摘(zhai)要:故障樹(shu)分析法是(shi)分析大型(xing)複雜系統(tong)安全性📧與(yu)💜可靠性的(de)一種較好(hao)的方法，具(ju)有簡明、直(zhi)觀的特🆚點(dian)。将🏃‍♀️該方法(fa)引入 渦輪(lun)流量計 生(sheng)産裝配過(guo)程,不僅可(ke)以對産品(pin)裝配質量(liang)進行定🔴性(xing)分👉析和定(ding)量分析,而(er)且還可以(yi)通過考慮(lü)造成系統(tong)故障的原(yuan)因,對可能(neng)出現的問(wen)題在裝配(pei)過程中予(yu)以解決。
　　氣(qi)體渦輪流(liu)量計 由于(yu)具有量程(cheng)比大、壓損(sun)小、精度高(gao)等優點,且(qie)結構緊湊(cou)、安裝🌈方便(bian)、費用低,因(yin)此在燃氣(qi)計量尤其(qi)是貿易計(ji)量中得到(dao)廣泛應用(yong)👅。由于渦輪(lun)流量計結(jie)構複雜、生(sheng)産裝配要(yao)求較高,影(ying)響渦✨輪流(liu)量🏒計生産(chan)質量的因(yin)素很多，爲(wei)提高🥰産品(pin)一次裝配(pei)合格率，我(wo)們引🐪入了(le)故障樹㊙️分(fen)析法。
　　故障(zhang)樹分析法(fa)(FaultTreeAnalsis,簡稱FTA)簡單(dan)地講就是(shi)把産品(系(xi)統)最不⛹🏻‍♀️希(xi)望發生的(de)故障作爲(wei)故障分析(xi)的目标,把(ba)選定的産(chan)品故💛障狀(zhuang)态稱爲頂(ding)事件,然後(hou)找出引起(qi)頂事件的(de)底層因素(su)。它是一一(yi)種圖形演(yan)繹方法，通(tong)過層層深(shen)入的分析(xi),找出系統(tong)的薄弱環(huan)節,以進--步(bu)改進🤩設計(ji)和提高關(guan)鍵件的可(ke)靠度,從而(er)提🚶高最終(zhong)系統的可(ke)靠性。自🔞從(cong)1961年美國貝(bei)爾實驗室(shi)首先應用(yong)FTA在民兵導(dao)彈的發射(she)控制系統(tong)可靠:性研(yan)究中獲得(de)成功以來(lai),這種圖形(xing)化的🚶方法(fa)配合計算(suan)機技♻️術的(de)發展✌️已經(jing)逐漸地深(shen)入到各個(ge)領域🈚。
1故障(zhang)樹分析方(fang)法在氣體(ti)渦輪流量(liang)計生産中(zhong)的應用
1.1氣(qi)體渦輪流(liu)量計故障(zhang)樹的建立(li)
(1)系統描述(shu)
　　氣體渦輪(lun)流量計是(shi)葉輪式速(su)度流量計(ji),屬于速度(du)式👈測量,即(ji)利用測量(liang)管道内介(jie)質流動速(su)度來得到(dao)流量。置于(yu)流體中的(de)葉輪✊的旋(xuan)轉角速度(du)與流體流(liu)速成正比(bi),通過測量(liang)葉輪的旋(xuan)轉角速📞度(du)得到流體(ti)流速，從而(er)✏️得到管道(dao)内的流量(liang)值。整個系(xi)🔴統可劃分(fen)爲:流道、機(ji)芯、.運動傳(chuan)遞、計數及(ji)輸出四個(ge)子系統。流(liu)道系統将(jiang)來流整理(li)爲規則流(liu)🧡場,機芯系(xi)統将介質(zhi)流動轉化(hua)爲葉輪轉(zhuan)速,運動傳(chuan)遞系⛷️統将(jiang)葉輪轉動(dong)輸出到計(ji)數系統,計(ji)數及輸出(chu)系統提供(gong)數值輸出(chu)。
(2)頂事件的(de)選取
　　頂事(shi)件是最不(bu)希望發生(sheng)的故障狀(zhuang)态。針對渦(wo)輪流量計(ji)生産裝💜配(pei),最不希望(wang)發生的是(shi)“氣體渦輪(lun)流量計産(chan)品不合格(ge)”。
(3)故障樹建(jian)立
　　故障樹(shu)實質上就(jiu)是事件之(zhi)間的一個(ge)邏輯圖，這(zhe)個邏🙇‍♀️輯圖(tu)以頂🔴事件(jian)爲樹根,樹(shu)葉相當于(yu)産生故障(zhang)的基本原(yuan)因,也就是(shi)底事件。在(zai)選取“氣體(ti)渦輪流量(liang)計産品不(bu)合格”作爲(wei)頂事件後(hou),根🈚據渦輪(lun)流量計結(jie)構✂️特點,在(zai)生産裝配(pei)過程中引(yin)起💃質量不(bu)合格的直(zhi)接原因是(shi)流道系統(tong)故障、機芯(xin)系統故障(zhang)、運動傳遞(di)系統故障(zhang)、計數及輸(shu)出系統故(gu)障,然後以(yi)這四個原(yuan)因爲此頂(ding)事件,采用(yong)💚類似的方(fang)向繼續🏃‍♀️深(shen)入分析,直(zhi)到找到代(dai)表各種故(gu)障🚩事件的(de)底事件爲(wei)止。比如,機(ji)芯系統故(gu)障可能由(you)“機芯艙故(gu)障☂️”或“選配(pei)零部件不(bu)合🔞要求”(由(you)于精度要(yao)求高,對部(bu)分機芯零(ling)部件不得(de)不進行選(xuan)配)造成,“選(xuan)配零部件(jian)不合要求(qiu)”爲-底事件(jian),而“機芯艙(cang)故障”繼續(xu)作爲下一(yi)-層的頂事(shi)件進行分(fen)析🔞尋找其(qi)底事件。圖(tu)1爲氣體渦(wo)輪流量計(ji)故障樹示(shi)意圖，表1爲(wei)該故障樹(shu)的事件列(lie)表。該故障(zhang)樹共考慮(lü)了👄生産裝(zhuang)配過程的(de)20個常見問(wen)題🌈作爲底(di)事件。零部(bu)件等的質(zhi)量由于轉(zhuan)爲供應商(shang)的質量控(kong)制🌏,所以在(zai)建立故障(zhang)樹過程不(bu)予考慮。

