Анализ «дерева» неисправностей (FТА)

1 Общие сведения

Анализ «дерева» неисправностей (FТА) - это методика выявления и анализа факторов, которые могут способствовать возникновению конкретного нежелательного события (называемого «конечное событие»). Причинные факторы определяют дедуктивным образом, организуют логически и представляют наглядно с помощью древовидной схемы, которая изображает причинные факторы и их логическую взаимосвязь с конечным событием.
Факторы, указанные в древовидной схеме, могут быть событиями, связанными с отказом элемента технических средств, ошибками оператора или любыми другими событиями, которые приводят к нежелательному событию.

пример анализа дерева неисправностей
Анализ FТА


 
Пример анализа «дерева» неисправностей FТА


2 Применение

«Дерево» неисправностей может применяться на качественном уровне для выявления возможных причин и способов возникновения отказа (конечного события) или на количественном уровне для расчета вероятности конечного события на основании данных о вероятностях причинных событий.
Оно моет применяться на этапе проектирования системы для выявления потенциальных причин отказа и, на основании этого, выбора лучшего варианта проекта. «Дерево» неисправностей можно применять на этапе функционирования для установления того, как могут возникать наиболее значительные отказы, и соответствующую значимость различных способов возникновения конечного события. «Дерево» неисправностей также может применяться для анализа возникшего отказа, чтобы схематически отобразить, как совместное возникновение различных событий вызвало отказ.

3 Входные данные

Для проведения анализа в качественной форме требуется понимание системы и причин отказа, а также понимание с технической точки зрения того, как система может выйти из строя. При проведении анализа целесообразно составление подробных схем.
Для проведения анализа в количественной форме требуются данные об интенсивности отказов или вероятности нахождения в неисправном состоянии для всех основных событий, указанных в «дереве» неисправностей.

4 Процесс

Разработка «дерева» неисправностей включает следующие основные этапы:
-    определение конечного события, которое необходимо анализировать. Им может быть отказ или более общий результат отказа. При анализе результатов, древовидная схема может содержать раздел, относящийся к уменьшению результатов фактического отказа.
-    определение возможных непосредственных причин или типов отказа, приводящих к конечному событию, начиная сданного конечного события.
-    анализ каждой из этих причин (или типов отказов) для определения того, как она может быть вызвана.
-    поэтапное выявление нежелательного функционирования системы проводится до последовательно более низких уровней системы до тех пор, пока дальнейший анализ не станет нецелесообразным. В технических системах это может быть уровень отказа отдельного компонента. События и причинные факторы на самом низком уровне анализируемой системы называют базовыми событиями.
-    расчет вероятности конечного события, при условии, что существует возможность установить вероятности базовых событий. Чтобы количественное определение было достоверным, должна быть возможность обеспечить, что для каждого логического элемента все входные данные являются необходимыми и достаточными для наступления результирующего события. В ином случае «дерево» неисправностей неприменимо для анализа вероятности, но его применение может быть целесообразно для отображения причинных взаимосвязей.
При проведении количественной оценки «дерево» неисправностей может быть упрощено при помощи алгебры логики для учета дублирующих состояний отказа.
Аналогично получению количественной оценки вероятности конечного события возможно определение кратчайших путей возникновения конечного события и расчет их воздействия на конечное событие.
Кроме случаев простых древовидных схем, для надлежащей обработки вычислений, когда повторяющиеся события присутствуют в нескольких частях схемы, и для расчета кратчайших путей возникновения необходим пакет программного обеспечения. Программные средства способствуют обеспечению согласованности, правильности и проверяемости расчетов.

5 Выходные данные

Выходными данными анализа «дерева» неисправностей являются:
-    наглядное представление путей возникновения конечного события с отображением взаимосвязанных путей возникновения, где должно произойти два или более одновременных события;
-    перечень кратчайших путей возникновения (отдельных путей возникновения отказа) с вероятностью (при наличии данных) осуществления каждого из них;
-    вероятность конечного события.

6 Преимущества и недостатки

Анализ «дерева» неисправностей (FТА) имеет следующие преимущества:
-    предоставление строгого, высокосистематизированного и гибкого подхода, позволяющего анализировать разнообразные факторы, включая взаимодействия персонала и физические явления;
-    применение подхода «сверху вниз», предполагаемого методикой, позволяет рассматривать те воздействия отказа, которые непосредственно связаны с конечным событием;
-    применение особенно целесообразно для анализа систем со многими сопряжениями и взаимодействиями;
-    графическое представление позволяет упростить понимание поведения системы и рассматриваемых факторов, но, поскольку древовидные схемы зачастую весьма объемны, их обработка может потребовать применения компьютерных систем, что обеспечивает возможность рассмотрения более сложных логических взаимосвязей (например, логических операций «И-НЕ» и «НЕ-И»), но также затрудняет проверку «дерева» неисправностей;
-    логический анализ «дерева» неисправностей и выявление отдельных путей возникновения целесообразны для определения простых путей возникновения отказов в очень сложной системе, где затруднено выявление конкретных сочетаний событий, приводящих к конечному событию.
Метод имеет следующие недостатки:
-    неопределенности вероятностей базовых событий включаются в расчет вероятности конечного события, что может привести к высоким уровням неопределенности, в случае, когда вероятности базового события отказа точно не известны; однако в хорошо изученной системе возможна высокая степень доверия;
-    в некоторых случаях причинные события не связаны друг с другом, поэтому может быть затруднительно установить, все ли существенные пути возникновения конечного события учтены. Например, включение всех источников возгорания в анализ пожара как конечного события. В данном случае анализ вероятности невозможен;
-    «дерево» неисправностей - это статическая модель; взаимосвязи в аспекте времени не рассматриваются;
-    «дерево» неисправностей можно применять только в отношении двоичных состояний (неисправ- ность/исп рав ность);
-    типы ошибок, связанные с персоналом, могут быть включены в «дерево» неисправностей на качественном уровне, но несоответствия степени или качества, которые часто характеризуют ошибку персонала, обычно затруднительно включить в схему;
-    в «дерево» неисправностей затруднительно включить «эффекты домино» или условные отказы.

Мы в социальных сетях: