故障树分析法（FTA）— 根本原因分析的重要武器！
故障树分析法（FTA）— 根本原因分析的重要武器！
课程背景：
在产品开发过程中，是“亡羊补牢”，等出现了问题再想办法补救呢，还是“防患于未然”，先预测风险并实施控制呢？答案是显而易见的。
故障树分析法简称FTA (Failute Tree Analysis)，是1961年针对可靠性及安全性问题，由美国贝尔电话研究室的华特先生首先提出。其后，在航空和航天的设计、维修，原子反应堆、大型设备以及大型电子计算机系统中得到了广泛的应用。
故障树分析采用逻辑的方法，形象地进行产品和系统风险的分析，其特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。体现了以系统工程方法研究可靠性、安全性问题的系统性、准确性和预测性，它是可靠性工程及风险风险的主要分析方法之一，应用范围正在不断扩大，是一种很有前途的故障分析法。
课程目标：
- 认识FTA分析法的重要性，了解审核技巧和方法；
- 系统学习故障树分析法（FTA分析法）的理论及应用方法；
- 能结合质量体系运作，制定FTA分析法推进方案；
- 应用FTA理论，解决产品品质设计的实际问题；
- 实施FTA得到的FT图作为技术资料总结，对今后的产品开发方面是有用的；
课程对象
工程技术人员、质量管理人员、任何参与产品工程、制造、质量控制等人员。
课程时长: 2天（6小时/天）
课程大纲
01【什么是FTA】
- 故障树是一种特殊的倒立树状的逻辑因果关系图。
- FTA是系统分析的一种技术，它从单个的潜在失效模式来识别所有的可能原因，分析系统失误。
- FTA体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统工程的主要分析方法之一。
02【为什么做FTA】
- 判明可能发生的故障模式和原因；
- 发现可靠性和安全性薄弱环节，采取改进措施，以提高产品可靠性和安全性；
- 计算故障发生概率；
- 发生重大故障或事故后，FTA是故障调查的一种有效手段，可以系统而全面地分析事故原因，为故障“归零”提供支持；
- 指导故障诊断、改进使用和维修方案等。
03【FTA有哪些特点】
- 故障树分析是一种图形演绎法。
- 由于故障树能把系统故障的各种可能因素联系起来，因此，有利于提高系统的可靠性，找出系统的薄弱环节和系统的故障谱；
- 故障树可以作为管理人员及维修人员的一个形象的管理、维修指南，因此，用来培训长期使用大型复杂系统的人员更有意义；
- 通过故障树可以定量的求出复杂系统的失效概率和其他可靠性特征量，为改进和评估系统的可靠性提供定量数据；
- 故障树分析的发展与电子计算机技术的发展紧密相联，图像信息技术 也已经应用在故障树分析中，因此，编制计算程序是故障树分析中不可缺少的一部分；
- 故障树分析的理论基础，除概率论和数理统计外，布尔代数及可靠性数学中用到的数学基础同样应用于故障村分析的定量分析中；
- 故障树分析方法不仅应用于解决工程技术问题，而且开始应用于经济管理的系统工程之中；
- 故障树分析首先需要建树，建树过程复杂，需要经验丰富的工程技术人员、操作及维修人员参加，而且不同的人所建造的故障树不会完全相同；
- 系统越复杂，建树越困难，耗时越长；
- 数据收集困难。
04【 FTA和FMEA的区别】
1、按层次的分析方向：
FTA：自结果，不希望发生的顶事件（上级事件）向原因方面（下级事件）做树形图分解，自上而下，逆向
FMEA:自原因，单一故障模式（错误模式）方面向结果，上级系统的故障方面分析，自下而上，顺向
2、方法：
FTA：由顶事件经过中间事件至最下级的基本事件用逻辑符号联结，形成树形图，再计算不可靠度。
FMEA: 填写故障模式对装置、系统的影响，对故障模式的评价，改进措施，并将致命项目（模式）列表
定性与定量分析的功能：
FTA: 将树形图简化，求最小割集并计算顶事件发生的概率
FMEA：FMEA是定性的，归纳性的方法，不需要计算
3、特点：
FTA：以不希望发生的故障为顶事件。
优点：可以进行深入的分析。它不仅可以分析部件错误，软件错误，控制错误，环境应力等引起的故障，及进行多重故障分析，也可以从逻辑上明确故障的发生过程定量计算顶事件发生的概率。
缺点：其不利的一面是需要熟悉布尔代数和最小割集知识
FMEA:
优点是利用表格，简单列举系统构成零部件的所有故障模式，并假定其发生，可找出系统可能发生的故障。
缺点是只输入硬件的单一故障模式，因而是孤立的分析。对于含大量部件，具有多重功能的工作模式和维修措施的复杂系统，以及环境影响大的系统，在应用上有困难。
05【 如何做FTA及具体内容】
步骤一：故障树的建立
1、确定顶事件
① 要有明确的定义；
② 要能进行分解，使之便于分析顶事件和底事件之间的关系；
- 要能度量以便于定量分析。
2、建立边界条件
① 不允许出现的事件；
② 不可能发生的事件，实际中常把小概率事件当作不可能事件；
③ 必然事件；
④ 某些事件发生的概率；
- 初始状态。当系统中的部件有数种工作状态时，应指明与顶事件发生有关的部件的工作状态。
3、建树符号
步骤二：定性分析
（1）定义
定性分析是指研究者运用历史回顾、文献分析、访问、观察、参与经验等方法获得教育研究的资料，并用非量化的手段对其进行分析，获得研究结论的方法。
（2）目的
寻找顶事件的原因事件及原因事件的组合（最小割集）；发现潜在的故障；发现设计的薄弱环节，以便改进设计；指导故障诊断，改进使用和维修方案。
（3）割集、最小割集
案例分享：螺钉脱落松动
定性分析练习：
每个小组按照案例定性分析并分组汇报分析结果，老师点评总结。
案例1：轴承漏脂
案例2：新能源电池电芯隔热垫尺寸太大超差
步骤三：定量计算
（1）定义
定量计算的结果通常是由大量的数据来表示的，研究设计是为了使研究者通过对这些数据的比较和分析作出有效的解释。
（2）特性
独立性：底事件之间相互独立；两态性：元、部件和系统只有正常和故障两种状态指数分布：元、部件和系统寿命
（3）故障树的数学描述
（4）典型逻辑门的概率计算
（5）顶事件发生概率计算
【接插件尺寸超差FTA案例分析】
