摘要:故(gu)障樹分(fen)析法是(shi)分析大(da)型複雜(za)系統安(an)全性與(yu)可靠性(xing)♈的一種(zhong)較好的(de)方法，具(ju)有簡明(ming)、直觀的(de)特點。将(jiang)該方法(fa)引入 渦(wo)輪流量(liang)計 生産(chan)裝配過(guo)程,不僅(jin)可以對(dui)産品裝(zhuang)配質量(liang)進行定(ding)性分析(xi)和定量(liang)分析,而(er)且還可(ke)以通過(guo)考慮造(zao)成系統(tong)故障的(de)原因,對(dui)可能出(chu)現的問(wen)題在裝(zhuang)配過程(cheng)中予以(yi)解決。
　　氣(qi)體渦輪(lun)流量計(ji) 由于具(ju)有量程(cheng)比大、壓(ya)損小、精(jing)度高等(deng)優點,且(qie)結構緊(jin)湊、安👅裝(zhuang)✨方便、費(fei)用低,因(yin)此在燃(ran)氣計量(liang)尤其是(shi)貿易計(ji)量中得(de)到廣泛(fan)應用。由(you)于渦輪(lun)流量計(ji)結構複(fu)雜、生産(chan)☁️裝配要(yao)求較高(gao),影響渦(wo)輪流量(liang)計生産(chan)質量的(de)因素很(hen)多，爲提(ti)高産品(pin)一次🔴裝(zhuang)配合格(ge)率，我們(men)引🤞入了(le)故障樹(shu)分析法(fa)。
　　故障樹(shu)分析法(fa)(FaultTreeAnalsis,簡稱FTA)簡(jian)單地講(jiang)就是把(ba)産品(系(xi)統)最不(bu)希⭕望發(fa)生的故(gu)障作爲(wei)故障分(fen)析的目(mu)标,把選(xuan)定的産(chan)🌍品故障(zhang)狀态稱(cheng)爲頂🈲事(shi)件,然後(hou)找出引(yin)起頂事(shi)🔱件的底(di)層因素(su)。它是一(yi)一種圖(tu)形演繹(yi)方法，通(tong)過層層(ceng)深入的(de)分析,找(zhao)出系統(tong)的薄弱(ruo)環節,以(yi)進--步改(gai)進設計(ji)和提高(gao)關鍵件(jian)的可靠(kao)度,從而(er)提✊高最(zui)終系統(tong)✨的可靠(kao)性。自♋從(cong)1961年美國(guo)貝爾實(shi)✊驗室首(shou)先應用(yong)💚FTA在民🐪兵(bing)導彈的(de)♊發射控(kong)制系統(tong)♉可靠:性(xing)研究中(zhong)獲得成(cheng)功以來(lai),這種圖(tu)形化的(de)方法配(pei)合計算(suan)機♋技術(shu)的發展(zhan)👌已經逐(zhu)漸地深(shen)入到各(ge)🐅個領域(yu)。
1故障樹(shu)分析方(fang)法在氣(qi)體渦輪(lun)流量計(ji)生産中(zhong)的應㊙️用(yong)
1.1氣體渦(wo)輪流量(liang)計故障(zhang)樹的建(jian)立
(1)系統(tong)描述
