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议题47:RBD、FTA、ETA和贝叶斯网络在工业设备故障建模中的有效性
可靠性框图(RBD)、故障树分析(FTA)、事件树分析(ETA)和贝叶斯网络被认为是安全和可靠性类的有用工具。这有多可靠?我们能讨论一下这是不是真的吗。
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评论
自由贸易协定
故障树分析;FTA创建于60年代，是为空军开发的，并广泛应用于航空部门，以图形形式表示系统的可靠性，以预测需要进一步设计的元件和关键性能差的性能，并对保持系统可用的整体生命周期成本有很好的了解。
流程的逻辑性质允许清晰地表示流程，主要指出系统中可能导致完全失败的任何失败，而没有额外的障碍。这在上述行业中非常重要，因为这样的失败将导致灾难性的后果。使用自由贸易区的主要优点是，它创建了相对简单的概率方程，以便对不同系统和组件进行比较的可量化分析。
FTA对于非关键系统和具有多种故障状态的系统或修复率随故障的瞬态性质而变化的系统的价值有限。例如，在海上工业中，可能会对故障系统进行重新配置，因此在井控等情况下，评估依赖时间的可靠性的重要性变得过于复杂和困难。
参考文献
[1]http://www.weibull.com/basics/fault-tree/index.htm
[2]http://www.theriac.org/DeskReference/PDFs/3Q2004.pdf
RBD
RBD主要是布尔逻辑的图形表示，就RBD的可靠性而言，我认为它只与创建者一样好，设置RBD最重要的方面是对组件和系统需求的广泛了解，以及对系统功能之间相互作用的关键知识，以创建要形成的关系的可视化地图。
利用RBD的可量化方面(MTTF, MTBF, MTTR)，它成为非可靠性工程师设计SCE计划和分析这些组件最有效的PM制度的一个非常容易获得的工具，也是备件所需的库存，反过来在任何系统的规划和设计阶段增加了大量的价值，选择具有不同成本效益分析的组件可能取决于系统的临界性。
在RBD中没有准确记录多个故障状态，这可能会大大改变分析结果，并且可能需要创建多个RBD，从而造成额外的困难并降低工具的有效性。
参考文献
[1]http://www.weibull.com/basics/fault-tree/index.htm
[2]http://www.sars.org.uk/old-site-archive/BOK/Applied%20R&M%20Manual%20for%20Defence%20Systems%20 (gr - 77) / p3c30.pdf
自由贸易协定的依赖
每个设备都有故障模式，对潜在故障模式的分析有助于设计师关注和理解潜在设备故障和风险的影响。从而实现设备的可靠性，防止安全和环境危害。
正如尼尔提到的FTA，它结合了设备故障和人为错误，可能导致主系统故障。FTA是一个很好的故障评估工具，因为它首先使用自顶向下的方法(从危险到原因)来识别故障/危险。
我将从该技术所涉及的约束来看这个主题。首先，FTA的发展依赖于分析者对被分析系统的理解。理解上的偏差将导致故障树的偏差，从而导致对故障排除的偏差响应。此外，不良事件必须单独预测和分析。
自由贸易协定依赖于预期的贡献者。例如，在为报警继电器系统设计FTA时，导致故障的重要因素只能包括设计者能够感知到的因素(这受限于设计者的理解)。此外，在树中建模时，每个故障启动器必须约束为两个条件模式，并且每个启动器的故障率必须是可预测的(需要进行数值风险评估)。将所有这些约束应用于动态系统可能无法正确地对多个模式相互作用并发挥替代作用的事件中的故障/故障进行建模。
因此，尽管FTA可能会揭示人为错误，但它对确定潜在原因几乎没有作用，而且在具有大量安全关键故障的系统上并不实用。在我看来，FTA易于阅读和理解，可以快速暴露关键路径，并且可以为风险评估过程提供定性和定量数据，只要它们不太复杂。在一个复杂的系统中，FTA可以用于对故障进行粗略的概述，尽管商业软件应用已经使FTA得到了更广泛的应用。
[10]刘志强，熊本。可靠性工程与风险评估，北京，1981
Ikechukwu Onyegiri
石油与天然气工程硕士
领结分析(BTA)
