故障樹分析法及其在系統(tǒng)可靠性分析中的應(yīng)用

故障樹分析法及其在系統(tǒng)可靠性分析中的應(yīng)用1.本文概述故障樹分析法（FaultTreeAnalysis,FTA）是一種廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)可靠性分析的定量分析方法。它通過邏輯圖形的方式，系統(tǒng)地展示出導(dǎo)致系統(tǒng)級故障的各種原因及其相互關(guān)系。本文首先介紹了故障樹分析法的基本概念和構(gòu)建方法，然后詳細(xì)闡述了其在系統(tǒng)可靠性分析中的應(yīng)用，包括如何識別潛在的故障模式、評估系統(tǒng)的可靠性以及優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。在本文概述部分，我們將討論故障樹分析法的重要性和它在提高系統(tǒng)安全性和可靠性方面的作用。通過故障樹的構(gòu)建和分析，工程師能夠更加清晰地理解系統(tǒng)的復(fù)雜性，識別出關(guān)鍵的故障點(diǎn)，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施。本文還將探討故障樹分析法在不同領(lǐng)域的應(yīng)用案例，展示其在實(shí)際工程問題解決中的有效性。通過本文的閱讀，讀者將能夠掌握故障樹分析法的基本原理和應(yīng)用技巧，為提升系統(tǒng)可靠性和安全性提供有力的工具和方法。2.故障樹分析法的基本原理故障樹分析法（FaultTreeAnalysis,FTA）是一種廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)可靠性分析的定性和定量分析方法。它通過邏輯圖形的方式，系統(tǒng)地展示出導(dǎo)致某一特定系統(tǒng)故障（稱為頂事件）的所有可能原因及其相互關(guān)系。故障樹分析法的核心是構(gòu)建一棵“故障樹”，這棵樹的根節(jié)點(diǎn)代表系統(tǒng)可能出現(xiàn)的某一故障（頂事件），而樹的枝葉則代表導(dǎo)致這一故障發(fā)生的各種可能事件。這些事件通過邏輯門（如“與門”和“或門”）相互連接，表示事件之間的邏輯關(guān)系。與門（ANDGate）：所有輸入事件都必須發(fā)生，輸出事件才會發(fā)生。在故障樹中，與門通常用一個圓形表示，輸入事件從圓的邊緣引出，匯聚到圓心?；蜷T（ORGate）：只要有一個輸入事件發(fā)生，輸出事件就會發(fā)生?；蜷T在故障樹中通常用一個矩形表示，輸入事件從矩形的一邊引出，匯聚到另一邊的矩形中心。條件事件：表示系統(tǒng)在特定條件下才會發(fā)生的事件，可以是系統(tǒng)內(nèi)部的邏輯關(guān)系，也可以是外部環(huán)境因素。確定頂事件：明確分析的目標(biāo)，即系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障或不希望發(fā)生的事件。識別可能導(dǎo)致頂事件的基本事件：通過系統(tǒng)分析，找出所有可能導(dǎo)致頂事件發(fā)生的直接原因。確定事件之間的邏輯關(guān)系：使用與門和或門，根據(jù)事件之間的相互作用和依賴關(guān)系，構(gòu)建故障樹的結(jié)構(gòu)。定量分析（可選）：對故障樹進(jìn)行定量分析，計(jì)算頂事件發(fā)生的概率，以及各基本事件對頂事件發(fā)生概率的貢獻(xiàn)度。故障樹分析法不僅可以用于識別和評估系統(tǒng)潛在的故障模式，還可以幫助設(shè)計(jì)更可靠的系統(tǒng)，預(yù)防故障的發(fā)生。它還可以用于制定維護(hù)策略，優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)成本。3.故障樹分析法的實(shí)施步驟需要明確所分析的系統(tǒng)及其主要功能。這包括確定系統(tǒng)的輸入、輸出以及關(guān)鍵的性能指標(biāo)。對系統(tǒng)的清晰定義有助于建立準(zhǔn)確的故障樹模型。頂事件是故障樹分析的起點(diǎn)，通常是系統(tǒng)失效或性能降低的最不希望發(fā)生的事件。頂事件的選擇應(yīng)基于系統(tǒng)的重要性和風(fēng)險(xiǎn)性。在確定了頂事件后，需要從頂事件開始，逐步分析導(dǎo)致該事件發(fā)生的所有可能原因，包括硬件故障、軟件錯誤、環(huán)境因素等。這些原因被作為故障樹的子事件，并連接到頂事件上。每個子事件可以繼續(xù)分解為更小的子事件，直到所有的原因都被詳細(xì)列出。