錯誤指令和施工方案4個因素進行風險控制。
3、工期延誤風險控制
3.1通過融資模式，轉移資金供應的風險
建設方可以通過融資建設模式進行風險轉移。工程項目的施工承包商具有施工權和一定時間范圍內的經營權，在經營期內，建設方通過項目的經營利潤來償還工程款。在特許的經營期過后，施工方可以將項目無償或是很低廉的名義價格交還給建設方。融資的方法能有效的減少建設方的投資成本，也減輕了資金的負擔，轉移了因資金不足導致項目無法實施下去的風險。
3.2使用設計監理工程，分散設計風險
為了分散設計階段存在的風險，建設方可委托設計監理工程師保證設計質量。在設計工作開始之前，首先應由監理工程師審查設計單位所編制的進度計劃的合理性；在進度計劃實施過程中，監理工程師應定期檢查設計工作的實際完成情況，并與計劃進度進行比較分析，一旦發現偏差，就應在分析原因的基礎上提出措施，以加快設計工作進度，同時控制設計質量，使設計錯誤和變更不發生或少發生，盡可能使設計圖紙在保質、保量的前提下，按規定時間提供，從而使工程項目在擬定的進度目標內實現。
3.3避免工程師錯誤指令以降低工期延誤概率
建設工程中因工程師的錯誤指令而延誤工期的案例不在少數。工程師的錯誤指令不僅可能延誤工程工期，并且可能導致建設工程的資源和資金遭到損失。避免工程師的錯誤指令可以有效降低建設工期延誤的概率和其他不必要的損失。建設項目工程師應積極開展合理化建議工作，大力提倡采用新技術、新材料應用。嚴格審核工程技術文件，驗收各類隱蔽工程、單位主體。
3.4確保施工組織設計及主要技術措施方案
施工組織設計是對施工活動實行科學管理的重要手段，內容包括工程概況、總施工進度計劃、物資需求計劃、質量安全標準、技術工藝等。為了保證工程按時保量的完成，施工組織設計編制應當根據工程特點進行針對性的組織設計，而不是抄襲過往的工程樣本。使用WBS、CPM、PERT等方法合理地編制施工進度計劃并進一步實施優化；施工措施方案也是工程施工重要依據之一。優秀的措施方案能最快的指導施工人員如何施工，如何分配資源和使用資源，提高施工的效率，降低返工和施工瓶頸發生的可能性。
4、總結
工程項目是一個復雜的系統，工期延誤的影響因素之間并不是相互孤立的，一個因素的發生往往伴隨著其它因素的發生，從而共同引發工期延誤。系統全面地識別工期延誤的原因和影響因素，對工期出現的風險進行有效的管理，有利于幫助項目管理者預防并及時妥善地處理好工期延誤問題，對提高工程項目經濟效益、降低工程風險具有重要的作用。
參考文獻
[1]M.E.A.El-Razek.H.A.Bassioni.A.M.Mobarak.CausesofDelayinBuildingConstructionProjectsinEgypt.JournalofConstructionEngineeringandManagement[J].2008.134（11）：831～841
[2]Jyh-BinYang.Pei-ReiWei.CausesofDelayinthePlanningandDesignPhasesforConstructionProjects.JournalofArchitecturalEngineering[J].2010.16（2）：80～83
[3]劉睿，張宇清，趙振宇.建設項目中的工期延誤影響因素研究.建筑經濟[J].2007.07：114～118
[4]陳耀明.工程項目工期延誤風險分析與評價.工業技術經濟[J].2010，29（1）：98～102
作者簡介
【關鍵詞】最小割集；FTA法；變壓器
1.引言
電力變壓器是用來改變電壓和電流、傳輸電能的一種靜止電器，是電力系統中最重要的電氣主設備，是電網安全運行的基礎。隨著現代社會工業化程度不斷提高，對能源的巨大需求促進電力工業飛速發展，電力設備朝著大容量、超高壓的方向發展。電力網絡也是日趨發展為龐大的區域性甚至地區性大電網。
同時隨著電力設備容量的增大和電網規模的擴大，電力設備的故障給人們的生產和生活所帶來的影響也越來越大，因而對變壓器發生故障原因進行研究，能找出變壓器的故障特性，給變壓器的檢修工作提供一定的數據支持和事實依據，同時也能在一定程度上有效降低檢修維護工作的復雜程度。
本文提出了一種基于FTA法的變壓器的運行狀態評估分析方法。該方法應用最小割集建立故障樹，給出了變壓器運行狀態可靠性評估的計算公式。
2.基本原理
2.1 故障樹分析法的定義
故障樹分析法，簡稱(FTA Fault Tree Analysis)，是一種評價復雜系統可靠性與安全性的分析方法。故障樹分析把系統不希望發生的失效狀態作為失效分析的目標，這一目標在故障樹分析中定義為“頂事件”。在分析中要求尋找出導致這一失效發生的所有可能的直接原因和間接原因，這些原因在故障樹分析中稱之為“中間事件”。然后再跟蹤找出導致每一個中間事件發生的所有可能的原因，順序漸進，直至追蹤到對被分析對象來說是一種基本原因為止。這種基本原因，故障樹分析中定義為“底事件”[2]。
2.2 故障樹最小割集的評估方法
本文采用最小割集分析法[1]對變壓器的運行狀態進行定量分析評估。FTA法評定故障樹就是找出導致頂事件發生的所有可能的故障模式，即求出故障樹的所有最小割集。一棵故障樹往往有幾個最小割集，或至少有一個最小割集(對應一種基本故障事件的組合)的事件發生，則頂事件必然發生。通過分析最小割集可以告訴運行人員，哪些元件是系統可靠性最薄弱的環節。
2.3 最小割集分析法概率的求解
設系統的最小割集有n個，分別為：{}，{}…{}…{}，割集{}發生的狀態概率為{}，則系統失效的概率可以按下式求得[2]：
={∪∪…∪} (1)
一般Cj(j=1，2，3，…，l)是相互包含的，則系統狀態概率可以按照下式求得：
={∪∪…∪}-+…{∩…∩}(2)
并有如下的關系：
{-}≤≤ (3)
我們稱為系統的狀態概率的上界，而-為系統狀態概率的下界。
以上的精確計算，顯然是非常費時和煩瑣的，以至對于復雜網絡的計算將變的非常困難。為了克服這一困難，在工程設計中通常采用狀態概率的上界算法來求解[3]，這樣會大大提高計算速度。對于高可靠度的系統，帶來的誤差在允許范圍之內可忽略不計。這樣既保證了工程要求，又節省了大量計算時間，這種方法就是最小割集狀態概率的上界算法[3]。在對配電變壓器運行狀態的評估計算中，本文采用上界算法計算配電變壓器運行的狀態概率。系統的故障概率Ps可以簡化成各個最小割集故障概率的總和，即：
= (4)
3.變壓器故障樹的建立
在對變壓器運行狀態進行評估時，首先根據現場記錄收集整理被評估變壓器的基本事件信息，統計各基本事件運行狀態的基本數據；接著設頂事件為變壓器運行狀態，二級事件為能導致變壓器故障的主要部件故障，也稱為故障樹的中間事件。中間事件是導致變壓器故障的直接因素和原因，這里的中間事件為：繞組故障、鐵芯故障、分接頭故障、套管故障、油道故障和引線故障；然后再逐步深入分析，找出故障的基本原因，即故障樹的底事件，底事件又稱為基本事件，這些基本事件的數據是已知的，通過現場采集到的變壓器部件故障數據，可以確定基本事件由以下狀態組成[5]：
