起重機(jī)械安全評估系統(tǒng).doc

起重機(jī)械安全狀態(tài)評估系統(tǒng)一、起重機(jī)械起重機(jī)械是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移動重物的機(jī)電設(shè)備，其范圍規(guī)定為額定起重量大于或者等于05t的升降機(jī)；額定起重量大于或者等于1t，且提升高度大于或者等于2m的起重機(jī)和承重形式固定的電動葫蘆等。起重機(jī)械通過起重吊鉤或其它取物裝置起升或起升加移動重物。起重機(jī)械的工作過程一般包括起升、運(yùn)行、下降及返回原位等步驟。起升機(jī)構(gòu)通過取物裝置從取物地點(diǎn)把重物提起，經(jīng)運(yùn)行、回轉(zhuǎn)或變幅機(jī)構(gòu)把重物移位，在指定地點(diǎn)下放重物后返回到原位。起重機(jī)械按結(jié)構(gòu)不同可分為輕小型起重設(shè)備、升降機(jī)、起重機(jī)和架空單軌系統(tǒng)等幾類。輕小型起重設(shè)備主要包括起重滑車、吊具、千斤頂、手動葫蘆、電動葫蘆和普通絞車，大多體積小、重量輕、使用方便。除電動葫蘆和絞車外，絕大多數(shù)用人力驅(qū)動，適用于工作不繁重的場合。它們可以單獨(dú)使用，有的也可作為起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)。有些輕小型起重設(shè)備的起重能力很大，如液壓千斤頂?shù)钠鹬亓恳堰_(dá) 750噸。升降機(jī)主要作垂直或近于垂直的升降運(yùn)動，具有固定的升降路線，包括電梯、升降臺、礦井提升機(jī)和料斗升降機(jī)等。起重機(jī)是在一定范圍內(nèi)垂直提升并水平搬運(yùn)重物的多動作起重機(jī)械。架空單軌系統(tǒng)具有剛性吊掛軌道所形成的線路，能把物料運(yùn)輸?shù)綇S房各部分，也可擴(kuò)展到廠房的外部。除此以外, 起重機(jī)還有多種分類方法。按取物裝置和用途分類, 有吊鉤起重機(jī)、抓斗起重機(jī)、電磁起重機(jī)、堆垛起重機(jī)、集裝箱起重機(jī)和救援起重機(jī)等。按運(yùn)移方式分類, 有固定式起重機(jī)、運(yùn)行式起重機(jī)、爬升式起重機(jī)、隨車起重機(jī)等。按驅(qū)動方式分類, 有支撐起重機(jī)、懸掛起重機(jī)等。按使用場合分類, 有車間起重機(jī)、倉庫起重機(jī)、建筑起重機(jī)、港口起重機(jī)、船上起重機(jī)等。起重機(jī)械是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)不可缺少的設(shè)備, 被廣泛地應(yīng)用于各種物料的起重、運(yùn)輸、裝卸和人員輸送等作業(yè)中。全國起重機(jī)械的保有量約25萬臺左右。全國有起重機(jī)生產(chǎn)廠400多家, 年產(chǎn)量約3萬余臺, 并以每年10%速度遞增。由于大多數(shù)起重機(jī)械活動空間大, 暴露的活動零部件多, 使得事故隱患面積大作業(yè)場所常常需要多人配合, 要求指揮、捆扎、駕駛等作業(yè)人員配合, 存在較大的難度。由于上述諸多因素的存在,決定了起重機(jī)傷害事故較多。據(jù)資料統(tǒng)計(jì), 我國每年起重傷害事故的死亡人數(shù), 占全部工業(yè)企業(yè)死亡總數(shù)的15%左右, 每年起重機(jī)事故死亡人數(shù)在所有機(jī)械事故死亡人數(shù)中居首位。在各類起重機(jī)械中, 塔吊事故最為突出, 全國塔吊在安裝與拆卸中, 死亡人以上的特大事故, 每年都要發(fā)生起以上。因此, 起重機(jī)械安全不能不引起人們的重視。一次起重機(jī)械事故的發(fā)生, 其影響因素是多方面的, 有很多因素是偶然形成才引起事故的。從以往發(fā)生的起重機(jī)械事故分析, 引起起重機(jī)械事故的原因總起來可以分成3個方面, 即起重機(jī)械本身、人員因素及管理的因素。1、機(jī)械本身的因素。起重機(jī)械設(shè)備本身存在由于設(shè)計(jì)、制造欠佳、使用維護(hù)不當(dāng)造成的缺陷, 使其他因素在十分完好的狀態(tài)下, 也有可能發(fā)生重大設(shè)備或人身事故。雖然近年來起重機(jī)械于設(shè)計(jì)制造問題發(fā)生的事故所占比例不大, 但這仍然是值得重視的原因。