分析故障樹是為了找出導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有可能路徑。這包括確定每個子事件的概率和影響，以及它們之間的邏輯關(guān)系。通過對故障樹的分析，可以確定哪些子事件是導(dǎo)致頂事件發(fā)生的關(guān)鍵故障模式。同時(shí)，可以評估每個關(guān)鍵故障模式的風(fēng)險(xiǎn)，包括其發(fā)生的概率和影響。根據(jù)故障樹分析的結(jié)果，制定針對性的預(yù)防措施，以減少關(guān)鍵故障模式的發(fā)生概率。同時(shí)，制定應(yīng)急計(jì)劃以應(yīng)對可能發(fā)生的故障，確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。故障樹分析不是一次性的任務(wù)，而是需要持續(xù)監(jiān)控和更新。隨著系統(tǒng)的運(yùn)行和環(huán)境的變化，新的故障模式可能會出現(xiàn)。需要定期更新故障樹模型，以確保分析的準(zhǔn)確性和有效性。4.故障樹分析法的應(yīng)用案例故障樹分析法（FaultTreeAnalysis,FTA）是一種廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)可靠性分析的定性和定量分析方法。通過圖形化的方式，故障樹分析法展示了導(dǎo)致系統(tǒng)級故障的各種原因及其邏輯關(guān)系。在系統(tǒng)可靠性分析中，故障樹分析法可以幫助工程師識別潛在的故障模式，評估系統(tǒng)的安全性和可靠性，并為改進(jìn)設(shè)計(jì)和制定預(yù)防措施提供依據(jù)。在核電廠的安全分析中，故障樹分析法是一種重要的工具。通過構(gòu)建故障樹，分析師可以識別導(dǎo)致放射性物質(zhì)泄漏等嚴(yán)重事故的各種可能原因。例如，對于一個核反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)，故障樹可以展示從基礎(chǔ)設(shè)備故障到最終系統(tǒng)失效的完整邏輯鏈。這包括了泵的故障、傳感器的失效、操作員的錯誤操作以及安全系統(tǒng)的不充分響應(yīng)等。通過分析這些路徑，核電廠的管理者可以采取相應(yīng)的預(yù)防措施，如定期維護(hù)、改進(jìn)操作程序和增強(qiáng)安全系統(tǒng)，以確保核電廠的安全可靠運(yùn)行。故障樹分析法在航空航天領(lǐng)域同樣發(fā)揮著重要作用。在飛機(jī)設(shè)計(jì)和測試階段，故障樹分析被用來評估飛機(jī)系統(tǒng)的安全性和可靠性。例如，對于飛機(jī)的自動駕駛系統(tǒng)，故障樹可以幫助工程師識別可能導(dǎo)致系統(tǒng)失效的原因，如軟件缺陷、硬件故障或環(huán)境因素。通過這些分析，可以對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，確保飛機(jī)在各種情況下都能安全飛行。化工行業(yè)的生產(chǎn)過程往往涉及到易燃易爆和有毒物質(zhì)，因此系統(tǒng)的安全性至關(guān)重要。故障樹分析法在這里被用來評估和預(yù)防可能導(dǎo)致事故的故障模式。例如，在化工廠的生產(chǎn)線上，故障樹可以揭示導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)失控或泄漏的各種因素，包括原料的不純、設(shè)備老化、操作失誤和環(huán)境變化等。通過對這些潛在風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識和管理，化工企業(yè)可以有效地提高生產(chǎn)過程的安全性。在醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計(jì)和維護(hù)中，故障樹分析法也扮演著關(guān)鍵角色。醫(yī)療設(shè)備如心臟起搏器、呼吸機(jī)和手術(shù)機(jī)器人等，其可靠性直接關(guān)系到患者的安全和治療效果。通過故障樹分析，可以識別和預(yù)防可能導(dǎo)致設(shè)備失效的原因，從而確保醫(yī)療設(shè)備在關(guān)鍵時(shí)刻的可靠性?？偨Y(jié)來說，故障樹分析法在多個行業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用，它通過系統(tǒng)地分析和識別潛在的故障模式，為提高系統(tǒng)的安全性和可靠性提供了有力的支持。