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故障树分析法基础理论与技术综述
1.1故障树的主要概念及术语符号
故障树分析法是以故障树为基础进而分析系统可靠性的一种方法[211,其主要通过图形语言来描述系统故障的逻辑框图，可以很直观的看出各事件之间的关系。建树时，首先将最不希望系统出现的事件放在第一级，作为系统的顶事件，当系统较为复杂时，顶事件一般都不是唯一的。其次，对事件进行初步分析，找出系统组成部分中可能存在的缺陷，进行逐级分析，直到找出引起系统顶事件失效的最根本原因，即底事件，各事件间用相应的符号和逻辑门进行连接[22]。以此确定出系统的失效原因和失效概率，方便在运用时可以更快更准确的采取对应的维修措施和预防措施，以提高系统的可靠性能和安全性能。
故障树模型中常用的基本事件有：
(1)顶事件：是系统中所有事件的总称，也是研究时最为关心的结果事件，通常用矩形代表。
(2)中间事件：为系统顶事件失效的直接原因或间接原因，属于逻辑门的输出事件，需要做进一步的分析，也可以用矩形代表。
(3)底事件：系统顶事件失效的最根本原因，无法再进一步细化的组成事件。其中，底事件又可以包括基本事件和非基本事件。基本事件：能直观的看出事件发生的原因或需要对事件发生的原因进行研究的事件，一般以圆形表示。非基本事件：无法分析出发生的原因或暂时不研究原因的事件，用菱形代表，又称为省略事件。
常用的逻辑门主要有三个：
(1)与门：当事件所对应的所有直接事件都发生时才能够引起输出事件的发生。
(2)或门：事件所对应的直接事件中，一旦有直接事件发生则必然会引起输出事件的发生。
(3)异或门：当事件所对应的直接原因中只有一个直接原因事件发生时才可以引起输出事件发生。
表2-1基本术语符号及含义
事件符号逻辑门符号
2
序d(
名称
使用符号
意义
序号
名称
使用符号
输入输出
关系
工
基本事件
O
不能进一步分解的事件
1
或门
任何一个输入存在，则输出发
生
2
菱形事件
未展开的事件
2
与门
当全部输
入发生则输出发生
3
房形事件
开关事件
3
禁门
条件存在
时输入产生输出
4
条件事件
椭圆事件
4
异或门
输入中的
一个发生而另一个不发生则输出发生
5
结果事件
矩形事件
5
转移符号
转出/转入
1.2故障树分析法的基本思路
构建装载机变矩器系统的故障树模型时，首先需要熟悉系统的结构、工作原理及系统间各部件的关系，并绘制出其工艺流程图。其次可以通过网上收集或到线下汽车维修中心对系统的事故数据进行收集整理，然后将整理出的数据对事故案例进行分析，若存在数据不全或缺失的情况，可以对系统中可能发生的事故进行假设，全面的分析所调查的事故，确定出顶事件。再根据典型的事故案例并结合人为经验，得出相应参数值，求解出事故失效概率，将概率数值为标准，作为研究事件的目标值。整理出与事件有关的所有原因，从第一级事件起，逐层分析出各级事件的输入事件，并按照对应关系，构建出故障模型并进行模型简化，计算出底事件的失效概率及重要度，进而求出顶事件的发生概率。最后，根据可维修和不可维修进行讨论，并对可维修的系统进行对比分析。
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熟悉系统
熟悉系统
确定顶事件
确定目标值
构建故障树
化简
计算事件发生概率
分析比较
图2-1故障树的流程图
1.3建模的原则和方法
故障树分析法自从被提出，就被广泛的应用于各个研究领域，无数的专家和学者经过数十年的探索和研究，总结出了建模的原则和方法如下：
(1)以边界条件简化系统图：根据课题研究的目的，将真实系统图用等效的简化逻辑图表示，有时还可以做一些必要性的合理的假设。
(2)严格定义故障事件：明确各故障发生需要的条件，确定事件发生的直接原因并对其严格定义。
(3)从上自下建树：从顶事件开始，层层找出引起各级事件的直接原因，直到找出最基本的原因，并按照对应关系自上而下进行排列得出故障树图。
(4)建树时防止逻辑门直接相连：建树时每个输出事件都需要经过逻辑门与对应的输入事件相连。
(5)找出所有输出事件对应的直接事件：根据系统的结构或结合部件间的关系，找出每个失效事件的直接故障事件。
(6)对共同事件进行整理：有时同一种原因会导致多个部件发生故障，并
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极大的影响了系统的失效概率。所以在建树时需要对共同原因事件进行统一的整理，可以对系统中的共同事件采用同一种事件符号。
(7)采用演绎法建树：将选出的事件放在第一级作为顶事件，并写在对应的事件符号里，将分析出的所有顶事件的直接原因放在第二级，再逐级分析建立出第三级、第四级……直