　　氣(qi)體渦輪(lun)流量計(ji)是葉輪(lun)式速度(du)流量計(ji),屬于速(su)度式測(ce)量,即利(li)用測量(liang)管道内(nei)介質流(liu)動速度(du)來得到(dao)流量。置(zhi)于流體(ti)中的葉(ye)輪的旋(xuan)轉角速(su)度與流(liu)體流速(su)成正比(bi),通過🔞測(ce)量葉輪(lun)的旋轉(zhuan)角速度(du)得到流(liu)體流速(su)，從而🌈得(de)到管道(dao)内的流(liu)量值。整(zheng)個系統(tong)可劃分(fen)爲:流道(dao)、機芯、.運(yun)動傳遞(di)、計數及(ji)輸出四(si)個子系(xi)統。流道(dao)系統将(jiang)來✉️流整(zheng)理爲規(gui)則流場(chang),機芯系(xi)統将介(jie)質流動(dong)轉化爲(wei)葉輪👨‍❤️‍👨轉(zhuan)速,運動(dong)傳遞系(xi)統将葉(ye)輪轉動(dong)輸出到(dao)計數系(xi)統,計數(shu)及輸出(chu)系統提(ti)供數值(zhi)輸出。
(2)頂(ding)事件的(de)選取
　　頂(ding)事件是(shi)最不希(xi)望發生(sheng)的故障(zhang)狀态。針(zhen)對渦輪(lun)流量👄計(ji)生産裝(zhuang)配,最不(bu)希望發(fa)生的是(shi)“氣體渦(wo)輪流量(liang)計産✔️品(pin)不合格(ge)👉”。
(3)故障樹(shu)建立
　　故(gu)障樹實(shi)質上就(jiu)是事件(jian)之間的(de)一個邏(luo)輯圖，這(zhe)個⛱️邏輯(ji)圖以頂(ding)🔴事件爲(wei)樹根,樹(shu)葉相當(dang)于産生(sheng)故障的(de)🌍基本原(yuan)因,也就(jiu)是底🆚事(shi)件㊙️。在選(xuan)取“氣體(ti)渦輪流(liu)量計産(chan)品不合(he)格”作爲(wei)頂事🐆件(jian)後,根據(ju)渦輪🏃‍♂️流(liu)量計結(jie)構特點(dian),在生産(chan)裝配過(guo)程中引(yin)起質量(liang)不合格(ge)的直接(jie)原因是(shi)流道系(xi)統故障(zhang)、機💛芯系(xi)統故障(zhang)、運動傳(chuan)遞系🐅統(tong)故障、計(ji)數及🥰輸(shu)出系統(tong)故障,然(ran)後以這(zhe)四個原(yuan)因爲此(ci)頂事件(jian),采用類(lei)似的方(fang)向繼續(xu)深入分(fen)析,直到(dao)找到代(dai)表各種(zhong)故障🌈事(shi)件的底(di)事件爲(wei)止。比如(ru),機芯系(xi)統故障(zhang)可能由(you)“機芯艙(cang)故障🌐”或(huo)“選配零(ling)部件不(bu)合要求(qiu)”(由于精(jing)度要求(qiu)高,對部(bu)分機芯(xin)零部件(jian)不得不(bu)⭕進行選(xuan)配)造成(cheng),“選配零(ling)部件不(bu)合要求(qiu)”爲-底事(shi)件,而😄“機(ji)芯🏃‍♂️艙故(gu)障”繼續(xu)作爲下(xia)一-層的(de)頂事件(jian)進行分(fen)析尋找(zhao)其底🏃🏻事(shi)件。圖1爲(wei)氣體渦(wo)輪流量(liang)計🈲故障(zhang)樹示意(yi)圖，表1爲(wei)該故障(zhang)樹的事(shi)件列表(biao)。該故障(zhang)樹共考(kao)慮⛹🏻‍♀️了🛀🏻生(sheng)産裝配(pei)過程的(de)20個常見(jian)問題作(zuo)爲底🎯事(shi)件。零部(bu)件等的(de)質量由(you)于轉爲(wei)供應商(shang)的質量(liang)控制,所(suo)以在建(jian)立故障(zhang)樹過程(cheng)不予考(kao)慮。