通過故障樹的構(gòu)建和分析，工程師和管理者可以更好地理解系統(tǒng)的復(fù)雜性，制定有效的預(yù)防措施，從而保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。5.故障樹分析法的優(yōu)勢與局限性圖形化表示：故障樹分析法通過樹狀圖的形式，清晰地展示了從基本事件到頂事件的邏輯關(guān)系，使得復(fù)雜的系統(tǒng)故障分析變得直觀易懂。系統(tǒng)性分析：FTA能夠全面地識別系統(tǒng)中可能導(dǎo)致系統(tǒng)故障的各種因素，包括設(shè)計(jì)缺陷、操作失誤、環(huán)境因素等，有助于系統(tǒng)地分析和改進(jìn)系統(tǒng)的可靠性。定量評估：通過概率論和統(tǒng)計(jì)方法，F(xiàn)TA可以定量地計(jì)算系統(tǒng)故障的概率，為決策者提供科學(xué)的決策依據(jù)。預(yù)防性維護(hù)：通過對故障樹的分析，可以提前識別潛在的故障模式，采取預(yù)防性維護(hù)措施，減少故障發(fā)生的概率。優(yōu)化資源分配：FTA有助于確定系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件和薄弱環(huán)節(jié)，從而合理分配維護(hù)資源，提高資源利用效率。數(shù)據(jù)依賴性：FTA的準(zhǔn)確性在很大程度上依賴于輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和完整性，如果基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不足或不準(zhǔn)確，分析結(jié)果可能會產(chǎn)生誤導(dǎo)。復(fù)雜性管理：對于非常復(fù)雜的系統(tǒng)，構(gòu)建和分析故障樹可能會變得非常耗時(shí)和困難，需要專業(yè)的知識和技能。靜態(tài)分析：傳統(tǒng)的FTA是一種靜態(tài)分析方法，它可能無法充分考慮系統(tǒng)運(yùn)行過程中的動態(tài)變化和時(shí)間相關(guān)因素。主觀判斷：在構(gòu)建故障樹時(shí)，分析人員的主觀判斷可能會影響結(jié)果，特別是在確定事件概率和邏輯門結(jié)構(gòu)時(shí)。更新和維護(hù)：隨著系統(tǒng)的變化和新信息的出現(xiàn)，故障樹需要定期更新和維護(hù)，以保持其分析結(jié)果的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。在撰寫文章時(shí)，應(yīng)詳細(xì)討論這些優(yōu)勢和局限性，并結(jié)合實(shí)際案例來說明故障樹分析法在系統(tǒng)可靠性分析中的具體應(yīng)用和效果。同時(shí)，還可以探討如何克服這些局限性，以及與其他分析方法結(jié)合使用的可能性，以提高整體的分析效率和準(zhǔn)確性。6.故障樹分析法的未來發(fā)展趨勢智能化與自動化：未來的故障樹分析將更加依賴于人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，通過自動化的數(shù)據(jù)收集和處理，提高故障樹構(gòu)建和分析的效率與準(zhǔn)確性。智能算法將有助于自動識別和更新故障樹模型，減少人為錯誤，提高分析的可靠性。多學(xué)科融合：故障樹分析法將與其他學(xué)科如系統(tǒng)工程、控制理論、數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域更緊密地結(jié)合，形成跨學(xué)科的綜合分析方法。這將有助于從不同角度和層面深入理解系統(tǒng)的復(fù)雜性和脆弱性，為系統(tǒng)的可靠性提供更全面的保障。大數(shù)據(jù)應(yīng)用：隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，故障樹分析將能夠利用大量的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，進(jìn)行更深入的統(tǒng)計(jì)分析和概率評估。這將使得故障預(yù)測更為精確，有助于提前發(fā)現(xiàn)潛在的風(fēng)險(xiǎn)和故障模式。模型共享與標(biāo)準(zhǔn)化：為了提高故障樹分析的通用性和可復(fù)用性，未來的發(fā)展趨勢將傾向于建立共享的故障樹模型庫和標(biāo)準(zhǔn)化的分析流程。這將促進(jìn)不同領(lǐng)域和行業(yè)之間的知識共享和技術(shù)交流，提高整體的分析效率。