摘要:故障(zhang)樹分析法是分(fèn)析大型複雜系(xi)統安全性🌈與可(kě)🐇靠性的一種較(jiao)好的方法，具有(yǒu)簡明、直觀的特(te)點。将該方法引(yǐn)入 渦輪流量計(ji) 生産裝配過程(chéng),不僅可以對産(chǎn)品裝配質量進(jin)行定性☁️分析和(hé)定量分析,而且(qie)還可以通過考(kao)慮造成系📞統故(gu)障的原因🌏,對可(ke)能出現的問題(ti)在裝配過程中(zhong)予以解決。
　　氣體(ti)渦輪流量計 由(yóu)于具有量程比(bǐ)大、壓損小、精度(du)高等優點,且結(jié)構緊湊、安裝方(fang)💔便、費用低,因此(cǐ)在燃氣計量尤(you)其是貿易計量(liàng)中得到廣泛應(yīng)用。由于渦輪流(liú)量計結構複雜(zá)、生産裝配要求(qiu)較高,影響渦輪(lun)流量計生産質(zhì)量♍的因素很多(duō)，爲提高産品一(yi)次裝配合格率(lü)，我們引入了故(gù)障樹分析法。
　　故(gù)障樹分析法(FaultTreeAnalsis,簡(jiǎn)稱FTA)簡單地講就(jiu)是把産品(系統(tǒng))最不🐆希望發生(shēng)的故障作爲故(gu)障分析的目标(biao),把選定的産😘品(pǐn)故障狀态稱🈲爲(wei)頂🤩事件,然後找(zhǎo)出引起頂事件(jiàn)的底層因素。它(ta)是一一種圖形(xíng)演繹⛷️方法，通過(guò)層層深入的💛分(fen)析,找出系統的(de)薄弱環節,以進(jìn)--步改進設計和(he)提高關鍵件的(de)可靠度,從而提(tí)高最終系統的(de)可靠性。自從🌂1961年(nian)美國貝爾實📧驗(yan)室首先應用♻️FTA在(zài)民兵導彈的發(fa)射控🌈制系統可(kě)靠:性研究中獲(huò)得成功以來,這(zhe)種圖形化的🚶方(fang)法配合計算機(ji)技術的發展㊙️已(yǐ)經逐漸地深入(rù)到各個領域。
1故(gu)障樹分析方法(fa)在氣體渦輪流(liu)量計生産中的(de)應用
1.1氣體渦輪(lún)流量計故障樹(shù)的建立
(1)系統描(miao)述
　　氣體渦輪流(liú)量計是葉輪式(shi)速度流量計,屬(shu)于速度式測量(liang),即🐕利用測量管(guǎn)道内介質流動(dòng)速度來得到☎️流(liú)量👈。置于流體中(zhong)的葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體(ti)流🔞速成正比,通(tong)過✔️測量葉輪的(de)旋轉角速🤩度得(de)到流體流速，從(cong)而得到管道内(nèi)的流量值。整個(gè)系統可劃分❗爲(wei):流道、機芯、.運動(dong)傳遞、計數及輸(shū)出四個子系統(tong)。流道系統将來(lái)流整理爲規則(zé)流場,機芯系統(tong)将介質流動轉(zhuǎn)化爲葉輪轉速(su),運動傳遞系統(tong)将葉輪轉動輸(shu)出到計數系統(tǒng),計數及輸出系(xì)統提供數值輸(shu)出。
(2)頂事件的選(xuǎn)取
　　頂事件是最(zui)不希望發生的(de)故障狀态。針對(duì)渦輪流👅量🔅計生(shēng)産裝配,最不希(xī)望發生的是“氣(qì)體渦輪流量計(ji)産品不合格”。
(3)故(gù)障樹建立
　　故障(zhang)樹實質上就是(shì)事件之間的一(yī)個邏輯圖，這個(gè)🔅邏輯圖以頂事(shi)件爲樹根,樹葉(ye)相當于産生故(gu)障的基本原因(yīn),也就㊙️是底事件(jian)。在選取“氣體渦(wō)輪流量計💋産品(pǐn)不合格”作爲頂(dǐng)事件後,根☎️據渦(wo)輪流量計結構(gou)特點,在生産裝(zhuang)配過👌程中引起(qǐ)🍓質量不合格的(de)直接❄️原因是流(liu)道系統故障、機(ji)🔴芯系統故障、運(yùn)動傳遞系統故(gù)障、計數及輸出(chu)系統故障,然後(hòu)以這四個原因(yin)爲此頂事♈件,采(cai)用類似的方向(xiàng)繼續深入分析(xī),直到找🙇🏻到代表(biao)各種故障事件(jiàn)的底事件爲止(zhi)🐉。比如,機芯系統(tong)故障可能由“機(ji)芯艙故障”或“選(xuan)配零部件不合(hé)要求”(由于精度(du)要求高,對部分(fèn)機芯零部件不(bú)得不進行選配(pèi))造成,“選配零部(bu)件不合要求”爲(wei)-底事件,而“機芯(xīn)艙故障”繼續作(zuo)爲下一-層的頂(dǐng)事件進行分析(xi)🌏尋找其底🆚事件(jiàn)。圖1爲氣體渦輪(lún)流量計🐇故障樹(shù)示意圖，表1爲該(gāi)故障樹的事件(jian)列表。該故障樹(shu)共考慮了生産(chan)裝配過程的20個(ge)常見問題作爲(wèi)底事件。零部件(jiàn)等的質量由于(yu)轉爲供應㊙️商的(de)質量控制,所以(yǐ)在建立故障樹(shu)過程不予考慮(lü)☎️。