而且由于后期的使用維護(hù)不當(dāng)造成設(shè)備的缺陷以致發(fā)生的安全事故, 仍占起重機(jī)械事故的相當(dāng)一部分比例。2、人員的因素。起重機(jī)械作業(yè)人員以及其他與起重機(jī)械有關(guān)的作業(yè)人員, 如起重機(jī)械作業(yè)范圍內(nèi)的施工作業(yè)人員和起重機(jī)械作業(yè)空間周圍的其他專業(yè)作業(yè)人員, 甚至是臨時進(jìn)入這2個范圍人員的安全意識、安全技術(shù)水平、安全素質(zhì)等, 對起重機(jī)械的安全都有較大的影響。如經(jīng)常出現(xiàn)的由于無證上崗、違章作業(yè)、發(fā)生緊急情況后處理不當(dāng)?shù)仍斐傻氖鹿识紝儆谶@一類。由于人員的原因產(chǎn)生的事故占起重機(jī)械事故的相當(dāng)比例。3、管理的原因。起重機(jī)械設(shè)備的使用單位對設(shè)備的管理狀況也影響到設(shè)備的安全。如對設(shè)備臺帳的管理、設(shè)備安全技術(shù)檢驗(yàn)的管理、設(shè)備使用維護(hù)保養(yǎng)檢修的管理、起重機(jī)械作業(yè)與其他作業(yè)的協(xié)調(diào)管理等,都將影響到起重機(jī)械的安全。很顯然, 管理混亂的企業(yè)更容易發(fā)生事故。此外, 引起起重機(jī)械事故的原因還有一些非人為能控制的因素, 如地震、天災(zāi)等, 由于發(fā)生幾率很小, 在這里不予考慮。二、起重機(jī)械安全評估現(xiàn)狀1、國外研究現(xiàn)狀1978年，Denny,V.E.與Gilbert,K.J運(yùn)用事件樹，故障和決策樹分析和建模，對發(fā)生于1972年的陽光煤礦礦用起重機(jī)倒塌事故進(jìn)行了分析和評價，得出了主要的危險因素，并求出了合理的安全成本；1991年，英國布拉德福大學(xué)KellerA.Z等人提出了采用模糊理論進(jìn)行故障分析與安全評價的方法，使模糊的不確定性問題得到定量化處理；1997年日本的Takada和Satomi運(yùn)用概率風(fēng)險評價的方法，結(jié)合事故樹與故障樹方法，對日本某起重機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了可靠性研究，并對其進(jìn)行了安全評價。近年來，許多文獻(xiàn)表明世界各國對系統(tǒng)的安全評價工作越來越重視，在故障診斷、可靠性評價與安全管理等方面提出了新的理論和方法，推動了安全評價工作的快速發(fā)展。2004年，西班牙瓦倫西亞大學(xué)的Lanacio Garcia-Fernandez，Jose D.Martin-Guerrero和Marta Pla-Castells等首次將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入到門式起重機(jī)事故模型中，以計(jì)算機(jī)輔助形式模擬門式起重機(jī)在吊運(yùn)貨物過程中的突發(fā)事故和多方面的救護(hù)裝置，可以看出計(jì)算機(jī)技術(shù)在安全評價中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛；2008年，挪威的Stian Ruud和Age Mikkelsen從人、機(jī)和環(huán)境相結(jié)合入手，研究了起重機(jī)械的風(fēng)險評價技術(shù)，并指出科技的進(jìn)步促使新的安全評價方法在不斷地發(fā)展，在對大型的系統(tǒng)進(jìn)行評價的時候，不僅僅要考慮到設(shè)備的安全性，還要考慮到與之相關(guān)的人的心理和環(huán)境的影響。由此可見，國外起重機(jī)械業(yè)安全評價領(lǐng)域的研究和應(yīng)用主要集中在以下三個方面：（1）以起重機(jī)械概率風(fēng)險評價作為評價技術(shù)的基礎(chǔ)把起重機(jī)械系統(tǒng)中隱患導(dǎo)致事故的概率和隱患造成的損害的乘積作為系統(tǒng)狀態(tài)的危險度。隱患發(fā)生的概率和造成的損害經(jīng)過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)獲得，但是對隱患發(fā)生的概率和損害統(tǒng)計(jì)不夠細(xì)致，缺乏實(shí)用性，且只討論了這些數(shù)據(jù)的模糊性問題。