1）繞組故障（X）：X1為變壓器電流激增；X2為大氣（雷擊）過電壓；X3為操作過電壓；X4為制造工藝不良；X5為絕緣受潮。
2）鐵芯故障（Y）：Y1為鐵芯多點接地；Y2為鐵芯局部過熱；Y3為對地電阻降低。
3）分接頭故障（Z）：Z1為分接開關受潮；Z2為高溫過熱；Z3為接觸點壓力不夠；Z4為接觸點污穢。
4）套管故障（A）：A1為套管的機械損傷；A2為套管密封不良；A3為套管過熱導致的熱應力損傷。
5）其他故障包括油道故障(B)和引線故障(C)。
由此建立的配電變壓器故障樹如圖1所示：
圖1 配電變壓器故障樹圖
4.變壓器運行狀態評估
根據以上提出的基本原理，變壓器的FTA法計算過程如下：
(1)各二級事件運行狀態概率的計算公式為：
P(N)=，(N=X，Y，Z，A，B，C) (5)
在以上的公式中P(N)為各二級事件的故障狀態概率；為各個基本事件整體設備元件的總數；為各基本事件設備元件處于不良狀態個數；為各基本事件的權系數；n為基本事件的個數。
(2)變壓器的運行狀態的概率計算公式為：
=P(X)·+P(Y)·+P(Z)·+P(A)·+P(B)·+P(C)· (6)
在以上的公式中：P(X)，P(Y)，P(Z)，P(A)，P(B)，P(C)分別為繞組、鐵芯、分接頭、套管、油道和引線的故障狀態概率，為各二級事件的權系數。
(3)故障概率和可靠度的關系：
5.實例分析
本文通過對某變電工區配電網同電壓等級配電變壓器的故障數據進行的收集整理和統計計算，得到的基本事件原始數據如表1所示，由此可計算得出配電變壓器各基本事件故障概率如表2所示：
根據公式（6），得出該城區電網變壓器的故障狀態概率：
=P(X)·+P(Y)·+P(Z)·+P(A)·+P(B)·+P(C)·
=0.0950425%+0.053765%+0.025912%+0.0259130%+0.1193810%+0.075178%+0.0623320%
=0.0652
由以上的計算可知，通過公式（7）可得出該城區變壓器無故障運行的概率為：
==1-0.0652=0.9348
根據變壓器各部件的故障概率可知，該城區變壓器套管的故障概率較高，因而可以確定變壓器繞組是該運行工區變壓器檢修的薄弱環節，需要加強檢修和維護。
6.結論
(1)本文根據故障樹分析法的原理，結合最小割集算法，對傳統的故障樹分析法計算方法進行改進，提出了加權分析的FTA算法，使該算法在工程中的應用中更貼近實際。
(2)結合具體算例對變壓器故障狀態進行定量分析計算，找出了某地區變壓器檢修工作的薄弱環節，給出了相應的維修建議。
參考文獻
[1]王巍,崔海英,黃文虎.基于故障樹最小割集的診斷方法研究[J].數據采集處理,1999,14(1),26-29.
[2]魏選平,卞樹檀.故障樹分析法及其應用[A].計算機科學與技術,2004.
[3]陳文高.配電系統可靠性實用基礎[M].北京:中國電力出版社,1998.
[4]張余慶,吳桂濤,崔文彬,璣大志.基于FTA方法降低渦輪增壓器失效風險的研究[OL]中國科技論文在線.
[5]鄒杰慧,彥運昌.電力變壓器故障診斷模糊專家系統的研究開發,1994.
作者簡介：
關鍵詞：故障樹 定性分析 定量分析 化學氧碘激光器
中圖分類號：TN305 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）05（c）-0132-01
1961年，美國人提出了故障樹分析（Fault Tree Analysis簡稱FTA）法，并成功應用于“民兵”導彈系統。我國20世紀80年代引進故障樹分析法，在研究和應用方面取得了許多進展。本文就故障樹分析法在化學激光器中的應用進行了詳細探討。
1 故障樹分析法
故障樹分析法是用故障樹做為工具，分析系統故障的發生地點，分析各個可靠性特征量，評價系統可靠性的方式。它的根本原則指將系統中最糟糕境遇的故障事件作為故障分析的錨點，從而順藤摸瓜追尋造成故障的所有誘因，將其作為先頭第一層事件，于是再利用這一層中的各個原因事件作為出發點，分別尋找造成所有事件發生的下一級的全部因素，循序漸進，一直尋找至所有原始的、故障機理或概率分布都是已知的因素截止。
故障樹分析法流程圖如圖1所示。???
首先，創造故障樹的目原因旨在利用創造故障樹全面挖掘系統，追尋系統中的弱項未知項；對故障樹定性分析旨在追尋頂事件發生的全部因素的故障模式集合，可運用在發現故障，完善使用和維護方案等；對故障樹的定量分析的核心在定量計算頂事件發生可能，從而綜合評價該系統的能力。
2 建立故障樹
2.1 建樹的基本原則
（1）嚴格定義故障事件，劃清邊界，合理簡化。
（2）由葉到根，循序深入。
（3）共因事件在故障樹中必須使用統一標示。
2.2 建樹示例
以某化學氧碘激光器系統為例，該激光器由氯氣供給分系統、碘供給分系統、氦氣供給分系統、氧發生器分系統、光學諧振腔、壓力恢復分系統及控制分系統七部分組成。以激光器“激光器功率失常”作為頂事件，經過層層分析，得到代表各種故障形式的底事件。圖2為化學氧碘激光器功率失常故障樹，由圖2可知共有15個底事件，用X1，X2，……，Xn表示。
3 應用故障樹進行定性及定量分析
3.1 定性分析
故障樹定性分析首先求出故障樹割集，所謂割集是能夠使頂事件發生的底事件的集合，當這些底事件都出現時，則頂事件肯定出現。若割集中的任何一個底事件不被激活，頂事件就不出現時，則該割集稱為最小割集。
采用下行法找出圖2的最小割集為X1，X2，X3，
X4，X5，X6，X7，X8，X9，X10，X11， X12，X13，X14，X15。
由圖2可知，15個底事件中任一個發生都將引起激光器出光功率失常。
3.2 定量分析
定量分析是根據各個底事件發生的概率，計算系統故障樹頂事件的發生概率。
通過對該化學氧碘激光器的跟蹤實驗，收集一定數據，得到各底事件X1，X2，……，X15的發生概率P1，P2，……，P15分別為：
未給出具體概率的底事件發生概率很小，可忽略。按式（1）計算頂事件發生的概率：
P=1- （1）
計算得出該化學氧碘激光器激光器出光功率失常發生的概率為4.17%。
4 結語
綜上所述，故障樹分析法直觀性強，能把系統的故障與其成因形象地表現為故障因果鏈，反映出系統的相應關系，從而查找系統的弱項部分，并分析出系統的故障概率，可為評價和改善化學激光器設備的可靠性、提高工程化應用水平服務。
參考文獻
[1] 朱繼洲.故障樹原理和應用[M].西安：西安交通大學出版社，1981.