實(shí)時(shí)監(jiān)控與動態(tài)更新：隨著物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，故障樹分析將能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并根據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)動態(tài)更新故障樹模型。這將使得故障樹分析更加貼合實(shí)際運(yùn)行情況，提高對系統(tǒng)狀態(tài)變化的響應(yīng)速度和適應(yīng)性。綜合決策支持：故障樹分析法將更加注重與其他決策支持工具的集成，形成綜合的決策支持系統(tǒng)。這將幫助決策者在面對復(fù)雜的系統(tǒng)可靠性問題時(shí)，能夠基于故障樹分析的結(jié)果，做出更加科學(xué)和合理的決策。7.結(jié)論故障樹分析法（FTA）是一種廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)可靠性分析的強(qiáng)大工具，它通過系統(tǒng)地識別導(dǎo)致系統(tǒng)故障的各種可能原因，幫助工程師和研究人員評估和提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。在本文中，我們詳細(xì)探討了故障樹分析法的基本原理、構(gòu)建過程、分析技術(shù)以及在不同領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。故障樹分析法是一種有效的系統(tǒng)可靠性評估工具，它通過圖形化的方式展示了系統(tǒng)故障與各種潛在原因之間的邏輯關(guān)系，使得分析過程直觀且易于理解。故障樹分析法不僅能夠幫助識別和量化系統(tǒng)故障的概率，還能夠揭示故障發(fā)生的潛在模式和關(guān)鍵影響因素，為系統(tǒng)的改進(jìn)和優(yōu)化提供了科學(xué)依據(jù)。通過故障樹分析，可以系統(tǒng)地識別出需要重點(diǎn)關(guān)注和改進(jìn)的環(huán)節(jié)，從而有針對性地采取措施，提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。故障樹分析法在多個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，如航空、核能、化工、醫(yī)療等，這些應(yīng)用案例證明了故障樹分析法的實(shí)用性和有效性。盡管故障樹分析法在系統(tǒng)可靠性分析中具有顯著優(yōu)勢，但在實(shí)際應(yīng)用中也需要考慮到其局限性，如數(shù)據(jù)的不確定性、分析的復(fù)雜性等，這要求分析人員具備一定的專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)。未來，隨著技術(shù)的發(fā)展和數(shù)據(jù)分析工具的進(jìn)步，故障樹分析法有望與其他分析方法相結(jié)合，進(jìn)一步提高其在系統(tǒng)可靠性分析中的精確度和效率。故障樹分析法是一種極為重要的系統(tǒng)可靠性分析工具，它在提高系統(tǒng)安全性和可靠性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過不斷優(yōu)化和完善故障樹分析方法，我們能夠更好地應(yīng)對復(fù)雜的系統(tǒng)工程挑戰(zhàn)，為構(gòu)建更加安全、可靠的系統(tǒng)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考資料：隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，變電站通信系統(tǒng)的可靠性變得越來越重要。故障樹分析法是一種有效的可靠性分析方法，它能夠有效地對復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評估。本文將介紹故障樹分析法在變電站通信系統(tǒng)可靠性分析中的應(yīng)用。故障樹分析法是一種演繹的可靠性分析方法，它通過將系統(tǒng)的故障或事故邏輯地表述成故障樹，對樹的各個分支進(jìn)行概率計(jì)算，從而得出系統(tǒng)發(fā)生故障的概率。故障樹分析法具有以下優(yōu)點(diǎn)：變電站通信系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的核心組成部分，其可靠性直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。