（2）安全評價過程中的局部關(guān)鍵技術(shù)得到了較快的發(fā)展在注重安全評價的系統(tǒng)理論和方法研究的同時，局部關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)得到了重視。如在可靠性理論研究過程中研究了系統(tǒng)及元件失效概率的估計(jì)問題，以及可供系統(tǒng)安全性評價借鑒的概率估計(jì)方法，這對狀態(tài)不明確系統(tǒng)的定量安全評價研究的貢獻(xiàn)具有歷史意義。（3）計(jì)算機(jī)技術(shù)在安全評價工作中得到較大范圍的推廣應(yīng)用數(shù)據(jù)庫和計(jì)算機(jī)技術(shù)對評價對象的客觀屬性，危險物質(zhì)的物理化學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)運(yùn)行過程狀態(tài)的歷史數(shù)據(jù)，系統(tǒng)已有的災(zāi)變種類、原因、后果和發(fā)展趨勢，發(fā)生過程等有效數(shù)據(jù)運(yùn)用計(jì)算機(jī)管理。為準(zhǔn)確的確定評價過程的有關(guān)參數(shù)，合理的推測系統(tǒng)可能的危險災(zāi)害模式及其存在形態(tài)提供了現(xiàn)代化的技術(shù)手段。人工智能技術(shù)和安全評價技術(shù)相結(jié)合使評價過程中的判斷推理成為可能，為建立新的安全評價方法體系創(chuàng)造條件，在安全評價技術(shù)手段上而言是一場新的革命。2、國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國于1990年10月由國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會批準(zhǔn)發(fā)布了類似美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-822B的軍用標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)安全性通用大綱(GJB900-1990)。受到許多大中型生產(chǎn)經(jīng)營單位和行業(yè)管理部門的高度重視，自此安全評價在我國許多行業(yè)部門中開展開來。2003年，安徽馬鋼股份有限公司的龍靖宇、吳海彤和李小兵基于經(jīng)典統(tǒng)計(jì)和模糊統(tǒng)計(jì)之上的集值統(tǒng)計(jì)，確定具有隨機(jī)、模糊性質(zhì)的橋式起重機(jī)安全評價指標(biāo)的安全度值，并在確定過程中，給出評價指標(biāo)安全度值的可靠性程度和各評價專家的偏離度。此法彌補(bǔ)了目前起重機(jī)安全評價中由經(jīng)典統(tǒng)計(jì)法確定安全度值的不足，提高了起重機(jī)安全評價的準(zhǔn)確度和可靠性。2005年，武漢理工大學(xué)的黃海和孫國正對基于模糊理論的機(jī)械結(jié)構(gòu)裂化指數(shù)及安全性評價與預(yù)測系統(tǒng)作簡要的介紹，分析和研究系統(tǒng)的指標(biāo)體系，提出用層次分析法(AHP)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法相結(jié)合確定指標(biāo)體系中權(quán)重和狀態(tài)指數(shù)的設(shè)想。并在“16t帶斗門機(jī)技術(shù)狀態(tài)評價及安全使用期限預(yù)測”項(xiàng)目中進(jìn)行了驗(yàn)證，效果較好。2009年，湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的柳青、寧朝陽和楊紅以某起重機(jī)廠 180/50T鑄造吊為例，在沒有進(jìn)行原形應(yīng)力和變形檢測的情況下，采用Algor軟件對金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行了三維有限元計(jì)算模擬，并對如何利用計(jì)算結(jié)果判別其強(qiáng)度和剛度作了研究說明，為起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)的安全評價提供了依據(jù)。