职业技能：故障树分析 核心定义与目的 故障树分析 是一种自顶向下的、演绎式的系统可靠性分析方法。它从一个不希望发生的、已定义的顶级事件（通常是系统故障或重大安全事故）开始，通过逻辑推理，逐层向下追溯导致该事件发生的所有可能直接原因和组合，直到追溯到最基本的、无需再分解的底事件（如元件失效、人为失误、环境因素等）。 其根本目的是：系统地识别导致系统故障的所有潜在路径；理解各事件间的逻辑关系；定性或定量地评估系统风险；并为改进设计、制定维护策略和应急预案提供依据。 基本构成元素与符号 事件符号 ： 顶事件 ：位于故障树顶端，是需要分析的最终不良后果，用矩形表示。 中间事件 ：位于顶事件和底事件之间，是导致上层事件发生的原因，同时也是下层事件的结果，也用矩形表示。 底事件 ：故障树中无需或不能再进一步分解的基本原因事件，是分析的起点。可分为 基本事件 （代表元件固有故障，用圆形表示）和 未展开事件 （原因已知但无需进一步分析，或因信息不足而暂停分析，用菱形表示）。 正常事件 ：期望正常发生的事件，用房形表示。 条件事件 ：与逻辑门结合使用的特殊条件，用椭圆形表示。 逻辑门符号 （描述事件间的因果关系）： 与门 ：仅当所有输入事件同时发生时，输出事件才发生。它表示一种并联失效关系。 或门 ：只要有一个输入事件发生，输出事件就发生。它表示一种串联失效关系。 此外还有 禁门 、 表决门 （如k/n门）等更复杂的逻辑门，用于描述特定条件或组合关系。 分析步骤与流程 步骤一：定义系统与顶事件 。明确分析对象的边界、假设条件，并准确定义所要研究的顶级故障事件。定义必须清晰、具体。 步骤二：构建故障树 。从顶事件开始，逐层追问“哪些下级事件的组合能导致此事件发生？”，使用逻辑门连接，直至所有分支都终止于底事件。这是一个严格的逻辑演绎过程。 步骤三：故障树定性分析 。主要目标是找出所有导致顶事件发生的最小割集。 最小割集 是指能够导致顶事件发生的最低限度的、必要的底事件集合（即集合中任一底事件若不发生，顶事件就不会由该集合导致）。通过布尔代数简化故障树结构式可求得。 步骤四：故障树定量分析 （如数据充足）。在已知各底事件发生概率（失效率）的基础上，计算顶事件发生的概率，评估各底事件或最小割集对顶事件的重要度（如概率重要度、关键重要度），以识别系统的薄弱环节。 步骤五：结果解释与提出改进措施 。根据定性分析和定量分析的结果，识别关键故障路径和关键部件，提出设计改进、增加冗余、加强维护或修改操作程序等建议，以降低系统风险。 主要应用场景 高风险行业安全性评估 ：如核电、航天、化工、轨道交通等领域，用于分析事故原因，满足安全法规要求。 复杂系统可靠性设计 ：在工程设计阶段，预测系统故障模式，优化设计方案以提高可靠性。 事故调查与根本原因分析 ：用于追溯已发生重大事故的深层原因链。 制定维护与测试策略 ：基于重要度分析，指导预防性维护和诊断测试的重点。 优势与局限性 优势 ：分析过程可视化、系统化、严谨；能清晰展示多重故障的组合效应；既支持定性洞察也支持定量计算；有助于团队对系统故障逻辑达成共识。 局限性 ：对于极其复杂的系统，故障树可能变得非常庞大和难以管理；构建过程高度依赖分析者的专业知识，可能存在主观疏漏；难以有效处理动态故障或人为因素的复杂交互。常与其他方法（如事件树分析ETA）结合使用以形成更完整的风险评估。