由于變電站通信系統(tǒng)的復(fù)雜性，對其進(jìn)行可靠性分析存在一定的難度。傳統(tǒng)的可靠性分析方法難以全面地考慮系統(tǒng)中各個設(shè)備之間的相互影響，而故障樹分析法則能夠有效地解決這一問題。需要對變電站通信系統(tǒng)進(jìn)行深入的分析，了解系統(tǒng)中各設(shè)備之間的關(guān)系以及可能出現(xiàn)的故障或事故。根據(jù)這些關(guān)系繪制故障樹，將最不希望發(fā)生的故障或事故作為頂事件，將其他設(shè)備或因素作為底事件，清晰地表達(dá)出它們之間的邏輯關(guān)系。通過計(jì)算底事件發(fā)生的概率以及各個底事件發(fā)生的概率對頂事件發(fā)生概率的影響程度，得出各個底事件概率重要度。這一步驟需要考慮到各個設(shè)備的可靠性數(shù)據(jù)以及設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境等因素，從而對各個設(shè)備的可靠性進(jìn)行準(zhǔn)確的評估。通過比較各個底事件概率重要度，可以識別出對頂事件發(fā)生影響最大的因素，即關(guān)鍵因素。針對這些關(guān)鍵因素制定相應(yīng)的改進(jìn)措施，如提高設(shè)備的可靠性、優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行方式等，從而提高整個通信系統(tǒng)的可靠性。故障樹分析法是一種有效的可靠性分析方法，將其應(yīng)用于變電站通信系統(tǒng)的可靠性分析中，能夠清晰地表達(dá)出系統(tǒng)中各設(shè)備之間的邏輯關(guān)系、有效地識別出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)、提供針對性的改進(jìn)建議，從而顯著提高變電站通信系統(tǒng)的可靠性。在進(jìn)行具體的可靠性分析時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際情況和具體的系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行深入的研究和分析。故障樹分析法是一種廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域的分析方法，它通過對系統(tǒng)故障的因果關(guān)系進(jìn)行逐層分析，幫助人們更好地理解系統(tǒng)的可靠性、安全性和性能。在本文中，我們將探討故障樹分析法的基本原理、應(yīng)用領(lǐng)域、優(yōu)點(diǎn)和不足，以及應(yīng)用實(shí)例和討論。故障樹分析法（FaultTreeAnalysis，簡稱FTA）是一種系統(tǒng)工程技術(shù)，通過將系統(tǒng)的故障或事故（稱為頂事件）逐層分解為若干個子系統(tǒng)或組件的故障或事故（稱為中間事件）和更低層次的基本事件（稱為底事件），從而對系統(tǒng)的可靠性、安全性和性能進(jìn)行深入分析。故障樹分析法可以形象地表示出系統(tǒng)故障的因果關(guān)系，幫助分析人員更好地理解系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)和潛在風(fēng)險(xiǎn)。故障樹分析法可以廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，如航空航天、核能工業(yè)、石油化工、交通運(yùn)輸、醫(yī)療衛(wèi)生等。在這些領(lǐng)域中，故障樹分析法可以幫助企業(yè)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估、可靠性設(shè)計(jì)、安全性分析和故障診斷等工作。特別是在復(fù)雜系統(tǒng)中，故障樹分析法能夠清晰地揭示出各種故障事件之間的關(guān)系，為采取有效的預(yù)防和控制措施提供有力的支持。能夠清晰地表示出系統(tǒng)故障的因果關(guān)系，有助于深入了解系統(tǒng)的可靠性、安全性和性能；有助于識別出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)和潛在風(fēng)險(xiǎn)，為改進(jìn)設(shè)計(jì)和操作提供指導(dǎo)；故障樹的建立和求解可能需要借助計(jì)算機(jī)輔助工具，但目前仍然存在一些技術(shù)瓶頸；以某電廠為例，該電廠在生產(chǎn)過程中面臨著諸多安全隱患，為了提高生產(chǎn)安全性和可靠性，采用了故障樹分析法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估。