1.2故障(zhàng)樹的定性分析(xī)
　　故障樹的定性(xìng)分析的主要任(ren)務是找出導緻(zhì)頂事件發生的(de)所有可能的故(gù)障模式,即求出(chu)故障樹的全部(bu)最小割集。最小(xiǎo)割集實際上可(ke)以在一定的程(chéng)度上代表系統(tǒng)的危險性大小(xiǎo)。本處采用下行(háng)法(Fussell法)進行分析(xī),由圖可見該故(gù)障樹爲申聯系(xi)統,底事件間爲(wèi)相“或”的關系,所(suo)以故障樹結構(gòu)參數爲:

　　即該故(gu)障樹由20個--階最(zui)小割集x,x2，,x20組成
1.3故(gu)障樹的定量分(fèn)析
　　故障樹定量(liàng)分析的主要任(rèn)務是計算頂事(shi)件的發生☀️概率(lü)和對各底事件(jiàn)進行重要度分(fèn)析
　　氣體渦輪流(liú)量計故障樹的(de)全部最小割集(jí)爲Xi,X2,X20,則頂事件出(chu)現的概率爲:

式(shi)中P(T)一頂事件發(fā)生的概率
P(X)一底(di)事件發生的概(gài)率
　　爲了計算系(xi)統頂事件的發(fa)生概率和對底(di)事件進行🏃🏻‍♂️重要(yao)度分析,必須知(zhi)道底事件發生(sheng)的概率。現根據(jù)經驗對各底🔱事(shì)件發生的概率(lǜ)作如下估算:

　　可(kě)見各個底事件(jian)發生概率雖然(ran)不大,但是頂事(shi)件發生的可能(neng)❤️性卻相當高。由(yóu)于人員、設備、環(huán)境條件等不同(tong),底事件發生概(gài)率❌存在一-定的(de)不确定因素，從(cóng)而導緻頂事件(jian)也在某個區間(jiān)内存在有同樣(yàng)的👄不确定性。因(yīn)此，爲了提高氣(qì)體渦輪流量計(jì)産品的合格率(lü),對裝配過程中(zhōng)的常見問題必(bì)須提高重視,力(lì)求降低各⚽底💔事(shì)件發生的概率(lü)，從而實現由下(xià)而上的質量控(kòng)制。
　　重要度分析(xi)是故障樹分析(xī)中的重要部分(fen),概率重要度是(shì)🏃🏻‍♂️指底事件對頂(dǐng)事件發生概率(lü)的影響程度,用(yòng)頂事件的發生(shēng)概率對某個底(dǐ)事件發生概率(lü)的偏導數來表(biao)示💋,即:

式中Ix,一底(dǐ)事件Xi概率重要(yao)度
例如底事件(jiàn)X20“低頻輸出連線(xiàn)錯誤”的概率重(zhong)要度爲:

　　重要度(dù)雖然反映了基(jī)本事件概率變(biàn)化對頂事件概(gài)率變化的難易(yi)程度,但不能反(fǎn)映出不同基本(ben)事件改進的難(nan)易💚程度。
2流量計(ji)産品質量主要(yào)影響因素及改(gǎi)善措施
　　通過對(duì)氣體渦輪流量(liang)計進行故障樹(shu)分析可以發現(xiàn),影響産品質量(liang)的主要因素有(you):
(1)設計
　　由于渦輪(lun)流量計結構複(fú)雜、零部件種類(lei)繁多,設計的結(jié)果将直接影響(xiang)到加工、檢驗、成(chéng)本、管理等方方(fang)面面。因此在渦(wō)輪流量計産品(pin)設計過程中應(yīng)力求結構合理(lǐ),充分考慮零🈚部(bu)件工👣藝性。利用(yòng)故障樹分析指(zhǐ)導産品設計,就(jiù)可以對産品分(fen)清主次輕重。對(duì)👄某些成本小但(dàn)重要的零部件(jian)可以提高産品(pǐn)可靠⛹🏻‍♀️性,反之對(dui)成本很高而對(duì)頂事🧡件的影響(xiang)又不是很重要(yao)的零部件,則👣沒(méi)有必要過分追(zhuī)❌求該零件的可(ke)🏃‍♂️靠💰性。
(2)零部件質(zhì)量
　　質量構築企(qi)業的生命線,而(er)零部件質量是(shì)保證産品🔞質🏃‍♂️量(liang)的關鍵。故障樹(shù)分析中認爲對(dui)這--事件的控制(zhì)已經轉移到了(le)供應商,但是零(ling)部件的驗收、儲(chǔ)存仍然是整個(gè)質量保證♉體系(xì)的重要一環。利(li)用故障樹分析(xi),對機芯、軸承等(děng)關鍵零件要引(yin)起足夠重視,做(zuo)到每件都要嚴(yan)格檢驗;而對标(biao)準件、附件等則(ze)可抽檢驗收。
(3)操(cāo)作
　　由于産量相(xiang)對較小、結構較(jiao)複雜,渦輪流量(liàng)計的裝配隻⛷️能(neng)💋按照單件小批(pī)量生産模式進(jin)行,産品質量與(yǔ)裝配工人的技(jì)術水平、職業素(sù)養密切相關,因(yin)此應制定完善(shàn)的工藝規程，并(bing)要求裝配工人(ren)嚴格按照設計(jì)規定的程序🌈操(cāo)作。
(4)設備
　　設備運(yun)行狀況将直接(jie)影響零部件加(jia)工及裝配質量(liang)。利用故障樹分(fen)析,針對産品生(shēng)産過程影響較(jiao)大🏃的設備應提(tí)出🤞要求🈚,制定更(gèng)爲嚴格的操作(zuò)和維護⁉️程序,并(bing)制定專人負責(ze)。
3綜述
　　由于渦輪(lún)流量計結構複(fu)雜、裝配工藝繁(fán)瑣、影響因素較(jiào)多，産品質量不(bú)易控制。故障樹(shù)分析法是分析(xi)大型複雜系統(tǒng)安全性與可靠(kao)性的一種較好(hǎo)的方法，具有❓簡(jiǎn)明直觀的特點(dian)。将該方法引入(ru)渦輪流量計生(shēng)産裝配過程,不(bu)僅可以對産品(pǐn)裝配質量進行(háng)定性分析和定(ding)量分析,而且還(hai)可以通過考慮(lǜ)造成系統故障(zhàng)的原因,對可能(neng)出現的問題在(zai)裝配🌍過程中予(yu)以解決,從而保(bao)證産品質量,減(jiǎn)少反複。

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