[摘 要]從信息系統的組成要素和系統構成方式著手，基于故障樹分析法（FTA），從定性到定量地研究了系統可用性評價分析模型及計算機實現方法，從而為應用系統運維管理和決策提供有力依據和支撐。
中圖分類號：O29 文獻標識碼：O 文章編號：1009914X（2013）34062701
1.引言
隨著信息系統規模和系統復雜度的加大，應用系統故障和隱患的發現和診斷難度不斷增大，為了有效提升信息系統的穩定性和可用性，開展信息系統可用性評價分析模型研究和實踐工作勢在必行。
2.故障樹分析法（FTA）
故障樹分析法（Fault Tree Analysis縮寫為FTA）是系統論中的重要分析方法，該方法最早由美國貝爾電話實驗室的沃森提出，最先用于導彈發射控制系統的可靠性分析，此后，逐步從軍事、航空、核能推廣到電子、化工和機械等廣泛領域。FTA法是一種由果到因的分析方法，既可作為定性評價依據，也可定量計算系統頂事件的發生概率和底事件的重要度。
故障樹的定性分析是尋找引起系統故障的所有故障模式，獲得最小割集，確定出各基本事件的結構重要度大小。系統故障樹的一個割集代表了系統發生故障的一種可能性，系統故障樹的所有割集反應了系統全部的故障模式，引起頂事件發生的底事件的最低限度的集合稱為最小割集，最小割集的發生會導致頂事件的必然發生。通過對系統進行故障樹分析，可以找出系統薄弱環節，進而提高系統可用性和安全性。
3.基于FTA的協同辦公系統可用性評價分析
5.小結
故障樹建造是信息系統失效樹分析的關鍵，也是工作量最大的部分。由于建樹工作量大，需要有較為科學的信息收集方法，同時從我們的項目實踐表明，從可靠性、安全性角度看，系統中各部件并不是同等重要的，因此，引入重要度的概念用以標明某個部件對頂事件發生的影響大小是很必要的。重要度是故障樹分析中的一個重要概念，對改進系統設計，制訂維修策略是十分有利的。對于不同的系統對象和要求，應采用不同的重要度。在運維管理的可用性實踐中，故障樹是一種提高系統可用性的有效方法，同時輔助“基于歷史故障數據的可用性分析”方法能夠有效降低管理成本，提高信息系統可用性。
【關鍵字】起重機；故障診斷；故障樹診斷
前言
通用橋式起重機是現代工業生產和起重運輸的重要設備。在室內外工礦企業、鋼鐵化工、鐵路交通、港口碼頭等場所中均得到廣泛的使用。但由于起重機工作環境一般比較惡劣，灰塵、電磁干擾、沖擊振動等因素都很容易引發故障，傳統的人工或半自動化故障診斷方法已經落后，嚴重影響起重機的使用功能和壽命。
國內外對工程機械故障診斷系統進行了大量的研究，如模糊診斷、專家系統、人工神經網絡等，雖然故障診斷技術逐步向智能化方向發展，但該類方法和理論仍停留在理論研究中，還未廣泛應用于工程實際故障診斷中去。而故障樹分析法具有圖文兼備、表達清晰、簡明直觀、可讀性好等特點，本文基于故障診斷樹方法，通過將傳統的專家經驗與計算機技術、數據管理、通信技術相結合，在起重機控制系統改造中運用中效果明顯。
1.故障樹診斷分析法
故障樹分析法（Fault Tree Analysis）FTA，它采用邏輯方法，將事故因果關系形象的描述為一種有方向的“樹”，它把系統最不希望發生的事件作為故障樹的頂事件，作為分析起點，引發該頂事件故障的直接原因作為底事件，反映頂事件和底事件之間因果關系的是中間事件。導致事故原因的事件按因果、邏輯關系逐層羅列，以“樹”的方式表示出來，構成一種邏輯模型。對事件發生的可能途徑、每種途徑的概率進行定性、定量分析，找出事故發生的各種可能原因及相應的發生概率。
1.1故障樹的知識表示
2.故障樹的建立
以QD32T通用橋門式起重機為例，它的故障診斷系統包括知識庫、知識獲取模塊、知識解釋模塊、知識推理模塊和人機交互模塊五個部分，如圖2所示：
2.1知識庫的構建
2.2解釋模塊的建立
預先根據起重機的運行和控制特點，分析其可能產生的各種故障類型、故障現象，將其產生原因、解決辦法和防止措施以文本形式預先存入數據庫。當推理機推理出結論時，調用知識庫中相應的信息，將預先編輯的故障原因及防護、維修措施呈現給用戶。
2.3推理模塊的建立
由圖3可以看出起升機構可能出現的故障種類繁多，但是其基本故障可以分成三大部分，這樣就可以實現快速尋找故障，深度優先搜索。QD32T及以下通用橋門式起重機起升故障一般較為確定，通過建立豐富的知識庫資源，盡可能完整的預先編制所有的故障信息。
3.應用軟件設計
利用軟件中的故障統計功能，計算出各故障原因以往發生的次數和具體時間，按其概率大小排列，在最初啟動系統時，按司機和維修人員的經驗 （專家知識庫） 預先構成的排列進行搜索，如果這個排列無變化，則按此排列進行搜索； 如果故障原因發生變化時，根據故障發生的概率變化，即當故障原因明確并且該故障原因發生的次數達到一定值時，就將該目標規則在搜索的順序中前移，目標規則自動重新排列，這樣就形成了一個動態的規則，軟件設計流程如圖 4所示。
關鍵詞：提梁機；液壓卷揚系統；故障樹；問題分析
作為專用于我國鐵路客運專線對預制梁和常梁體調運、存放的設備，900t提梁機不僅行走方式十分靈活，而且使用非常簡便，它的研發對我國的高速鐵路的施工技術與設備水平的提高是非常重要的，使我國的高鐵橋梁施工技術一躍進入世界先進水平。隨著我國工業的不斷發展，900t提梁機液壓卷揚系統被廣泛應用于我國的高速鐵路橋梁建設上。然而，由于提梁機液壓卷揚系統自身的特殊性，使其非常容易發生故障，從而影響設備的工作的正常運行，為人們帶來巨大的經濟損失。因此，本文將主要對900t提梁機的液壓卷揚系統的故障樹進行分析與研究，找出其存在的問題，并提出解決方案。
1.故障樹分析法
故障樹分析法是由美國的貝爾電報公司研發出來的一種邏輯分析方法，比較適用于分析那些較為危險的工作，是安全系統工程中最主要的分析方法之一。故障樹分析法作為一種能夠對復雜危險的動態系統進行分析的重要工具，能夠有效的幫助人們找出設備中潛在的問題與故障，對大型的復雜設備進行自動的故障診斷[1]。
故障樹分析法在對設備進行分析和診斷時，一般要經過四個必要的分析步驟：首先，選擇出一個科學合理的頂事件，并且確立好對這一事件的成功與失敗的標準。其次，在設備的設計者、管理者與運行人員的幫助下建立一個故障樹的模型，并努力收集與此相關的技術數據。第三，對所建立起來的故障樹模型進行簡化。第四，計算出故障樹的每一個最小割集，并以此對故障樹模型進行定性分析[2]。
2.建立起提梁機卷揚控制系統的故障樹模型
當人們在對提梁機液壓卷梁系統進行調試時發現，在提梁機提梁前，液壓卷揚機的減速機制動器不能正常運行。在這種情況下，我們建立了以提梁機液壓卷揚系統的馬達故障為頂事件的故障樹模型，試圖找到提梁機液壓卷揚系統中的故障原因。
經過工作人員對故障樹模型的分析，人們得出的結論為，提梁機液壓卷揚系統中造成頂事件出現故障的原因可能有兩種情況：第一種故障原因可能為卷揚系統的馬達在進入減速機制動器時的油壓不足；第二種故障原因可能為減速機制動器中根本沒有油進入。這兩種情況都有可能造成頂事件的發生。由此，這兩種可能的情況就被人們定為了故障樹的一級中間事件，存在著“或”的邏輯關系[3]。
在分析出了一級中間事件之后，我們需要找出引起中間事件發生的原因。能夠造成提梁機卷揚馬達運行時進入減速機制動器的油不足情況發生的原因主要分為三種：即卷揚機的減壓閥發生故障，或者卷揚機的管道過窄、過長，第三種可能則為電磁閥在換向后的壓力不足。經過這樣的邏輯分析過程后，我們能夠得出只要出現這三種情況中的任何一種，都會造成進入減速機制動器的油壓不足這一事件的發生，從而造成卷揚機的運行故障[4]。