在Ejimuda提出的这样一个话题下，我想谈谈FTA，随机因素图表和ETA的协同适应，这产生了蝴蝶结分析(也称为障碍图)。领结图是在不可能或不需要量化的安全情况下进行风险分析的结构化方法。它通过一系列事件线将危险和后果联系起来，通过障碍来开发事件路线。
BTA包括以下步骤:确定具有危害的顶级事件、评估所有潜在威胁和升级因素、确定防止危害释放的控制措施以及确定缓解或恢复措施。在工业应用中，BTA因其难以置信的通用性而得到广泛认可，作为一种故障分析方法，在许多成功的应用中，如b[1]:逻辑结构化方法，完全风险管理。危险演示(例如安全报告)，沟通，关键系统，特定风险，程序和能力，组织改进以及保护层分析(LOPA)。每个障碍都依赖于在工业中进行的一项或多项活动，以确保其存在和有效性。
虽然BTA似乎是行业的领导者，同时提供了清晰的沟通和更好的理解，认识到更大的控制权，实现了比传统方法更大的效率提高，但我不能说它是解决所有风险管理问题的灵丹妙药。BTA并不真正基于布尔逻辑，并且在与定量技术相关联时也存在困难，因为BTA不直接以绝对值量化风险水平。例如，为工艺设施的每个单元的每个部分的每条线设计单独的防护措施，HAZOP更喜欢比BTA更好的解决方案。当对风险控制之间复杂的相互关系进行建模时，BTA不是最佳解决方案。例如，如果对海上主油管线泵进行故障分析，BTA将适合建模一个易于沟通的演示，指出效率收益，例如泵在线的好处，并在需要时最佳工作，但不能完全捕捉到如果泵在启动过程中恢复速度低于预期，生产将会改变的程度。我个人认为BTA仍然是业界最好的选择，并且随着商业软件的使用限制可以被切断，尽管我觉得故障分析方法的有效性完全依赖于被建模的活动。
b[1]领结法在实际应用中的经验教训。Steve Lewis，第六届全球过程安全大会，GCPS 2010。
Ikechukwu Onyegiri
石油与天然气工程硕士
为了回应Ikechukwu
我同意，领结分析是质量风险评估的领跑者，并被纳入大多数安全案例中，但我想说的是，它的设计并不适合上述任何可靠性理论，这是一种参与工具，用于创建纯粹基于机组人员参与资产运行的风险评估。显示任何需要解决的人为因素推断，实际上只是瑞士奶酪模型的一个图形指标，使每个人都意识到障碍和缓解措施的重要性，以实现最佳安全水平，纳入BTA的是行动审查和建议工具，允许在审查后对过程和分析可能需要的任何改进。
参考文献
[1]http://www.sro.hse.gov.uk/publicpages/ShowArticle.aspx?id=120(26/11/2012访问)
[2]http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1117770/(26/11/2012访问)
Fta, eta, RBD在确定失效机制方面的有效性
事件树是一种归纳逻辑方法，用于识别给定的初始事件的各种可能结果，其结果仅取决于科学规律，而故障树分析(FTA)则是使用简单的逻辑关系将多个事件相互作用产生一个顶级事件。对于FTA来说，一旦事件的结构确定，事件的相互作用更多的是一种演绎分析。
要使用这些树来准确地确定故障机制，需要有健全的智力并了解操作的基本故障模式。因此，这些工具的可靠性或有效性取决于准确的人类推理，无论操作是手动执行还是通过使用容易出现完整性问题的软件进行。
参考文献
诺曼，M(1981) .可靠性与风险分析
评论1
感谢尼尔对FTA和RBD的解释。如果说系统中的故障事件可以从RBD的角度逻辑地看待，那么故障事件也可以通过FTA系统细致地分析了结合部分的用途在现实中。
我们可以用一个例子来说明使用RBD和FTA分析这个例子。谢谢
Chukwumaijem Ejimuda
安全与可靠性工程理学硕士。
用脱水系统说明RBD和FTA
在昨天的演讲之后，我认为自由贸易协定的方法与RBD的逻辑相同。
RBD用于显示给定系统的成功和每个组件的系统连接，即“串联”或“并联”(冗余)，而FTA用于显示系统的故障或失败。
用一个例子来说明。让我们考虑一个脱水系统。
分析脱水系统的成功因素或成功概率。
构建下面的可靠性框图。
图1:脱水系统可靠性框图(Clemens,PL.), 1990)
在此，我们将着眼于不同的系统组件并分析成功因素开关(S)是在，脱水系统成功的概率取决于泵(P)或者通过电喇叭(K)和援助(B)是成功的还是两者兼而有之。运用布尔逻辑分析脱水系统的成功，SnPnKnB或SnP或Sn (KnB)也就是说，这个组件是为脱水系统工作而工作的。
分析故障树，即脱水系统不同部件的故障，如下所示