2010年，上海寶鋼工業(yè)檢測公司的李貴文、羅云東、貝聿仁和陳力偉首次應(yīng)用虛擬儀器測試技術(shù)在寶鋼450t鑄造起重機(jī)現(xiàn)場試驗(yàn)中，總結(jié)了現(xiàn)場應(yīng)用經(jīng)驗(yàn), 為設(shè)備無憂運(yùn)行提供了技術(shù)保障, 也為今后開展類似測試分析提供了一些可以借鑒的內(nèi)容。在我國起重運(yùn)輸機(jī)械中，應(yīng)用最多的安全分析與安全管理方法是安全檢查表、安全目標(biāo)管理和全員設(shè)備管理，而故障樹分析、故障樹分析、人員可靠性分析等方法的應(yīng)用并不理想，安全專家系統(tǒng)現(xiàn)場偶爾使用。在評價方法中，只對綜合評價法和模糊評價法認(rèn)為較好，其他方法一般，造成這種現(xiàn)象的主要原因就是對這些方法的實(shí)質(zhì)沒有掌握，欠缺理論層次高的人員；二是認(rèn)為應(yīng)用難度比較大，評價指標(biāo)的量化困難；三是大多數(shù)企業(yè)有計(jì)算機(jī)但沒有相應(yīng)的安全評價軟件，限制了安全評價方法在起重機(jī)械中的應(yīng)用。三、評估方法模型1、起重機(jī)械安全性評價的原理起重機(jī)械安全性評價的原理就是通過對起重機(jī)械的危險有害因素的區(qū)分, 運(yùn)用恰當(dāng)?shù)陌踩栽u價方法, 比如安全檢查表, 事故樹分析法, 風(fēng)險分析法等形式, 得出起重機(jī)危險程度等級, 并提出合理可行的措施, 指導(dǎo)危險源監(jiān)控和事故預(yù)防, 使起重機(jī)械安全狀況達(dá)到可接受的安全水平, 安全性評價的工作內(nèi)容由起重機(jī)械使用和管理方面的評價和設(shè)備本身運(yùn)行狀況和評價兩大部分組成,前者我們可以采用定性化的安全檢查表、分析起重機(jī)械安全管理方面存在的缺陷。根據(jù)對安全檢查中有相關(guān)內(nèi)容的評價, 我們可以清楚了解起重機(jī)械目前使用和管理水平, 從而避免在用起重機(jī)械處于一種低水平的管理狀態(tài)。2、安全檢查表安全檢查表是將一系列項(xiàng)目列出檢查表進(jìn)行分析，以確定系統(tǒng)、場所的狀態(tài)這些項(xiàng)目可以包括場地、周邊環(huán)境、設(shè)施、設(shè)備、操作和管理等各方面。目前，安全檢查表有3種類型：定性檢查表、半定量檢查表和否決型檢查表。定性安全檢查表是列出檢查要點(diǎn)逐項(xiàng)檢查， 檢查結(jié)果以“對” “否”表示,檢查結(jié)果不能量化；半定量檢查表是給每個檢查要點(diǎn)賦以分值，檢查結(jié)果以總分表示，有了量的概念，這樣，不同的檢查對象也可以相互比較，但缺點(diǎn)是檢查要點(diǎn)的準(zhǔn)確賦值比較困難，而且個別十分突出的危險不能充分地表現(xiàn)出來，我國原化工部1990、1991、1992年安全檢查表以及中國石化、天然氣總公司安全評價方法中的檢查表即為此種類型；否決型檢查是給一些特別重要的檢查要點(diǎn)作出標(biāo)記，這些檢查要點(diǎn)如不滿足，檢查結(jié)果視為不合格，即具一票否決的作用，這樣可以做到重點(diǎn)突出，我國的GB 1354892光氣及光氣化產(chǎn)品生產(chǎn)裝置安全評價通則中的檢查表即屬此類。 檢查表有各種形式，不論何種形式的檢查表，總體的要求是第一內(nèi)容必須全面，以避免遺漏主要的潛在危險。第二要重點(diǎn)突出，簡明扼要，否則的話，檢查要點(diǎn)太多，容易掩蓋主要危險，分散人們的注意力，反而使評價不確切。為此，重要的檢查條款可作出標(biāo)記，以便認(rèn)真查對。 安全檢查表主要有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）檢查項(xiàng)目系統(tǒng)、完整，可以做到不遺漏任何能導(dǎo)致危險的關(guān)鍵因素，因而能保證安全檢查的質(zhì)量。 （2）可以根據(jù)已有的規(guī)章制度、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程等，檢查執(zhí)行情況，得出準(zhǔn)確的評價。 （3）安全檢查表采用提問的方式，有問有答，給人的印象深刻，能使人知道如何做才是正確的，因而可起到安全教育的作用。 （4）編制安全檢查表的過程本身就是一個系統(tǒng)安全分析的過程，可使檢查人員對系統(tǒng)的認(rèn)識更深刻，更便于發(fā)現(xiàn)危險因素。 主要缺點(diǎn)是: (1) 只能做定性或一些半定量的評價, 不能給出完全定量的評價結(jié)果；(2) 只能對已經(jīng)存在的對象進(jìn)行評價, 如果要對處于規(guī)劃或設(shè)計(jì)階段的對象進(jìn)行評價, 必須找到相似或類似的對象。檢查表的編制步驟一般包括: (1) 確定被檢查對象, 組織有關(guān)人員；(2) 熟悉被分析的系統(tǒng), 調(diào)查不安全因素, 搜集與系統(tǒng)有關(guān)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、制度等, 明確規(guī)定的安全要求；(3) 根據(jù)具體情況和要求確定編制方法, 編制安全檢查表； (4) 通過反復(fù)使用, 不斷修改、補(bǔ)充完善。為了使評價工作得到關(guān)于系統(tǒng)安全程序方面的概念, 針對安全檢查表開發(fā)了許多行之有效的評價計(jì)值方法, 根據(jù)評價計(jì)值方法的不同, 檢查表量化評價方法又分為: 逐項(xiàng)賦值法、單項(xiàng)否定計(jì)分法、加權(quán)平均法、評價等級加權(quán)法等。其中單項(xiàng)否定計(jì)分法適用于起重機(jī)械。起重機(jī)械有若干危險因素, 其中只要有一處處于不安全狀態(tài), 就有可能導(dǎo)致嚴(yán)重事故的發(fā)生。因此, 把起重機(jī)械安全評價表中的某些評價項(xiàng)目確定為對起重機(jī)械安全狀況具有否決權(quán)的項(xiàng)目, 這些項(xiàng)目中只要有一項(xiàng)被判為不合格, 則視為該系統(tǒng)總體安全狀況不合格。檢查表法一直是一種被廣泛應(yīng)用于起重機(jī)械安全評估的方法, 它以其系統(tǒng)、完整的特點(diǎn)和簡單易行的優(yōu)點(diǎn)為人們所接受。在安全檢查表評價中, 所有可能導(dǎo)致危險的因素都將被涉及。經(jīng)過安全檢查表評價, 可以使人們對起重機(jī)械安全狀態(tài)有全面、系統(tǒng)的了解, 對各個子系統(tǒng)的危險程度形成基本的認(rèn)識, 達(dá)到從宏觀上掌握安全狀態(tài)、找出危險源所在的目的。表1起重機(jī)械安全檢查表被檢查單位使用場所設(shè)備型號出廠編號設(shè)備用途注冊代碼使用單位參加人員姓名、職務(wù)檢查內(nèi)容及意見檢查項(xiàng)目 檢查內(nèi)容檢查情況作業(yè)人員現(xiàn)場作業(yè)人員是否持有有效證件合格標(biāo)志是否有安全檢驗(yàn)合格標(biāo)志，并按規(guī)定固定在顯著位置，是否在檢驗(yàn)有效期內(nèi)安全裝置是否有制動、限位、緩沖、防風(fēng)等安全保護(hù)裝置運(yùn)行警示鈴是否有效設(shè)備狀況基礎(chǔ)或者軌道是否存在明顯損壞、變形吊鉤是否存在明顯損傷鋼絲繩是否順暢運(yùn)行制動裝置是否有效運(yùn)行是否已接地駕駛室是否有明顯變形、損壞，是否有良好視野其他情況處理措施使用單位人員（簽字）：監(jiān)察員： 年 月 日年 月 日3、故障樹分析法故障樹分析又稱事故樹分析為或事故邏輯分析,它是對系統(tǒng)安全性進(jìn)行定性與定量分析評價的一種科學(xué)的和先進(jìn)的方法，已被廣泛地運(yùn)用到現(xiàn)代設(shè)計(jì)的多個領(lǐng)域之中。事故樹分析評價是運(yùn)用由事件符號和邏輯符號組成的一種圖形模式，來分析人機(jī)系統(tǒng)中導(dǎo)致災(zāi)害事故的各種因素之間的因果關(guān)系和邏輯關(guān)系，從而判明系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中，各種事故發(fā)生的途徑和重點(diǎn)環(huán)節(jié)，為有效地控制，提供一個簡潔而形象的途徑。在作業(yè)過程中，由于人的失誤、機(jī)器故障、環(huán)境影響，隨時都有可能發(fā)生不同程度的事故。為了不使這些事故導(dǎo)致災(zāi)害性后果就要對系統(tǒng)中可能發(fā)生事故的各種不安全因素進(jìn)行分析和預(yù)測，以采取相應(yīng)的措施和手段來防止和消除危險。