通過對根本沒有油加入這一情況進行同樣的故障分析，我們可以得出，換向閥的換向產生故障、或單項閥安反了這兩種可能的邏輯推理結論。
3.對900t提梁機的卷揚系統的故障樹進行定性分析
通常的人們所說的對卷揚系統的故障數進行分析指的就是要努力找出導致頂事件發生的可能性潛在故障。并通過對故障樹的最小割集進行計算，來對提梁機卷揚系統的薄弱之處進行判定，從而準確找出設備的故障。
3.1.計算最小割集及最小割集對故障樹進行定性分析的原則
定義一：假設G為某些基本事件的集合，如果G中的每一個基本事件都出現了故障，這就會引發頂事件M的發生，而此時G就為故障樹的一個割集，并且在G集合中所有能夠符合這一定義的組合的集合成為割集。
定義二：假若G為一個割集，并且若是從割集中任意剔除一個事件之后就不再是割集，那么則稱割集G為最小割集。
最小割集中所包含的基本事件的數量為此最小割集的階數，并且階數越低的割集，所起到的作用越重要[5]。
3.2.如何確定提梁機卷揚系統中故障樹的最小割集
若故障樹模型中設立的頂事件為M，并且構成頂事件M的一級中間事件為M1、M2，最后一級的中間事件為M3，使YV（v=1，2，...5）為最后一級中間事件的底事件。工作人員可以通過布爾代數對這些底事件進行計算，如果這五個底事件中的任何一個事件出現問題，都會引起頂事件的故障發生，那么我們就可以通過最小割集的定義判斷出提梁機卷揚系統中的最小割集。
4.結束語
提梁機液壓卷揚系統作為我國高速鐵路客運專線的預制梁架橋技術中最為關鍵的組成部分，對確保我國高鐵客運專線的安全運行具有重大意義。然而，由于提梁機的液壓卷揚系統的液壓元件等設備零件具有一定的特殊性，再加上我國的液壓卷揚設備的故障具有一定的隱蔽性和多樣性，使得對液壓卷揚機設備故障的精確定位存在著較大的難度，萬一液壓卷揚設備發生故障將對生產安全造成巨大的威脅。鑒于故障樹分析方法對復雜系統的故障診斷十分有效，因此本文利用故障樹分析方法來對900t提梁機液壓卷揚系統的故障進行分析，希望對提高液壓卷揚系統的安全運行性能提供一定的幫助。
參考文獻：
[1] 孫由嘯，趙靜一，陳卓如等.關于900t提梁機液壓卷揚系統的幾點改進建議[J].燕山大學學報（自然科學版），2007，15（8）：56-59.
[2] 王金祥，群，李文杰，張光翰等.鐵路客運專線預制梁輪胎式提梁機與軌行式提梁機卷揚系統[J].鐵道建設技術，2005，18（2）：26-31.
[3] 趙靜一，王陽陽，許耀明，張守成等.TLC900型運梁車液壓驅動系統與發動機功率匹配的分析與研究[J].中國機械工程，2012，17（7）：48-54.
關鍵詞：機載導彈；直列式點火器；點火控制；故障樹；安全性
1 概述
空空導彈的發動機屬危險組件，而點火系統是發動機的最危險部件，在實際使用中，由于點火系統的原因，曾出現過不少安全性事故。因此，保證點火系統在運輸、貯存、測試、維護以及掛架發射前的高度安全有著十分重要的意義[1]。
為進一步提高發動機點火控制安全性，某型號機載導彈預采用直列式點火系統。直列式點火系統是指無需隔離的點火系統，分為激光點火系統、沖擊片點火系統等。激光點火系統采用激光發火管點火，激光能量必須通過光纖傳遞給本方案中內置的點火裝置以完成點火，實現難度大，且這種點火技術在國內還未達到成熟應用的水平。沖擊片點火系統采用瞬間高電流使橋絲氣化，形成沖擊波加速箔片撞擊裝藥（或直接撞擊裝藥）實現點火；這種技術已成熟應用在引信中，在國外只有很少型號中用于發動機點火。
本文旨在方案階段采用FTA法對某機載導彈發動機點火系統采用沖擊片直列式點火器后的安全性進行研究，以發動機意外點火為頂事件建立故障樹，確定由點火器造成發動機意外點火頂事件的所有底事件和最小割集，得到某機載導彈發動機意外點火的原因或原因組合，并進行了重要度定性分析，為該型號機載導彈點火器安全性設計提供參考。
2 故障樹分析法
故障樹分析（Fault Tree Analysis，以下簡稱FTA）是美國人沃森（H.A.Watson）在1961年研究民兵導彈的發射控制系統的安全性評價時，首次提出并應用的一種分析方法[2]。在我國國軍標中明確規定，故障樹分析（FTA）是產品（系統）可靠性和安全性分析的工具之一，用來尋找導致不希望的系統故障或災難性危險事件（頂事件）發生的所有原因和原因組合，在具有基礎數據時求出頂事件發生的概論及其他定量指標。
近年來FTA發展迅速，其理論日趨完善，應用領域也逐漸擴展；現在國際上已公認FTA是可靠性、安全性分析的一種簡單有效的方法[3]。故障樹分析可以分為選擇頂事件、建立故障樹、對故障樹進行分析、采取措施改進系統性能等幾個步驟[4]。
3 機載導彈發動機點火控制故障樹的建立
導彈系統結構復雜，本文建立故障樹的基本假設為，不考慮電磁環境，不考慮接線及接插件故障，除雷管外不考慮火工品、換藥自身缺陷及環境影響，各單元按照預定功能可靠作用。在全面了解沖擊片直列式點火器的工作原理基礎上，建立直列式點火系統的功能框圖，具體如圖1所示。
根據圖1，依據邏輯關系，各層級按照自身故障滿足輸出條件和由于下級原因滿足輸出條件，逐級建立故障樹。由于動態開關控制脈沖信號，其故障后不能產生高壓充電交流信號，因此動態開關故障、充電線路故障、驅動電路2故障、安全控制電路2故障均不能完成充電，故障樹中沒有這4個事件。高壓線路本身故障放電會造成高壓充電不能完成，因此故障樹中沒有該事件。故障樹如圖2。
故障樹定性分析：
根據上述建立的故障樹，暫不考慮時序邏輯關系，采用下行法求故障樹最小割集：
故障樹的2個最小割集全部3階。
基本事件的結構重要度系數可用下式進行計算：
式中：IΦ（i）-第i個基本事件的結構重要度系數；Kj-第j個最小割集；Nj（j∈Kj）-基本事件i所在的最小割集Kj中基本事件的個數；xi∈Kj-第i個基本事件屬于第j個最小割集。
利用式（1）可以求得意外引爆故障樹中的各基本事件的結構重要度系數。
各基本事件的結構重要度系數的順序為：
底事件其重要度從大到小依次為：X1>X2=X4=X6=X7。
根據以上分析可知：
（1）故障樹分析得出的4個最小割集均為3階，說明防止發動機意外點火事件發生的設計余度為3。
（2）沖擊片電發火管滿足GJB344A中B類電起爆器要求，500V以下任何電能不起爆，其電磁安全性較好。
若不滿足預定工作時序，電子直列點火器故障不會造成高壓充電。
（4）故障樹分析得出的4個最小割集中均含有事件X1（電源1），因此事件X1不發生，則頂事件就不會發生，說明直列式點火系統安全性受點火器前級的控制線路影響較大。
（5）設計合適的檢測點對X1進行檢測，可以有效判斷點火控制系統是否安全。
4 結束語
FTA是對復雜系統安全性、可靠性進行分析的一種重要工程方法。它不僅可定性地找出造成系統故障的各種硬件、軟件、環境和人為等方面因素，還可定量預測系統故障發生的概率及各個因素或故障模式對系統故障的影響重要程度[5]。
某機載導彈發動機點火控制系統采用直列式點火器，在我國機載導彈研制歷史上尚屬首次。為驗證其使用安全性，本文根據點火系統工作性能，以發動機意外點火為頂事件，建立了故障樹模型，通過故障樹分析可知，防止發動機意外點火事件發生的設計余度為3，因此發動機點火控制系統采用直列式點火器可以保證使用安全，同時，直列式點火系統安全性受點火器前級的控制線路影響較大，對電源1進行狀態監測可以進一步保證發動機安全。
參考文獻
[1]黃少波，沈欣，李秋菊.空空導彈發動機點火系統安全性設計[J].航空兵器，2008，1：26-30.