图2:脱水系统故障树分析图(Clemens, PL.， 1990)
这清楚地显示了每个组件的故障或故障，可能会导致整个系统(即组件)崩溃S p k b。
我对FTA的唯一问题是没有获得关于系统的新信息，它和设计师一样准确。
我们能对此发表评论吗．
参考:
克莱门斯，PL. (1990)事件树分析1990。Tullahoma, TN。
Chukwumaijem Ejimuda
安全与可靠性工程理学硕士。
FTA分析的有效性和可靠性
亲爱的所有,
我同意上述观点。我想补充一下FTA, FTA本身是一种定性的方法，但定量的评价可以从它衍生出来b[1]。根据NASA的《航空航天应用故障树手册》，以下使用FTA进行决策的方法是更好地理解导致顶级事件的事件。因此，可以处理导致顶级事件的贡献者的优先级，以便设计预防顶级事件发生的主动步骤。
此外，FTA还可以作为监视工具来监视系统的性能。另一方面，它也可以通过管理来自不重要事件的资源和管理重要贡献者事件的资源来管理资源。
也可用于系统设计过程中的评估。这是通过查看当前系统和事件的可靠性来实现的，因此，可以使用一种替代设备来减轻此类可靠性问题。最后，它还可以用作诊断工具，以确定和后来减轻顶级事件的原因，或简化，作为设计预防方案的工具。
综上所述，FTA的基础正在被用来让我们飞向月球，因此，它不仅在短期内，而且在解决系统(包括设备等)的可靠性问题上是如何有效和可靠的。
问候,
阿纳斯·阿布德·拉赫曼
参考:
1.(2002)故障树手册与航空航天应用。NASA安全和任务保证办公室。华盛顿特区。版本1.1可从:http://www.hq.nasa.gov/office/codeq/doctree/fthb.pdf
[2012年11月30日查阅]
使用RBD、FTA、ETA和贝叶斯网络的有效性
这些工具可以有效地用于网络设备故障建模。FTA(或HAZAN)提供了一种强大且常用的“自上而下”程序工具。它从一个“顶级事件”开始，向下延伸到设备的所有可能的故障模式。它表示一个纯逻辑系统(AND, OR)，不包含时间元素，无论是隐式的还是显式的。
故障的ETA方法从“初始事件”开始，经过“工程安全特性”，要么“成功”，要么“失败”，最后到达评估。
RBD方法采用分块方法对并联和串联的失效模式进行分析。
贝叶斯网络(BN)是一种概率图模型，它表示关于事件的不确定领域的知识。BN图中的条件依赖关系通常使用已知的统计和计算方法来估计。
其中一些工具很复杂，需要对用户有高度的了解，才能有效和成功地使用它来预测故障。一般来说，我相信它们在模拟系统故障方面是有效的。
注释2
从我们的讨论中了解了这些方法的理论和好处。我们可以用现实生活中的场景或例子来讨论它们的缺陷吗?
Chukwumaijem Ejimuda
安全与可靠性工程理学硕士。
RBD、FTA、ETA、BT的弱点
我同意你说的很多
介绍了RBD、FTA、ETA和贝叶斯技术在系统中的应用。但
这种技术或过程会对系统产生负面影响
以下只是其中的一些。
·
不同可靠性技术的应用
会很困难，因为评估一个真正复杂系统的可靠性
可能会有很多问题，而且相当乏味。
·
在某些情况下，它可以做出设计
实施起来非常昂贵，经济上也不可行，因为要经过搬运
在分析之后，它将识别弱点并推荐冗余
提高整体可靠性会增加整体成本。
·
有时它会使系统变得复杂
在故障排除等过程中难以识别故障
相关维护由于途径不同，涉及到很多其他的组成部分
在系统中。
因为这个原因，我是
认为RBD、FTA、ETA和贝叶斯的应用应该是a
这是工厂或系统中非常关键的部件，而不是整个工厂。或在
非常敏感的操作，如核电站，宇宙飞船(美国宇航局)和飞机
项目。
精细的海底和井控
设备(高压高温设备)可推荐使用
经过这样灵敏的分析，以确保完全可靠保护
任何潜在的环境灾难。
这样就可以减少
其应用成本和系统复杂性的增加。
雅库布Abubakar
Msc。石油与天然气工程师
技术的使用
正常的
0
假
假
假
en -
应用
X-NONE
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在我看来，上述技术的使用非常有用，因为您可以获得正在处理的系统的可视化表示。这也意味着，如果您想提高系统的可靠性，您可以从物理上看到在哪里更改组件。关于计算数字的可靠性，那么我们的计算只和我们最初给出的数字一样可靠，这对于使用这类方法的任何其他技术都是一样的。
罗斯的冬天