電廠針對關(guān)鍵設(shè)備制定了詳細(xì)的安全檢查計(jì)劃，收集了大量相關(guān)數(shù)據(jù)。利用故障樹分析法對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，逐步向上層追溯，找出導(dǎo)致設(shè)備故障的根本原因。針對這些原因采取有效的改進(jìn)措施，例如加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)、優(yōu)化操作流程等。經(jīng)過一段時(shí)間的努力，電廠的安全性能得到了顯著提升，設(shè)備故障率也明顯下降。故障樹分析法在某些情況下并不能完全替代其他方法。比如，對于一些簡單的系統(tǒng)或過程，采用故障樹分析法可能會過于繁瑣，不如直接運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)或常識進(jìn)行判斷。對于某些復(fù)雜系統(tǒng)，由于數(shù)據(jù)不足或存在不確定性因素，故障樹分析法的應(yīng)用也會受到限制。故障樹分析法雖然是一種強(qiáng)大的系統(tǒng)性分析工具，但并不是萬能的。在某些情況下，我們需要結(jié)合其他方法和技術(shù)來更好地解決實(shí)際問題。例如，在某些復(fù)雜系統(tǒng)中，故障樹分析法可以與概率風(fēng)險(xiǎn)分析（PRA）或模擬仿真等方法配合使用，以提高分析的準(zhǔn)確性和效率。盡管故障樹分析法存在一些局限性，但仍可以通過以下措施來提高其應(yīng)用效果：故障樹分析法是一種非常重要的系統(tǒng)性分析工具，它可以幫助我們更好地理解系統(tǒng)的可靠性、安全性和性能。盡管這種方法存在一些局限性，但通過不斷完善和提高應(yīng)用技巧，我們?nèi)匀豢梢猿浞职l(fā)揮其在各個領(lǐng)域中的重要作用。希望本文對故障樹分析法的介紹和分析能對大家有所啟發(fā)和幫助。故障樹分析（FTA）是由上往下的演繹式失效分析法，利用布爾邏輯組合低階事件，分析系統(tǒng)中不希望出現(xiàn)的狀態(tài)。故障樹分析主要用在安全工程以及可靠度工程的領(lǐng)域，用來了解系統(tǒng)失效的原因，并且找到最好的方式降低風(fēng)險(xiǎn)，或是確認(rèn)某一安全事故或是特定系統(tǒng)失效的發(fā)生率。故障樹分析也用在航空航天、核動力、化工制程、制藥、石化業(yè)及其他高風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)業(yè)，也會用在其他領(lǐng)域的風(fēng)險(xiǎn)識別，例如社會服務(wù)系統(tǒng)的失效。故障樹分析也用在軟件工程，在偵錯時(shí)使用，和消除錯誤原因的技術(shù)很有關(guān)系。故障樹分析（FTA）是由上往下的演繹式失效分析法，利用布林邏輯組合低階事件，分析系統(tǒng)中不希望出現(xiàn)的狀態(tài)。故障樹分析主要用在安全工程以及可靠度工程的領(lǐng)域，用來了解系統(tǒng)失效的原因，并且找到最好的方式降低風(fēng)險(xiǎn)，或是確認(rèn)某一安全事故或是特定系統(tǒng)失效的發(fā)生率。故障樹分析也用在航空航天、核動力、化工制程、制藥、石化業(yè)及其他高風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)業(yè)，也會用在其他領(lǐng)域的風(fēng)險(xiǎn)識別，例如社會服務(wù)系統(tǒng)的失效。故障樹分析也用在軟件工程，在偵錯時(shí)使用，和消除錯誤原因的技術(shù)很有關(guān)系。在航空航天領(lǐng)域中，更廣泛的詞語“系統(tǒng)失效狀態(tài)”用在描述從底層不希望出現(xiàn)的狀態(tài)到最頂層失效事件之間的故障樹。這些狀態(tài)會依其結(jié)果的嚴(yán)重性來分類。結(jié)果最嚴(yán)重的狀態(tài)需要最廣泛的故障樹分析來處理。這類的“系統(tǒng)失效狀態(tài)”及其分類以往會由機(jī)能性的危害分析來處理。許多工業(yè)及政府的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中都有提到故障樹分析的方法論，包括核能產(chǎn)業(yè)的NRCNUREG–0492、美國國家航空航天局針對航天修改的NUREG–0492版本、汽車工程師協(xié)會（SAE）針對民用航空器的ARP4軍用的MIL–HDBK–IEC標(biāo)會IEC61025，故障樹分析已用在許多產(chǎn)業(yè)中，也被采納為歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN61025。