[2]曹錫江，竇汝春，王少龍，等.基于FTA的導彈定量安全評價方法研究[J].戰術導彈控制技術，2005，1：81-83.
[3]劉佳佳，谷良賢.FTA法在導彈武器系統分析中的應用[J].計算機仿真，2008，25（3）：21-24.
[4]孫東平，姚奕，馬瑞萍.故障樹分析法及其在導彈故障近似計算中的應用[J].裝備環境工程，2006，3（2）：64-67.
關鍵詞：礦山;機械液壓系統;故障分析;診斷方法
通過分析礦山機械液壓系統故障原因，采用多種診斷方法，準確診斷機械液壓系統的故障部位，提高礦山機械液壓系統的安全性和穩定性。
1.礦山機械液壓系統的故障分析
1.1系統壓力不足
造成機械液壓系統壓力不足的主要原因是系統油箱油位較低，吸油困難，或者馬達和液泵有損壞，集成通道設計有問題或者減壓閥門設定值較低，又或者油粘度較高，存在吸油故障。
1.2系統動作不正常
1.2.1系統壓力正常但元器件不能正常動作
機械液壓系統壓力正常，但是系統元器件不能正常動作。由于機械液壓系統電磁閥的電磁鐵發生故障，順序裝置或限位裝置有問題，又或者放大器調制錯誤，使礦山機械液壓系統不能正常工作。
1.2.2執行元件動作緩慢
礦山機械液壓系統執行元件動作緩慢，原因可能是液壓系統出現嚴重的泄露問題或者泵輸出流量較少[1]，油液粘度過低或者過高都會造成這個問題，并且放大器調制問題或失靈，會導致機械液壓系統閥控制壓力不足，從而出現執行元件動作緩慢。
1.2.3系統動作不規則
礦山機械液壓系統壓力不正常，會導致系統動作不規則的問題，造成這個問題主要原因是放大器失靈、信號質量不準確、油液中混有空氣等。
1.2.4溫度過高
機械液壓系統溫度過高，在很大程度上會損壞系統運行，造成溫度過高的可能原因是摩擦損失較大、冷卻器不能正常運行、內部泄露嚴重或者油液粘度較高等。
1.3牽引力太小故障
礦山機械液壓系統牽引力太小而發生運行故障，造成這種故障的主要原因有：液壓系統馬達或主泵泄漏過大，冷卻不良造成油箱油溫過高，主油路壓力過低等。
2.礦山機械液壓系統的故障診斷方法
2.1主觀診斷技術
2.1.1直覺經驗判斷
維護檢修人員憑借個人工作經驗和感官，仔細觀察機械液壓系統元件運行狀態是否正常，通過看、摸、聽、問等方法判斷故障原因，如看機械液壓系統連e級部位是否泄露、測量點壓力是否正常、系統運行速度是否正常、執行元件是否正常運行;摸液壓系統元器件的振動情況和油溫高度;聽機械液壓系統動力泵和馬達的異常聲響、彎管和軟管的振動聲音;問機械液壓系統的操作人員，掌握液壓系統日常的運行狀態，相關元件器是否出現異常、設備的故障維護和保養方法;檢查機械液壓系統壓點的工作壓力是否穩定，連接位置是否有泄露，油箱是否存在泄露、油液高度是否符合液壓系統要求等[2]，從而采取有效的故障診斷措施。
2.1.2測量參數法
測量機械液壓系統回路工作參數，和正常的系統工作參數值進行分析比較，判斷液壓系統參數是否正常，從而確定機械液壓系統的測量點是否發生故障以及系統故障部位，測量參數診斷法適用于對機械液壓系統潛在故障進行定量預報和診斷分析以及機械液壓系統的在線監測。
2.1.3邏輯分析法
根據液壓系統設備、系統和元件三者之間的邏輯關系，從而確定系統故障。通過研究液壓系統元件結構和工作原理圖[3]，進行邏輯分析，確定礦山機械液壓系統的故障發生部位。
2.1.4堵截法
通過分析礦山機械液壓系統發生故障的現象和液壓系統構造，選擇一個攔截點，通過觀察液壓系統的流量和壓力變化，從而快速找到礦山機械液壓系統的故障部位。這種診斷方法比較準確也非?？焖伲鞘褂貌环奖悖鹧b量較大，需要準確整套的堵截工具和元件。
2.1.5故障樹分析法
故障樹分析法是指對礦山機械液壓系統故障設置邏輯結構圖，故障樹頂端為機械液壓系統故障的頂事件，根據液壓系統不同元件部位的故障數據，準確確定機械液壓系統的運行故障。故障樹分析法主要適用于預測和判斷較復雜或者較大型的機械液壓系統故障。
2.2儀器診斷技術
儀器診斷技術主要是通過診斷儀器觀察液壓系統發出的震動和噪聲，或者系統的流量和壓力，根據計算機的分析結果判斷液壓系統的故障。對礦山機械液壓系統采用診斷儀器，主要包括綜合類型、某方面專用類型以及通用類型，利用多種診斷方法如聲學診斷方法、震動診斷方法和鐵譜記錄方法等。鐵譜記錄法通過分析鐵粉圖譜，分析和觀察鐵粉的顏色、粉末大小、磨損程度等信息，檢查機械液壓系統油的污染情況，準確評價礦山機械液壓系統的運行狀態，做好在線檢測，有效預防機械液壓系統故障。
2.3智能診斷技術
智能診斷技術主要是通過模擬人類大腦技能，處理、傳遞和獲取液壓系統的運行狀態，提高液壓系統故障診斷效率。對礦山機械液壓系統采用智能診斷技術，運用一些診斷策略和成熟的專家經驗。專家式的人工智能診斷系統，可模仿在某知識領域有經驗的專家分析和判斷液壓系統故障的方法，從而解決液壓系統故障。通過智能診斷技術，將液壓系統故障情況輸入計算機系統，計算機知識庫和數據庫根據輸入現象，運用相應的計算和推理方法，分析液壓系統的故障原因，針對礦山機械液壓系統故障，
2.4數學模型診斷技術
數學模型診斷技術是指運用一些數學手段處理和分析礦山機械液壓系統故障，數學模型診斷主要是應用動態測試技術和傳感器技術，基于機械液壓系統故障的建模處理和信號處理方式，通過診斷機械液壓系統主要成分，確定礦山機械液壓系統的故障部位。
3.結束語
由于礦山機械液壓系統的復雜性和多樣性，要結合礦山機械液壓系統的常見故障，運用多種故障診斷技術，準確分析機械液壓系統故障原因，確保礦山機械液壓系統可靠、經濟運行，提高機械液壓系統故障維修的經濟性和安全性，延長機械液壓系統的使用壽命。
參考文獻：
關鍵詞：海洋工程管線設計 風險分析
中圖分類號： S611 文獻標識碼： A
1. 海洋工程項目的管線設計存在的問題
（1）海洋工程項目中管線系統風險體系研究