Msc可再生能源
FTA, RBD等是可靠性的工具
亲爱的所有,
很难给出FTA、RBD等失败的真实案例研究，因为这些都是可视化和缓解问题的工具。在我看来，唯一的失败将发生在工具的参数没有很好定义的时候。在这一点上，这不是工具的错，而是使用工具的人的错。
在我最后的评论中，我确实指出了NASA在航空航天工业中的应用(或例子)，仅这一点就表明FTA正在被用作识别关键系统可靠性及其成功的工具。
此外，我确实同意雅库布关于其局限性的评论，但行业正在转向使用诸如isograph[1]和ptc[2]等软件辅助工具，仅举几例。我们唯一可以集中讨论的是这些软件算法的失败。
还有一些调整的FTA分析正在实施，如模糊逻辑[3]，以提高其可靠性和可执行性，因为我们在讲座中学习的是分析的基础，因为不同的行业将有不同的系统/参数。
问候,
阿拉斯
引用:
1.http://www.isograph-software.com/ftpover.htm
2.http://www.ptc.com/product/relex/fault-tree
3.李艳芳，黄海忠，刘玉英。肖宁，李辉(2012)一种新的故障树分析方法:模糊动态故障树。Eksplotacja I Niezawodnosc。维修与可靠性Vol.14 No. 3 Pg. 208-2014。
故障树分析的有效性
故障树分析是运筹学和系统可靠性研究中的一种象征性的“分析逻辑技术”，被认为是安全性和可靠性分析中的另一种技术。FTA是根据基本事件显示顶级事件的逻辑框图，也是一种图形设计技术，可作为可靠性框图rbd方法的替代方案。尽管它是从上到下构建的，并且是按事件而不是按块构建的，但系统内路径的图形模型会导致可预见的和不希望看到的损失事件或故障。标准逻辑符号是(AND, OR等)，路径将相关事件和条件互连起来。因此，事件与RBD中的块具有相同的含义，门被认为是故障树图[1]中的条件。
但是，使用FTA进行安全可靠性分析的优点是:
•它作为一种可视化工具，有助于识别系统的弱点
•它有助于显示可能导致系统或子系统故障的逻辑过程的清晰表示，因此，故障传播的清晰定性表示。
•它被认为是故障隔离过程中最有效的工具。
•它不需要高性能的数学计算来产生定量分析，但相对简单的故障概率方程(Pf)。
使用FTA的主要缺点是难以允许瞬态和间歇性故障或带备件的备用系统。表示故障率或修理依赖于状态的系统的困难，而且如果系统有许多故障条件，可能需要为每个bbb构建单独的故障树。
参考文献
[1]http://www.weibull.com/basics/fault-tree/index.htm
[2]http://www.theriac.org/DeskReference/PDFs/3Q2004.pdf
Eta和fta
我想讨论一下在shell讲座中讲授的故障树分析和事件树分析及其优缺点。
事件树分析:在这种方法中，故障的可能性和频率显示在图表中，并且可以对故障进行逻辑分析。在这种技术中，许多分支从初始事件开始到结果。因此，它将有助于采取预防措施。它可以在定量和定性两方面使用，考虑概率和频率估计。它的一些优点是:
弱点:
故障树分析:在这种风险分析技术中，通过调查事故或故障背后的原因来分析事故或故障。在导致损失或失败的因素之前，它们可以被一个人研究。它也用于定性和定量概念。它的一些优点是:
来源:
www.fault-tree.net
www.healthandsafetytips.co.uk
bada.hb.se / handle2320/10930
RBD
RBD技术是
通过创建冗余来提高系统的可靠性。它的
确定组件如何连接的有用性允许增加
在整个系统的可靠性。它的一些工业应用是
如下:
串联连接
与两个子元件并联的
备品备件
活跃的冗余
除了创造
系统中的冗余，RBD可以用来显示可靠性的贡献
对一个复杂系统的成败至关重要。这可以通过
计算平均故障间隔时间(MTTF)，平均故障间隔时间(MTBF)，
和平均维修时间(MTTR)。
参考
匿名2012，可靠性框图:应用R&M手册
防御系统C部分-技术[网上]可于:
http://www.sars.org.uk/old-site-archive/BOK/Applied%20R&M%20Manual%20for..。(gr - 77) / p3c30.pdf
[2012年11月16日生效]
FMEA与FTA的结合
你好,
谁能分享一下FMEA的输出是如何用于故障树分析的?