系統(tǒng)復(fù)雜到一個程度，就可能會因?yàn)橐粋€或是多個子系統(tǒng)失效而讓整個系統(tǒng)失效。不過整體失效的可能性可以通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)的提升來降低。故障樹分析利用建置整個系統(tǒng)的邏輯圖示，來找到失效、子系統(tǒng)以及冗余安全設(shè)計(jì)元件之間的關(guān)系。不想出現(xiàn)的結(jié)果會放在失效樹的根（最上方事件），例如金屬沖壓程序中不想要出現(xiàn)的結(jié)果是工人的肢體受到?jīng)_壓。在最上方事件進(jìn)行分析后，可以確認(rèn)有上述事件可能會以二種不同的方式出現(xiàn)：正常操作時(shí)以及維修時(shí)。這二個在邏輯上的關(guān)系是OR。在正常操作的分析可能也可能確認(rèn)出二種不同的情形：沖壓行程中，傷害到操作員，另一個是沖壓行程中，傷害到其他人。這二個在邏輯上的關(guān)系也是OR?？梢栽谠O(shè)計(jì)上改善此一情形，例如修改程式，讓操作員需要用雙手同時(shí)按二個按鈕才能啟動沖壓程序，這二個在邏輯上的關(guān)系是AND。按鈕本身也有其固有的失效率，這個變成一個可以分析的失效來源。若故障樹上標(biāo)示了每個失效的實(shí)際機(jī)率值，可以用計(jì)算機(jī)程序計(jì)算故障樹的失效可能率。若有某個特定事件有出現(xiàn)在結(jié)果事件中，也就會它會影響多個子事統(tǒng)，這個稱為共因（commoncause）或共同模式（commonmode）。若用圖的角度來說，就是一個事件會在故障樹中多次出現(xiàn)。共因會帶來事件之間的相依關(guān)系，這種故障樹的機(jī)率計(jì)算會比所有事件都獨(dú)立時(shí)的故障樹機(jī)率計(jì)算要復(fù)雜。市面也不是所有故障樹分析的軟件都能進(jìn)行這類的計(jì)算。故障樹一般會用傳統(tǒng)的邏輯門符號表示，故障樹中從初始事件（initiator）到事件之間的路徑稱為分割集合（cutset）。從初始事件到事件之間的最短可能路徑稱為最小分割集合（MinimalCutSet）。有些產(chǎn)業(yè)會同時(shí)用故障樹及事件樹（參考概率風(fēng)險(xiǎn)評估）。事件樹從不希望出現(xiàn)的初始事件（initiator）（例如停電、元件失效等）開始，根據(jù)可能的系統(tǒng)事件而到一系列的最終結(jié)果。每多考慮一個新事件，就要在樹上增加一個節(jié)點(diǎn)，再列出各分枝的機(jī)率?！白钌戏绞录钡臋C(jī)率就會由各初始事件的機(jī)率計(jì)算而得。標(biāo)準(zhǔn)的故障樹分析程式包括電力研究所（EPRI）的CAFTA軟件，美國有許多核電廠使用，美國政府評估核反應(yīng)堆、航天飛機(jī)及國際空間站的安全性及可靠則是利用愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室的SAPHIRE軟件。美國以外的地區(qū)，RiskSpectrum是常用的故障樹及事件樹分析工具，世界上幾乎有半數(shù)核電廠為了概率安全評估的需求而注冊此軟件使用。故障樹分析有許多不同進(jìn)行的方式，不過最常見也最多人使用的方式可以整理成幾個步驟。一個故障樹可以分析一個不想要的事件（或是最上方事件），也只能分析一個。其結(jié)果可以連接到其他的故障樹去，成為基本事件。雖然不想要事件的本質(zhì)可能有很大的差異，事件可能是發(fā)電系統(tǒng)晚了25ms發(fā)電，未檢測到的貨艙失火，或是洲際導(dǎo)彈隨機(jī)的意外發(fā)射等，但其故障樹分析的程序都相同。因?yàn)槿肆Τ杀镜目剂?，一般只會對不想要事件中最?yán)重的進(jìn)行故障樹分析。故障樹分析是演繹推理，是從上到下的方式，分析復(fù)雜系統(tǒng)初始失效及事件的影響。故障樹分析恰好和失效模式與影響分析（FMEA）相反，F(xiàn)MEA是歸納推理，是從下到上的方式，分析設(shè)備或是子系統(tǒng)的單一元件失效或是機(jī)能失效的影響。故障樹分析若用來分析系統(tǒng)如何避免單一般（或是多重）初始故障發(fā)生，是很好的工具，但無法用故障樹分析找到所有可能的初始故障。FMEA可以用窮舉的方式列出所有的初始故障，并識別其局部的影響，不適合用來檢驗(yàn)多重失效，或是他們對系統(tǒng)層級的影響。