管線在油氣輸送中的運用已有百年歷史,從初期的鑄鐵管的使用,到現在普遍采用的優質鋼管,都存在因腐燭、第三方破壞、環境破壞以及誤操作等因素造成的管線泄漏和破裂事故。油氣介質的易燃、易爆、易擴散的特性,導致油氣管線的泄漏及破裂事故很容易造成設備損壞、人身傷亡、和嚴重的環境污染。雖然現階段在海底管線工程的設計、施工、運行、維修乃至回收期間都采取各種技術手段,減少了一定管線事故的發生,但是由于管線所處環境復雜多變,導致其常規的預防手段仍很難保障油氣管線的在長期的運行期間,保持其結構的完整性以及維持安全運行狀態。所以,我們有必要采用特定的方法對管線系統的風險體系進行研究,并以此為基礎,預測海底管線在未來時段內存在的安全隱患,作好預防管線事故發生的準備,近而有效地預防海底管線泄露、破裂事故的發生。
（2）海洋工程項目中管線事故統計分析
海洋石油開發系統工程具有項目投資大、工藝技術復雜、風險大等特點。系統一旦發生事故,就會醜成非常的嚴重后果和影響,其中包括經濟損失、環境污染甚至人身傷亡等等。20世紀后半葉世界上發生過多起重大事故。但最近15~20年里重大事故越來越少,這說明了海底管線系統技術的成熟以及人們風險意識的增強。過去重大事故的經驗是預防未來發生類似事故的重要信息來源,因而將重大事故的經驗以簡明、全面的方式記錄下來就非常的重要。這些信息不僅有益于海上設施風險的建模,而且可以作為背景信息解釋為什么必須達到一些要求以及為什么這些要求很重要。
2.海洋工程項目中管線設計分析
(1)安全檢查表法(Safety Check List)
安全檢查表(Safety Check List)是進行安全檢查、發現潛在危險、督促各項安全法規、制度、標準實施的一個較為有效的工具。它是安全系統中最基本、最初步的一種形式。安全檢查表分析法的操作步驟如下:
安全檢查表分析法步驟
(2)危險與可操作性研究(Hazard and Operability)
危險與可操作性研究(HAZOP),是用于識別危險與可操作性問題的一種分析技術。在實施危險與可操作性研究詳細分析之前必須獲取涉及制程設計以營運的詳細信息,因而,最常應用于管道及儀表流程圖制作后,或在修改及操作現有設備期間的詳細設計階段。危險與可操作性研究分析還需要許多方面的知識,包括制程、儀器儀表、計劃或實際營運。該信息通常是由團隊成員提供,而這些團隊成員通常都是各領域內的專家。危險與可操作性研究團隊通常由5到7位設計工程、營運、維護、衛生安全及環境保護等不同背景及經驗的人組成。HAZOP基本分析步驟如下:
HAZOP法分析流積圖
(3)失效模式與影響分析(Failure Mode and Effect Analysis)
失效模式與影響分析(FMEA)是一種以定性分析為主的方法,可應用于系統全生命周期的各個階段,為詳細的定量分析提供一個框架。FMEA方法操作起來十分的簡單,而且在風險評價過程中可以隨時添加其它重要事件,比較靈活,應用廣泛。
(4)事件樹分析(Event Tree Analysis)
事件樹分析(ETA)是描述危險情景會導致可能事件鏈的視覺模型。對觸發事件(也稱為頂事件)進行了定義,并對其頻率或發生概率進行了計算。通過對每個提問都只需回答“是”或“否”的問卷列表,確定觸發事件會導致的可能后果,它是一種邏輯演繹法,它在給定的一個初因事件的情況下,分析此初因事件可能導致的各種序列的結果, 從而定性或定量地評價系統的特性,幫助分析人員作出正確的決策。ETA法常用于安全系統的事故分析和系統的可靠性分析。
(5)故障樹分析(Fault Tree Analysis)
故障樹分析法(FTA)又稱作事故樹分析,是一種靜態的邏輯演繹的系統安全分析法。該方法是可以有效識別設備故障起因,并主要作為可靠性可可操作性評估的工具它將特定系統的特定風險事件作為頂事件,再逐層分析其發生原因并按照邏輯關系列出,構成一種樹狀邏輯圖,及故障樹圖。
故障樹分析流程
(6)蝶形結法(Bow-tie)
蝶形結法(Bow-tie)可用來有效演示如何能實現設備安全管理系統的過程,能協助經營者分析和管理處于風險狀態的系統,并且通過圖形顯示及說明危險、控制、風險減少措施與系統健康、安全、環境活動之間的關系。蝶形結圖描述了危險、威脅、屏障、事態加劇因素、控制、后果、恢復準備措施及管件人物之間的關系。在許多情況下,蝶形結法己經成為說明各因素之間關系的首選工具。蝶形結實際上是傳統使用的故障與事件樹,即故障樹構成蝶形結構的左側,而事件樹則構成蝶型結構的右側。
(7)肯特管線風險評價模型
肯特管線風險評價模型,也稱為肯特評分法或肯特指數評價模型。W.Kent.Muhlbauer先生于1992年提出,并在《Pipeline Risk Management Manual》一書中詳細的介紹了這種管線風險評估方法。由于肯特評分法所確定的指標體系具有科學性、完整性。對比分析了定性評估、半定量評估以及定量評估方法的特點和適用范圍；結合海底管線系統風險的特征,重點介紹了適用于管線風險評估的幾種方法。
參考文獻:
[1] W.Kent.Muhlbauer 《Pipeline Risk Management Manual》
[2] 美國雪佛龍公司 海上油氣工程設計實用手冊
ANALYSIS OF PIPING DESIGN IN OFFSHORE PROJECT
Zhangxiang
(BOMESC Offshore Engineering Company Limited TEDA TIANJIN CHINA 300457)
Abstract: All the professional offshore oil engineering design and construction, for the safety and stability of submarine pipeline research and analysis is important. Subsea pipeline system includes risers, subsea pipelines flat tube and landed three main parts, each part load conditions are not subject to the same complex. Pipeline design predictability marine security projects have great controllability.