1.2故(gu)障樹的(de)定性分(fen)析
　　故障(zhang)樹的定(ding)性分析(xi)的主要(yao)任務是(shi)找出導(dao)緻頂事(shi)件發生(sheng)的所有(you)可能的(de)故障模(mo)式,即求(qiu)出故障(zhang)樹的全(quan)部最小(xiao)割集。最(zui)小割集(ji)實際上(shang)可以在(zai)一定的(de)程度上(shang)代表系(xi)統的危(wei)險性大(da)小。本處(chu)采用下(xia)行法(Fussell法(fa))進行分(fen)析,由圖(tu)可見該(gai)故障樹(shu)爲申聯(lian)系統,底(di)事件間(jian)爲相“或(huo)”的關系(xi),所以故(gu)障樹結(jie)構參數(shu)爲:

　　即該(gai)故障樹(shu)由20個--階(jie)最小割(ge)集x,x2，,x20組成(cheng)
1.3故障樹(shu)的定量(liang)分析
　　故(gu)障樹定(ding)量分析(xi)的主要(yao)任務是(shi)計算頂(ding)事件的(de)發生概(gai)率和對(dui)各底事(shi)件進行(hang)重要度(du)分析
　　氣(qi)體渦輪(lun)流量計(ji)故障樹(shu)的全部(bu)最小割(ge)集爲Xi,X2,X20,則(ze)頂事件(jian)出現👌的(de)概率爲(wei):

式中P(T)一(yi)頂事件(jian)發生的(de)概率
P(X)一(yi)底事件(jian)發生的(de)概率
　　爲(wei)了計算(suan)系統頂(ding)事件的(de)發生概(gai)率和對(dui)底事件(jian)進行重(zhong)要度💚分(fen)析,必須(xu)知道底(di)事件發(fa)生的概(gai)率。現根(gen)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻據經驗(yan)對🌈各底(di)事件發(fa)生的概(gai)率作如(ru)下估算(suan):

　　可見各(ge)個底事(shi)件發生(sheng)概率雖(sui)然不大(da),但是頂(ding)事件發(fa)⭕生的可(ke)能性卻(que)相當高(gao)。由于人(ren)員、設備(bei)、環境條(tiao)件👄等不(bu)同,底事(shi)件👄發生(sheng)概率存(cun)在一-定(ding)的不确(que)定因素(su)，從而導(dao)緻頂事(shi)件也在(zai)♻️某個區(qu)間内存(cun)在有同(tong)樣的不(bu)确定性(xing)📱。因此，爲(wei)了提高(gao)氣體💃🏻渦(wo)輪流量(liang)計産品(pin)的合格(ge)率,對裝(zhuang)配過程(cheng)中的常(chang)見問題(ti)必㊙️須提(ti)高重視(shi)🍓,力求降(jiang)低各底(di)事件發(fa)生的概(gai)率，從而(er)實現由(you)下而✂️上(shang)的質量(liang)控制。
　　重(zhong)要度分(fen)析是故(gu)障樹分(fen)析中的(de)重要部(bu)分,概率(lü)重要度(du)是指底(di)♋事件對(dui)頂事件(jian)發生概(gai)率的影(ying)響程度(du),用頂💔事(shi)件的發(fa)生概率(lü)對某個(ge)底事件(jian)發生概(gai)率的偏(pian)導數來(lai)表示,即(ji):

式中Ix,一(yi)底事件(jian)Xi概率重(zhong)要度
例(li)如底事(shi)件X20“低頻(pin)輸出連(lian)線錯誤(wu)”的概率(lü)重要度(du)爲:

　　重要(yao)度雖然(ran)反映了(le)基本事(shi)件概率(lü)變化對(dui)頂事件(jian)概㊙️率變(bian)化的難(nan)易程度(du),但不能(neng)反映出(chu)不同基(ji)本事件(jian)改進的(de)難易程(cheng)度。
2流量(liang)計産品(pin)質量主(zhu)要影響(xiang)因素及(ji)改善措(cuo)施
　　通過(guo)對氣體(ti)渦輪流(liu)量計進(jin)行故障(zhang)樹分析(xi)可以發(fa)現,影響(xiang)産品質(zhi)量的主(zhu)要因素(su)有:
(1)設計(ji)
　　由于渦(wo)輪流量(liang)計結構(gou)複雜、零(ling)部件種(zhong)類繁多(duo),設計的(de)結果🛀🏻将(jiang)㊙️直接影(ying)響到加(jia)工、檢驗(yan)、成本、管(guan)理等方(fang)方面面(mian)🔞。因此在(zai)渦🚶輪流(liu)量計🛀産(chan)品設計(ji)過程中(zhong)應力求(qiu)👨‍❤️‍👨結構合(he)理,充分(fen)考慮零(ling)部件工(gong)🍓藝性。利(li)用故障(zhang)樹分🐕析(xi)指導産(chan)品設計(ji),就✔️可以(yi)對産📞品(pin)分清主(zhu)次輕重(zhong)。對某些(xie)成本小(xiao)⛹🏻‍♀️但重要(yao)的零💘部(bu)件可以(yi)提高産(chan)品可靠(kao)性,反之(zhi)對成本(ben)很高而(er)對頂事(shi)件的影(ying)響又不(bu)是很重(zhong)要的零(ling)部件,則(ze)沒有必(bi)🔞要過分(fen)追♋求該(gai)零件的(de)可靠性(xing)。
(2)零部件(jian)質量
　　質(zhi)量構築(zhu)企業的(de)生命線(xian),而零部(bu)件質量(liang)是保證(zheng)産品質(zhi)✌️量的關(guan)🌍鍵。故障(zhang)樹分析(xi)中認爲(wei)對這--事(shi)件的控(kong)制已經(jing)轉移到(dao)了供應(ying)商,但是(shi)零部件(jian)的驗收(shou)、儲存仍(reng)然是整(zheng)個質量(liang)保證👈體(ti)系的重(zhong)要一環(huan)。利用故(gu)障💔樹分(fen)析,對機(ji)芯、軸承(cheng)等關鍵(jian)零件要(yao)引起足(zu)夠重視(shi),做到每(mei)件都要(yao)嚴格檢(jian)驗♻️;而對(dui)标準件(jian)、附件等(deng)則可抽(chou)檢驗收(shou)。
(3)操作
　　由(you)于産量(liang)相對較(jiao)小、結構(gou)較複雜(za),渦輪流(liu)量計的(de)裝配隻(zhi)能⛱️按照(zhao)單件小(xiao)批量生(sheng)産模式(shi)進行,産(chan)品質量(liang)與裝配(pei)工人的(de)技術水(shui)平、職業(ye)素養密(mi)切相關(guan),因此應(ying)制定🈲完(wan)善的工(gong)藝規👉程(cheng)，并要求(qiu)裝配工(gong)人嚴格(ge)按照設(she)計規定(ding)的程序(xu)操作。
(4)設(she)備
　　設備(bei)運行狀(zhuang)況将直(zhi)接影響(xiang)零部件(jian)加工及(ji)裝配質(zhi)量。利用(yong)🔆故障樹(shu)分析,針(zhen)對産品(pin)生産過(guo)程影響(xiang)較大的(de)設備應(ying)提出要(yao)求🌏,制定(ding)更爲嚴(yan)格的操(cao)作和維(wei)護程序(xu),并制定(ding)專人負(fu)責🤞。
3綜述(shu)
　　由于渦(wo)輪流量(liang)計結構(gou)複雜、裝(zhuang)配工藝(yi)繁瑣、影(ying)響因素(su)較多，産(chan)品質量(liang)不易控(kong)制。故障(zhang)樹分析(xi)法是分(fen)析大型(xing)複雜系(xi)統安全(quan)性與可(ke)靠性的(de)一種較(jiao)好的方(fang)法，具有(you)簡明直(zhi)觀的特(te)點。将該(gai)方法引(yin)㊙️入渦輪(lun)流量計(ji)生産裝(zhuang)配過程(cheng),不僅可(ke)以對産(chan)品裝配(pei)質量進(jin)行定性(xing)分析和(he)☁️定量分(fen)析,而且(qie)還可以(yi)通過考(kao)慮造成(cheng)系統故(gu)障的原(yuan)因,對可(ke)能出現(xian)的問題(ti)在裝配(pei)過程中(zhong)予以解(jie)決,從而(er)保證産(chan)品質量(liang),減少反(fan)複。

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