1.2故(gu)障樹的定(ding)性分析
　　故(gu)障樹的定(ding)性分析的(de)主要任務(wu)是找出導(dao)緻頂事件(jian)發生的所(suo)有可能的(de)故障模式(shi),即求出故(gu)障樹的全(quan)部最小割(ge)集。最小割(ge)集實際上(shang)可以在一(yi)定的程度(du)上代表系(xi)統的危險(xian)性大小。本(ben)處采用下(xia)行法(Fussell法)進(jin)行分析,由(you)圖可見該(gai)故障樹爲(wei)申聯系統(tong),底事件間(jian)爲相“或”的(de)關系,所以(yi)故障樹結(jie)構參數爲(wei):

　　即該故障(zhang)樹由20個--階(jie)最小割集(ji)x,x2，,x20組成
1.3故障(zhang)樹的定量(liang)分析
　　故障(zhang)樹定量分(fen)析的主要(yao)任務是計(ji)算頂事件(jian)的發生🤟概(gai)率和對各(ge)底事件進(jin)行重要度(du)分析
　　氣體(ti)渦輪流量(liang)計故障樹(shu)的全部最(zui)小割集爲(wei)Xi,X2,X20,則頂事件(jian)出🌈現的概(gai)率爲:

式中(zhong)P(T)一頂事件(jian)發生的概(gai)率
P(X)一底事(shi)件發生的(de)概率
　　爲了(le)計算系統(tong)頂事件的(de)發生概率(lü)和對底事(shi)件進行重(zhong)要度分析(xi),必須知道(dao)底事件發(fa)生的概率(lü)。現根據經(jing)驗對🚶各底(di)事件發生(sheng)的概率作(zuo)如下估算(suan):

　　可見各個(ge)底事件發(fa)生概率雖(sui)然不大,但(dan)是頂事件(jian)發生的可(ke)能性卻相(xiang)當高。由于(yu)人員、設備(bei)、環境條件(jian)等不同,底(di)事件發生(sheng)概率存在(zai)一-定的不(bu)确定因素(su)，從而導緻(zhi)頂事✨件也(ye)在某個區(qu)🆚間内存在(zai)有同樣的(de)不确定性(xing)👅。因此，爲了(le)提高氣體(ti)渦輪流量(liang)計産品的(de)🐪合格率,對(dui)裝配過程(cheng)中的常見(jian)問題必須(xu)提高重視(shi),力求降低(di)各底事件(jian)發生的概(gai)📱率，從而實(shi)現由下而(er)上的質量(liang)控制。
　　重要(yao)度分析是(shi)故障樹分(fen)析中的重(zhong)要部分,概(gai)率重要度(du)是指底事(shi)件對頂事(shi)件發生概(gai)率的影響(xiang)程度💯,用頂(ding)🔆事件的發(fa)生概㊙️率對(dui)某個底事(shi)件發生概(gai)率的偏導(dao)數來表示(shi)👉,即:

式中Ix,一(yi)底事件Xi概(gai)率重要度(du)
例如底事(shi)件X20“低頻輸(shu)出連線錯(cuo)誤”的概率(lü)重要度爲(wei):

　　重要度雖(sui)然反映了(le)基本事件(jian)概率變化(hua)對頂事件(jian)概🔞率變化(hua)的🏒難易程(cheng)度,但不能(neng)反映出不(bu)同基本事(shi)件改進的(de)難易程度(du)。
2流量計産(chan)品質量主(zhu)要影響因(yin)素及改善(shan)措施
　　通過(guo)對氣體渦(wo)輪流量計(ji)進行故障(zhang)樹分析可(ke)以發現,影(ying)響産品質(zhi)量的主要(yao)因素有:
(1)設(she)計
　　由于渦(wo)輪流量計(ji)結構複雜(za)、零部件種(zhong)類繁多,設(she)計的結♈果(guo)将🆚直接影(ying)響到加工(gong)、檢驗、成本(ben)、管理等方(fang)方面面。因(yin)此在渦輪(lun)流量計🌐産(chan)品設計過(guo)程中應力(li)求結構合(he)理,充分考(kao)慮零🐕部件(jian)工藝性。利(li)用故障樹(shu)分析指導(dao)産品設計(ji),就可以對(dui)産品分清(qing)主次輕重(zhong)。對👨‍❤️‍👨某些成(cheng)本小但重(zhong)要的零部(bu)件可以提(ti)高産品可(ke)靠性,反之(zhi)對成本很(hen)高而對頂(ding)事件的影(ying)響又不⛱️是(shi)很㊙️重要的(de)零部件,則(ze)沒有必要(yao)過分追求(qiu)該零件的(de)可靠性。
(2)零(ling)部件質量(liang)
　　質量構築(zhu)企業的生(sheng)命線,而零(ling)部件質量(liang)是保證産(chan)品質㊙️量的(de)關🐆鍵。故障(zhang)樹分析中(zhong)認爲對這(zhe)--事件的控(kong)制已經轉(zhuan)移到了供(gong)應商,但是(shi)零部件的(de)驗收、儲存(cun)仍然是整(zheng)個質量保(bao)證體系的(de)重要一環(huan)。利用故障(zhang)樹分析,對(dui)♍機芯、軸承(cheng)等關鍵零(ling)🏃‍♂️件要引起(qi)足夠重視(shi)💛,做到每件(jian)都要嚴格(ge)檢驗;而對(dui)标準件、附(fu)件等則可(ke)😍抽檢驗收(shou)。
(3)操作
　　由于(yu)産量相對(dui)較小、結構(gou)較複雜,渦(wo)輪流量計(ji)的裝配隻(zhi)能🌈按照㊙️單(dan)件小批量(liang)生産模式(shi)進行,産品(pin)質量與裝(zhuang)🈲配工人的(de)技術水平(ping)、職業素養(yang)密切相關(guan),因此應制(zhi)定完善的(de)工藝規程(cheng)，并要✊求裝(zhuang)配👈工人嚴(yan)格按照設(she)計規定的(de)程序操作(zuo)。
(4)設備
　　設備(bei)運行狀況(kuang)将直接影(ying)響零部件(jian)加工及裝(zhuang)配質量。利(li)🌈用故障🏃🏻樹(shu)分析,針對(dui)産品生産(chan)過程影響(xiang)較大的設(she)備應提出(chu)要求,制定(ding)更爲嚴格(ge)的操作和(he)維護程序(xu),并☂️制定專(zhuan)人負責。
3綜(zong)述
　　由于渦(wo)輪流量計(ji)結構複雜(za)、裝配工藝(yi)繁瑣、影響(xiang)因✌️素較多(duo)，産品🌍質量(liang)不易控制(zhi)。故障樹分(fen)析法是分(fen)析大型複(fu)雜系統安(an)全性與可(ke)靠性的一(yi)種較好的(de)方法，具有(you)簡明直🌈觀(guan)的特點。将(jiang)該方法引(yin)入渦輪流(liu)量計生産(chan)裝❓配過程(cheng),不僅可以(yi)對☂️産品裝(zhuang)配質量進(jin)行定性分(fen)析和♍定量(liang)分析,而📧且(qie)還可以通(tong)過考慮造(zao)成系統故(gu)障的原因(yin),對可能出(chu)現的問題(ti)在裝配過(guo)程中予以(yi)解決,從而(er)保證産品(pin)質量,減少(shao)反複。

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