因此一個系統(tǒng)的事故分析應(yīng)包括：系統(tǒng)可能發(fā)生災(zāi)害事故，也稱為頂上事件；系統(tǒng)內(nèi)固有的或潛在的事故因素，包括人、機(jī)器、環(huán)境因素；各個子系統(tǒng)及各因素之間的相互聯(lián)系與制約關(guān)系，即輸入輸出的因果邏輯關(guān)系，并用專門的符號表示；計(jì)算系統(tǒng)的頂上事件的發(fā)生概率，進(jìn)行定量分析與評價。故障樹是一種特殊的倒立樹狀邏輯因果關(guān)系圖，它用事件符號、邏輯門符號和轉(zhuǎn)移符號描述系統(tǒng)中各種事件之間的因果關(guān)系。邏輯門的輸入事件是輸出事件的因，邏輯門的輸出事件是輸入事件的果。故障樹圖 ( 或者負(fù)分析樹)是一種邏輯因果關(guān)系圖，它根據(jù)元部件狀態(tài)(基本事件)來顯示系統(tǒng)的狀態(tài)(頂事件)。就像可靠性框圖(RBDs)，故障樹圖也是一種圖形化設(shè)計(jì)方法，并且作為可靠性框圖的一種可替代的方法。一個故障樹圖是從上到下逐級建樹并且根據(jù)事件而聯(lián)系，它用圖形化模型路徑的方法，使一個系統(tǒng)能導(dǎo)致一個可預(yù)知的，不可預(yù)知的故障事件（失效），路徑的交叉處的事件和狀態(tài)，用標(biāo)準(zhǔn)的邏輯符號(與，或等等)表示。在故障樹圖中最基礎(chǔ)的構(gòu)造單元為門和事件，這些事件與在可靠性框圖中有相同的意義并且門是條件。從系統(tǒng)的角度來說，故障既有因設(shè)備中具體部件（硬件）的缺陷和性能惡化所引起的，也有因軟件，如自控裝置中的程序錯誤等引起的。此外，還有因?yàn)椴僮魅藛T操作不當(dāng)或不經(jīng)心而引起的損壞故障。 其程序流程圖如圖1所示。圖1故障樹分析程序流程圖總的說來，故障樹分析法具有以下一些特點(diǎn)。它是一種從系統(tǒng)到部件，再到零件，按“下降形”分析的方法。它從系統(tǒng)開始，通過由邏輯符號繪制出的一個逐漸展開成樹狀的分枝圖，來分析故障事件（又稱頂端事件）發(fā)生的概率。同時也可以用來分析零件、部件或子系統(tǒng)故障對系統(tǒng)故障的影響，其中包括人為因素和環(huán)境條件等在內(nèi)。它對系統(tǒng)故障不但可以做定性的而且還可以做定量的分析；不僅可以分析由單一構(gòu)件所引起的系統(tǒng)故障，而且也可以分析多個構(gòu)件不同模式故障而產(chǎn)生的系統(tǒng)故障情況。因?yàn)楣收蠘浞治龇ㄊ褂玫氖且粋€邏輯圖，因此，不論是設(shè)計(jì)人員或是使用和維修人員都容易掌握和運(yùn)用，并且由它可派生出其他專門用途的“樹”。例如，可以繪制出專用于研究維修問題的維修樹，用于研究經(jīng)濟(jì)效益及方案比較的決策樹等。 由于故障樹是一種邏輯門所構(gòu)成的邏輯圖，因此適合于用電子計(jì)算機(jī)來計(jì)算；而且對于復(fù)雜系統(tǒng)的故障樹的構(gòu)成和分析，也只有在應(yīng)用計(jì)算機(jī)的條件下才能實(shí)現(xiàn)。顯然，故障樹分析法也存在一些缺點(diǎn)。其中主要是構(gòu)造故障樹的多余量相當(dāng)繁重，難度也較大，對分析人員的要求也較高，因而限制了它的推廣和普及。在構(gòu)造故障樹時要運(yùn)用邏輯運(yùn)算，在其未被一般分析人員充分掌握的情況下，很容易發(fā)生錯誤和失察。例如，很有可能把重大影響系統(tǒng)故障的事件漏掉；同時，由于每個分析人員所取的研究范圍各有不同，其所得結(jié)論的可信性也就有所不同。故障樹分析的方法有定性分析和定量分析兩種。定性分析是找出導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有可能的故障模式,既求出故障的所有最小割集(MCS)。定量分析主要有兩方面的內(nèi)容:一是由輸入系統(tǒng)各單元(底事件)的失效概率求出系統(tǒng)的失效概率；二是求出各單元(底事件)的結(jié)構(gòu)重要度,概率重要度和關(guān)鍵重要度,最后可根據(jù)關(guān)鍵重要度和關(guān)鍵重要度,最后可根據(jù)關(guān)鍵重要度,概率重要度和關(guān)鍵重要度,最后可根據(jù)關(guān)鍵重要度的大小排序出最佳故障診斷和修理順序,同時也可作為首先改善相對不大可靠的單元的數(shù)據(jù)。