故障樹分析會考慮外部事件，而FMEA不會，在民航機(jī)產(chǎn)業(yè)常會同時(shí)使用故障樹分析及失效模式與影響分析，并且用故障模式效應(yīng)概述（failuremodeeffectssummary,FMES）作為兩者的界面。其他可以取代故障樹分析的分析方式有可靠度方塊圖（RBD，也稱為相依圖dependencediagram，簡稱DD）及馬爾可夫鏈?？煽慷确綁K圖等效于成功樹分析（STA），在邏輯上恰好和故障樹分析相反，而且用路徑來代替閘。相依圖和成功樹分析成功（避免不想要事件）的機(jī)率，而不是不想要事件發(fā)生的機(jī)率。故障樹分析（FTA）一開始是由貝爾實(shí)驗(yàn)室的H.A.Watson所發(fā)展的，一開始是因?yàn)槊绹哲姷?26ICBM系統(tǒng)群的委托，要評估義勇兵一型洲際彈道導(dǎo)彈（ICBM）的發(fā)射控制系統(tǒng)。之后故障樹分析開始成為可靠度分析者進(jìn)行失效分析的工具。1962年義勇兵一型洲際彈道導(dǎo)彈的發(fā)射控制安全研究，第一次公布使用故障樹分析技術(shù)，之后波音及Avco在1963年至1964年開始將故障樹分析用在義勇兵二型的完全系統(tǒng)上。在1965年由波音及華盛頓大學(xué)贊助，在西雅圖進(jìn)行的系統(tǒng)安全研討會中，廣泛的報(bào)導(dǎo)了故障樹分析的相關(guān)技術(shù)。波音公司在1966年開始將故障樹分析用在民航機(jī)的設(shè)計(jì)上。之后，美國軍方的皮卡汀尼·阿森納在1960及1970年代開始將故障樹分析用在引線的應(yīng)用上。美國陸軍裝備司令部在1976年代開始將故障樹分析整合到可靠度設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì)手冊（EngineeringDesignHandbookonDesignforReliability）中。羅馬實(shí)驗(yàn)室的可靠度分析中心以及后續(xù)在美國國防技術(shù)資訊中心下的組織自1960年代起出版了故障樹分析及可靠度方塊圖的文件。MIL-HDBK-338B中有更近期的參考資料。美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）在1970年在聯(lián)邦公報(bào)35FR5665（1970-04-08）中發(fā)布了14CFR1309的修訂，是針對運(yùn)輸類航空器適航性的規(guī)定。這項(xiàng)修訂采用了飛機(jī)系統(tǒng)及設(shè)備的失效機(jī)率準(zhǔn)則，因此民航機(jī)業(yè)者開始普遍使用故障樹分析。FAA在1998年發(fā)行了Order84，建了包括危害分析在內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)管理政策，包括了在飛機(jī)通過認(rèn)證之后的許多關(guān)鍵活動，包括航空交通管制及美國國家空域系統(tǒng)的現(xiàn)代化，后來美國聯(lián)邦航空管理局也出版了FAA系統(tǒng)安全手冊（FAASystemSafetyHandbook），其中描述了許多正式危害分析的方式，其中也包括了FTA的使用。在美國的阿波羅計(jì)劃初期，就已經(jīng)針對將太空人送到月球，并且平安返回地球的可能機(jī)率進(jìn)行分析。根據(jù)一些風(fēng)險(xiǎn)（或可靠度）計(jì)算的結(jié)果，任務(wù)成功的機(jī)率低到無法讓人接受。因此NASA就不進(jìn)行后續(xù)的定量分析或是可靠度分析，只依靠失效模式與影響分析及其他定性的系統(tǒng)安全評估工具，一直到發(fā)生挑戰(zhàn)者號事件為止。之后NASA體驗(yàn)到故障樹分析及概率風(fēng)險(xiǎn)評估（PRA）在系統(tǒng)安全及可靠度分析上的重要性，開始廣為使用，后來故障樹分析變成最重要的系統(tǒng)可靠度及安全分析技術(shù)之一。在核能產(chǎn)業(yè)中，美國核能管理委員會在1975年開始使用包括故障樹分析在內(nèi)的概率風(fēng)險(xiǎn)評估（PRA），在1979年的三哩島核泄漏事故后，大幅擴(kuò)展了概率風(fēng)險(xiǎn)評估的相關(guān)研究。最后美國核能管理委員會在1981年出版了NRCFaultTreeHandbookNUREG–0492，也在核能管理委員會管轄的范圍內(nèi)強(qiáng)制使用概率風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)。在1984年博帕爾事件及1988年阿爾法鉆井平臺