Keywords: Offshore Engineeringpiping designrisk analysis
關鍵詞:鐵路信號 信號系統 安全評估
隨著中國鐵路近幾年來的快速發展,特別是客運專線的開通、鐵路系統的大面積提速,對鐵路信號體系的安全需求也是逐年增高。一套完整的安全評估體系不但在技術的層面上促進鐵路安全性能,同時在法律層面上分擔了政治和商業風險。如何構建具有中國特色的,覆蓋率高的、可靠性高的,立體化的鐵路信號系統的安全評估體系,來確保運輸的安全性,是當今一個艱巨而緊迫的問題。
一、安全評估的基本概念和相關的法律規定
安全評估是一種對于保證預期的鐵路工程項目被準確定義和實施起到輔助作用,避免疏忽或過失的通行做法。安全評估機構(ISA)監督工程項目的對于安全的管理活動,能夠降低鐵路運營的安全風險,減少鐵路工程實施項目的安全風險,對系統的安全性能做出保證,降低安全授權機構進行安全審批的風險。
我國與鐵路相關的基本法有《鐵路法》、《鐵路運輸安全保護條例》等。根據標準法派生出的許多基本法規如《鐵路技術管理規程》、《信號維護規則》等都規范了信號設備的開發、應用等,并且制定了一系列的技術條件和技術標準,來確保鐵路信號設備的安全。
二、對鐵路信號系統進行安全評估的意義
隨著經濟的發展和列車的大面積提速,對運行安全方面提出了更高的要求?？v觀古今鐵路的運輸安全與旅客生命財產是密不可分的,作為國家重大生命線工程。在鐵路信號的可行性研究、設備設計、鐵路施工以及驗收和運營時存在的任何安全隱患,都會導致國家和人民的生命財產安全受到損害。因此,鐵路信號系統安全評估將是也是建設和諧鐵路的主要手段,實現鐵路運輸安全和預防相結合的的具體體現。
三、我國鐵路信號系統安全評估體系現狀
一直以來,我國一直將安全評估體系的建設放在首位,特別在鐵路信號系統的研發、批量運用和工程建設中。并滿足和國際接軌的需要,對系統設備的一些環境條件以及安全性指標等方面做出了更高的要求,建立了成熟、完善的信號系統設備。致力于研究安全評估管理體系,來更好的保證鐵路運輸的安全。特別是在鐵路大面積提速之后,鐵道部更是將安全評估技術作為重點的研究內容,并且投入了大量的資金和人力物力,來不斷完善。
1、一方面不斷完善信號安全評估系統體系相關的規章制度,并且建立了信號安全動態評估技術標準等等。這些法律法規的建立為信號安全評估工作有序、深入的開展提供了有力的科學、法律環境。
2、目前鐵路部門使用的信號安全評估體系本身具有的可靠性、可維護性、可用性、安全性等等,性能也在逐漸增強,功能也在逐步的完善,但對于鐵路的大面積提速后,實現我國鐵路其它線路多種列控設備的評估的需要還是具有一定的差距。
3、隨著安全評估系統的的推廣使用,各鐵路局相關部門和人員對信號安全評估的重要性的認識逐步深入,認識到了評估系統發揮的重要作用。信號評估系統已經被廣為接受,鐵道的各類專職部門、專職人員開展信號的評估工作,為信號安全評估的進一步的發展打下堅定的基礎。
四、鐵路信號系統安全評估的方法研究
1、預先危險性分析法
在鐵路項目的施工之前,為保證系統安全,采用PHA(預先危險性分析法)對鐵路信號系統進行最初步的分析,對系統中明顯存在的危險性類別和導致事故的后果進行初步分析,包括對系統設計、實驗、生產施工等存在各項指標進行分析,以確定系統存在的潛在的隱患和危險等級,來防止危險發展成為故障。PHA大致可以識別出與系統密切相關的主要危險,分析出其產生的原因,預測假使事故發生導致的影響,預測出危險的等級,并及時的提出行之有效的方法來避免的安全隱患。PHA通常用于項目的初級的階段,特別對潛在的危險了解相對較少,并且無法憑經驗去判斷的項目,或者應用在設備裝置的開發研究階段都可以很好的應用。
2、專家評估法
專家評估法包括有表決法、評分法、安全檢查表法等等,各種使用最多的是SCL(安全檢查表)法。SCL方法采用的主要形式是預先把檢查對象進行分解,將一個大的系統切割成若干子系統,逐項檢查項目列表的各項指標,采用的是提問或者進行打分的方式。來查找系統中各類的元件、零部件、設備設施、物料工件、操作人員、管理和組織中的危險有害的因素,并具體進行分析,提出對安全隱患的整改的建議和具體措施。
3、事件樹分析法
故障是重要設備出現了非正常使用狀態或者操作的不當引發的異常結果。而ETA(事件樹分析法)是用來分析普通設備故障或由初始事件導致故障的發生的可能性。EAT可以提供用于記錄故障的后果的系統性的方法,并且能夠確定事件的后果和初始事件之間的聯系。EAT適用于那些會產生不同后果的初始事件,強調的此故障可能發生的最初原因和初始事件可能對事件后果產生的影響。每一個獨立的故障序列都由事件樹的每一個分支來表示。而對于一個初始的事件來說,每一個獨立序列都明確地界定了安全功能之間的相互聯系。
4、故障樹分析法
FTA(故障樹分析)是一種安全的分析評價和進行故障預測的一種先進的方法,它不僅僅能夠分析出故障產生的直接原因,并且能進一步發掘出故障存在的潛在因素。FTA能應用于各種系統,對其具有的危險性進行識別評價,能夠定性定量的進行分析。并且故障樹具有簡潔、具體化等特點,與事件樹采用的歸納法分析不同,故障樹分析使用演繹法。因此,FTA可以應用于工程或設備的設計階段,用故障查詢等操作方法,都能對其安全性作出具體的評價提高了系統工程方法研究安全問題的系統性、準確性和預測性。
5、故障模式和影響分析法
由于鐵路系統可以劃分成若干的元件、設備、子系統等評估單元,因此可以采用FMEA(故障模式和影響分析法),按照實際需要來將大的系統進行分割成為小的元件或者子系統等,分析每個部分可能發生的事故的模式及其產生的影響程度,提出并且采取相應的對策,來提高信號系統的安全性和可靠性。
當然鐵路安全評估方法還有很多,包括模糊數學法、灰色聚類法、數值分析、、人工神經網絡等等的方式都可以提高對鐵路信號系統的安全評估,保證鐵路運輸的安全。
五、前景展望
隨著經濟的不斷發展,我國要實現實現鐵路現代化、智能化,使運輸能力滿足經濟發展的需求,鐵路信號安全系統就必須達到世界發達國家的水平。鐵路信號系統的安全評估應該更具有可靠性、可用性、安全性、性能良好、數據處理智能化、結構形式開放、并與其它監測系統能夠數據融合、進行綜合處理等特點。因此我國鐵路發展必須博采眾長,建立一套自主的知識產權和鐵路信號系統安全評估體系,來保證鐵路信號系統安全評估體系能夠更加有效的為行車的安全護航,并使之逐步得到國際的認可。揚長避短,不斷的繼承與創新,鐵路信號系統的安全評估體系的的發展一定會取更大的成果。
參考文獻:
[1]李開成.國外鐵路通信信號新技術縱覽[M].中國鐵道出版社,2005.