4、結(jié)構(gòu)安全評估法對于金屬結(jié)構(gòu)的安全評估技術(shù)的研究, 美國、德國、法國和俄羅斯等國在這一領(lǐng)域的工作開展己久,并有多項(xiàng)科研成果公布,這些成果在汽車、航空等工業(yè)領(lǐng)域有成功的應(yīng)用。從1993年9月在上海召開的“第七屆亞太地區(qū)無損傷檢測會議”及1994年6月在北京召開的“第二屆可靠性、維修性和安全性國際年會”的情況看,國內(nèi)外的研究對象、方法、手段大致相當(dāng)。國內(nèi)一些高校和研究院所就診斷方法與控制技術(shù)開展了不少有益的研究,如對焊接裂紋預(yù)測及診斷建立了知識庫,并運(yùn)用專家系統(tǒng)就水電站高壓岔管的裂紋進(jìn)行分析;用有限元法對龍門起重機(jī)的應(yīng)力進(jìn)行分析,用Miner線性積累損傷理論及蒙特卡羅法對其疲勞壽命進(jìn)行預(yù)測;利用可靠性中的“應(yīng)力- 強(qiáng)度干涉理論”,通過對應(yīng)力循環(huán)的等效變換及隨機(jī)載荷歷程的數(shù)據(jù)處理,實(shí)現(xiàn)了叉車門架的疲勞強(qiáng)度的可靠性設(shè)計(jì)計(jì)算。綜合國內(nèi)外的發(fā)展情況,目前的研究對象大多數(shù)是機(jī)械零件或機(jī)械傳動件,研究手段多是應(yīng)用疲勞、振動和可靠性理論,采用測試、數(shù)據(jù)分析與控制等方法。對大型金屬結(jié)構(gòu),尤其是對受變載、重載、含缺陷的港口起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)的安全評估,以及維修和護(hù)理方面的研究尚未廣泛深入地開展,也未形成適合各種港口機(jī)械特點(diǎn)的系統(tǒng)的安全性檢測、分析與評估方法。目前,國內(nèi)港口起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)的安全性評估,主要是采用名義應(yīng)力法進(jìn)行結(jié)構(gòu)疲勞分析與壽命評估。通過現(xiàn)場應(yīng)力檢測,結(jié)合材料的S N 曲線,計(jì)算結(jié)構(gòu)的疲勞壽命,扣除設(shè)備過去的工作時間,以此估算金屬結(jié)構(gòu)的剩余壽命。應(yīng)用名義應(yīng)力法計(jì)算疲勞壽命,理論簡單,易于分析,但是由于結(jié)構(gòu)材料內(nèi)部往往已經(jīng)存在著這樣那樣的初始缺陷,加上設(shè)備的歷史記錄不全或不準(zhǔn)確,這樣就嚴(yán)重影響了這種方法的準(zhǔn)確性和可靠性。疲勞破壞是起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)失效的主要形式,而起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)作為一個承載結(jié)構(gòu)系統(tǒng),它的失效不僅使起重機(jī)失去功能,而且容易導(dǎo)致斷臂等重大事故。引起起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)失效的故障主要有裂紋、局部或整體變形、折斷、銹蝕、剛度不足等,其中裂紋是目前起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)的主要故障形式,在門座起重機(jī)的轉(zhuǎn)柱、門架、人字架、小拉桿、大拉桿、象鼻梁、臂架等主要構(gòu)件上經(jīng)常出現(xiàn)。裂紋主要出現(xiàn)在焊縫或焊縫附近的母材上,它在一定的變化載荷作用下往往會擴(kuò)展,致使金屬結(jié)構(gòu)出現(xiàn)故障。安全性評估方法通常是以避免在規(guī)定工況(包括水壓試驗(yàn))下的安全性評估保證期內(nèi)發(fā)生各種失效模式導(dǎo)致事故的可能為原則。一般來說一種評估方法只能評定相應(yīng)的失效模式,只有對各種可能的失效模式進(jìn)行綜合判斷或評價后,才能得出該產(chǎn)品或結(jié)構(gòu)是否安全的結(jié)論。在實(shí)際工作中,常常要采取多種安全性評估方法進(jìn)行評定,最終得出綜合的評定結(jié)論。從科學(xué)性、成熟性、工程實(shí)用性上綜合考慮,在常規(guī)評定中建議采用R6 的通用失效評定曲線圖來進(jìn)行防止起裂的評定。研究表明,在絕大多數(shù)情況下, R6 通用失效評定曲線是偏于安全的,雖然在個別情況下嚴(yán)格失效評定曲線會比R6通用失效評定曲線低一點(diǎn),但所有曲線的下包絡(luò)線在Lr Z1 , Z2 , Z3 , Z4 , 則評價結(jié)果為優(yōu);若Z2 Z1 , Z2 , Z3 , Z4 , 則評價結(jié)果良; 若Z3 Z1 , Z2 , Z3 , Z4 , 則評價結(jié)果為合格; 若Z4 Z1 ,Z2 , Z3 , Z4 , 則評價結(jié)果為不合格。第五, 根據(jù)運(yùn)算結(jié)果評判系統(tǒng)的安全水平。有4種判斷結(jié)果。當(dāng)評價結(jié)果為優(yōu)、良、合格時系統(tǒng)均為安全, 屬安全基礎(chǔ)較好的系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)評價結(jié)果為不合格時, 可區(qū)分為以下幾種情況:(1) 若Z4 Z1 + Z2 , Z4 Z2 + Z3 , Z4 Z1 + Z2 , Z4 Z2 + Z3 , Z4 Z1 +Z3 , 說明該系統(tǒng)性能很差, 在檢驗(yàn)周期內(nèi)可能釀成重大設(shè)備、人身事故, 存在重大事故隱患, 應(yīng)全面整改后復(fù)檢；(3) 若Z4 Z1 + Z2 + Z3 , 說明該系統(tǒng)已不具備運(yùn)行條件, 在檢驗(yàn)周期內(nèi)會發(fā)生重大事故。多級模糊綜合評價方法與步驟與此類似, 其評價以單級模糊評價的結(jié)果為基礎(chǔ), 因素集是多個單級評價因素集的集合。在下面起重機(jī)安全性評價中, 將用到2 級模糊綜合評價。這里所說的系統(tǒng), 指所有評價內(nèi)容組成的一個整體。當(dāng)評價對象為起重機(jī)械時, 系統(tǒng)是指包括起重機(jī)械本身以及與其有關(guān)的檔案、人員、規(guī)章制度、管理等在內(nèi)的一個整體。由前面的分析, 影響起重機(jī)械安全的因素有機(jī)械、人員及管理, 因此, 將起重機(jī)械安全性評價分3部分進(jìn)行, 即在第2級評價中, 評價的因素集為機(jī)械、人員、管理。(1) 由于起重機(jī)械種類多。組成結(jié)構(gòu)差別很大, 因此, 在3部分的1級評價中, 其評價內(nèi)容、評價中檢查的標(biāo)準(zhǔn)會有很大差別, 這反映在不同的起重機(jī)械其檢查表內(nèi)容及檢查所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等的不同上。這里從方法上介紹如何進(jìn)行評價工作。要進(jìn)行具體的某一種類型某種型號的起重機(jī)械的評價, 則應(yīng)或制訂應(yīng)用具體的安全檢查表, 附列其安全檢查應(yīng)抽查點(diǎn)的數(shù)量及其所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)等。(2) 在2級評價中, 權(quán)重的確定均應(yīng)由專家組或大量事故按原因的歸類統(tǒng)計(jì)確定。在按事故原因歸類統(tǒng)計(jì)時, 2級評價中, 其基數(shù)是所有的事故, 在1 級評價中, 其基數(shù)是相應(yīng)部分的統(tǒng)計(jì)數(shù)目。(3) 在2級評價中, 評價結(jié)果的分組即評價集, 均采用4級形式, 即優(yōu)、良、合格、不合格,分別對應(yīng)安全中的特級安全級、安全級、臨界級、危險級。(4) 在所有檢查中所依據(jù)的應(yīng)是各種標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)定, 以及各種規(guī)章制度等標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容,檢查結(jié)果有數(shù)量的應(yīng)進(jìn)行分級, 無具體數(shù)值衡量過的只分合格與不合格2類。下面介紹3 部分的評價方法。首先是機(jī)械部分, 即起重機(jī)械本身的評價。對于每一種類型的起重機(jī)械, 無論其是簡單起重機(jī)械還是大型的起重機(jī)或升降機(jī), 敘有相應(yīng)的安全檢查表, 結(jié)構(gòu)簡單的檢