【關鍵詞】常見故障；診斷技術
0 前言
液壓機械系統在使用中，由于受工作環境，作業時間，生產任務等因素的影響，而造成故障多發，由于產生故障的原因是多方面的，因此故障的判斷和排除也較為復雜，要做好故障診斷工作，首先要做到熟悉液壓元件的工作特性和液壓系統的結構，工作原理，掌握液壓元件，輔件，系統的配置關系及工作條件和環境要求。其次是建立健全設備技術狀況檢查，維護，修理制度和故障技術檔案，積累數據和設備運轉記錄。還應熟悉各類液壓元件的故障現象及故障檢查方法，同時要有一定的現場實踐經驗和設備管理知識，在實踐中不斷總結提高。還應熟悉和運用液壓系統故障診斷分析方法并合理選用，具備必要的檢測儀器和一定的檢測手段，注意學習和應用現代先進的診斷技術。
1 液壓機械系統常見故障
通過實際調查分析歸納出液壓機械系統常見故障如下：溫度過高，主要原因有油粘度過高、內泄嚴重、冷卻器堵塞、泵修理后性能差及油位低、壓力定值過大、摩擦損失大。液壓系統的零件因過熱而膨脹，破壞了相對運動零件原來正常的配合間隙，導致摩擦阻力增加、液壓閥容易卡死，同時，使油膜變薄、機械磨損增加，結果造成泵、閥、馬達等的精密配合面因過早磨損而使其失效或報廢。因為不良、摩擦阻力變化、空氣進入、壓力脈沖較大或系統壓力過低、閥出現故障、泄漏增大、別勁、燒結造成的執行機構運動速度不夠或完全不動。因為泵不供油、油箱油位過低吸油困難、油液粘度過高、泵轉向不對、泵堵塞或損壞、接頭或密封泄漏、主泵或馬達泄漏過大、油溫過高、溢流閥調定值低或失效、泵補油不足、閥工作失效造成的系統無壓力或壓力不足。因為泵工作原理及加工裝配誤差引起、控制閥閥芯振動、換向時油液慣性造成的壓力或流量的波動。因為油溫過高、油粘度過大及油液自身發泡、泵自吸性能低、吸油阻力大、油箱液面低、密封失效或接頭松動、零件結構及加工質量造成的氣穴與氣蝕。
2 液壓機械系統故障診斷技術及應用
2.1 主觀診斷技術。指維修人員利用簡單的診斷儀器憑借個人的實踐經驗分析判斷故障產生的原因和部位。方便快捷，可靠性較低，屬于較簡單定性分析。包括直覺經驗法、參數測量法、邏輯分析法、堵截法、故障樹分析法等。直覺經驗法指維修人員憑感官和經驗,通過看、聽、摸、聞、問等方法判斷故障原因，看執行元件是否爬行、無力、速度異常，液位高度、油液變質及外泄漏,測壓點工作壓力是否穩定，各連接處有無泄漏及泄漏量；聽泵和馬達有無異常聲響、溢流閥尖叫聲、軟管及彎管振動聲等。摸系統元件的油溫和沖擊、振動的大小、聞油液是否變質、軸承燒壞、油泵燒結等。詢問設備操作者，了解液壓系統平時工況、元件有無異常、設備維護保養及出現過的故障和排除方法。參數測量法指通過測得系統回路中所需點處工作參數，將其與系統工作正常值比較,即可判斷出參數是否正常、是否有故障及故障所在部位，適于在線監測、定量預報和診斷潛在故障。邏輯分析法指根據元件、系統、設備三者邏輯關系和故障現象,通過研究液壓原理圖和元件結構,進行邏輯分析,找出故障發生部位。堵截法指根據液壓系統的組成及故障現象選擇堵截點，堵截法觀察壓力和流量的變化，從而找出故障的方法。堵截法快速準確，但使用較麻煩，拆裝量大，需要整套的堵截工具和元件。故障樹分析法指對系統做出故障樹邏輯結構圖，系統故障畫在故障樹的頂端為頂事件，根據各元件部位的故障率數據，最終確定系統故障。適合較大型、較復雜系統故障的判定和預測。
2.2 設備故障精密診斷方法。設備狀態診斷的實施一般可分兩個層次，即簡易診斷和精密診斷。工廠的設備故障大多數可以通過簡易診斷予以確定，因此它是診斷工作的基礎，只有當簡易診斷難以確診是，才選用精密診斷。精密診斷是指使用精密的儀器和方法，對簡易診斷難以確診的設備狀態作出詳細評價。一般包括以下幾個特點：使用各種比較復雜的診斷分析儀器或專用診斷設備；由具有一定經驗的工程技術人員及專家在生產現場或診斷中心進行；需對設備故障的存在部位，發生原因及故障類型進行識別和定量；涉及的技術知識和經驗比較復雜，需要較多的學科配合；進行深入的信號處理。常用的精密診斷方法主要包括：振動測定，設備的零部件、整機都有不同程度的振動。液壓機械系統的振動往往會影響其工作精度，加劇設備的磨損，加速疲勞破壞；而隨著磨損的增加和疲勞損傷的瘇，機械設備的振動將更加劇烈，如此惡性循環，直至設備發生故障、破壞。設備發生故障時，常表現為振動頻率的變化，通過檢測振動的頻率、轉數、振動的速度、加速度、位移量、相位等參數，并進行分析，從中可以找出產生振動變化的原因。油液監測分析，對液壓油、油進行監測或定期取樣檢測分析，通過對其清潔度及其他理化指標的檢驗，確定其劣化程度和使用性能的狀態；或用鐵譜分析技術、光譜分析技術等磨粒檢測技術，獲得摩擦副磨損的信息，判斷設備主要零部件的磨損程度。紅外線測溫診斷，通過測定設備輻射出的紅外線，確定溫度分布（如加熱管的溫度分布），以確定設備是否有異常。紅外線探測器可分為熱探測器和光子探測器兩類。熱探測器技術根據入射紅外線的熱效應引起探測器材料某一性質變化而實現探測目的。光子探測器技術根據入射光子流引起物質電學性質的變化達到探測目的。紅外線測溫技術已廣泛應用于液壓機械系統運行過程各階段的狀態監測與診斷。超聲波無損探傷技術是利用材料本身或內部缺陷對超聲波傳播的影響，來探測材料內部及其表面缺陷的大小、形式及分布情況。超聲波無損探傷技術是在不損傷和不破壞材料或設備結構的前提下，對材料或設備構件的物理性質、工作狀態和內部結構實行檢測的質量評價的檢測技術。
2.3智能診斷技術。指模擬人腦機能，有效獲取、傳遞、處理、再生和利用故障信息，運用大量獨特的專家經驗和診斷策略，識別和預測診斷對象包括模糊診斷法、灰色系統診斷法、專家系統診斷法、神經網絡系統診斷法等。目前研究最活躍的是專家系統和神經網絡，使故障診斷智能化，具有廣闊發展應用前景?；谌斯ぶ悄艿膶＜以\斷系統，是計算機模仿在某一領域內有經驗的專家解決問題的方法，將故障現象輸入計算機，計算機根據輸入現象及知識庫中知識按推理集中存放的推理方法，推算出故障原因，并提出維修或預防措施。人工神經網絡是模仿人的大腦神經元結構特性，利用神經網絡的容錯、學習、聯想記憶、分布式并行信息處理等功能，把專家經驗輸入網絡，通過對故障實例和診斷經驗的訓練學習依據一定的訓練算法，得到最佳接近的理想輸出。
