故障樹分析又稱失效樹分析（FTA，fault tree analysis），是系統(tǒng)可靠性研究中常用的一種重要方法，也是對(duì)復(fù)雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)失效形式進(jìn)行可靠性分析的有效工具。該方法在宇航、核能、化工、機(jī)械、電子等多個(gè)領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用。故障樹分析法是在研究系統(tǒng)失效與引起失效的各種直接原因和間接原因之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立這些事件之間的邏輯關(guān)系，從而確定系統(tǒng)故障原因的各種可能組合方式或其發(fā)生概率的一種可靠性、安全性分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法。在設(shè)計(jì)階段，該法可用于預(yù)測(cè)引起系統(tǒng)失效可能的原因組合，較快、較準(zhǔn)確地確定故障原因。 
1垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站故障樹的建立 
故障樹是實(shí)際系統(tǒng)的故障組合與傳遞的邏輯關(guān)系的簡(jiǎn)潔而抽象的表達(dá)，故障樹的建立是故障樹分析法中最基本、最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。為使所建故障樹盡可能完善，建樹之前，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)及其各組成部分產(chǎn)生故障的原因、后果以及各種影響因素之間的因果關(guān)系有清晰、透徹的了解。 
故障樹分析法首先選定一個(gè)系統(tǒng)最不希望發(fā)生的事件作為系統(tǒng)的頂事件，畫在故障樹的頂端，即為故障樹的第一階，再將導(dǎo)致系統(tǒng)頂事件發(fā)生的直接原因（各部件故障）并列作為第二階，即圖中的中間事件A或B，它們通過適當(dāng)?shù)倪壿嬮T（邏輯或門、與門）與頂事件相連。其次，將導(dǎo)致第二階中各中間事件發(fā)生的原因列為第三階，用適當(dāng)?shù)氖录?hào)通過一定的邏輯門來表示。如此逐階展開，直到把形成頂事件故障的最基本事件分析出來。圖1為故障樹的示例。 


圖1故障樹示例 
垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站作為處理生活垃圾的成套設(shè)備，一般是在高腐蝕、高污染的惡劣工況下工作。而由于故障引起的垃圾堆積如山、垃圾滲瀝液四溢所造成的環(huán)境污染，給人們的正常生活、出行帶來了許多不便。 
對(duì)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站進(jìn)行建樹，應(yīng)將整個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站故障作為故障樹的頂事件；由于各部件都是相對(duì)獨(dú)立的，因此可將各部件出現(xiàn)故障作為故障樹中第一級(jí)中間事件；然后再根據(jù)各部件的故障機(jī)理將中間事件逐級(jí)展開，最后完成垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站故障樹的建立?，F(xiàn)以廣東省東莞安裝的二層平臺(tái)壓縮機(jī)橫移式垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站為例建立故障樹，見圖2。 
在圖2中，T代表頂事件，即垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站故障。E代表中間事件。E1表示液壓系統(tǒng)故障；E2表示垃圾壓縮機(jī)故障；E3表示電氣系統(tǒng)故障；E4表示管路泄露故障；E5表示泵壓力不足故障；E6表示壓縮機(jī)橫移出現(xiàn)故障；E7表示壓縮機(jī)橫移時(shí)竄動(dòng)故障；E8表示垃圾箱小門被擠壓故障；E9表示推料頭單側(cè)耐磨板磨損過快故障；E10表示冷卻器不轉(zhuǎn)動(dòng)故障；E11表示推料頭只出不進(jìn)或只進(jìn)不出故障。 


圖2垃圾抽場(chǎng)站故障樹 
x表示底事件。x1表示管接頭松動(dòng)；x2表示閥體端面密封件損壞；x3表示電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向不對(duì)；x4表示吸油管或過濾器堵塞；x5表示調(diào)整橫移節(jié)流閥；x6表示2個(gè)橫移馬達(dá)油管接反；x7表示壓縮機(jī)導(dǎo)軌不平行；x8表示輪安裝板焊接位置錯(cuò)誤；x9表示壓裝頭在擠壓垃圾的過程中，由于垃圾蓬堵碰小門下部；x10表示預(yù)壓閘門液壓鎖泄露，使得閘門緩慢下落。壓裝頭推料過程中與閘門相撞，閘門變形傾斜。由于閘門和提門機(jī)構(gòu)是固連的，導(dǎo)致提門機(jī)構(gòu)傾斜，小門下落；x11表示垃圾箱回站后，小門下方夾雜有垃圾，未適當(dāng)調(diào)整提門機(jī)構(gòu)高度而直接對(duì)接；x12表示壓裝腔內(nèi)兩側(cè)導(dǎo)軌高低不一；x13表示2只壓裝油缸其中一只進(jìn)油口漏油，導(dǎo)致一側(cè)推力不足，推料頭向一側(cè)傾斜；x14表示接線頭正負(fù)極接反；x15表示冷卻器發(fā)生故障；x16表示接觸器出現(xiàn)故障；x17表示電磁換向閥出現(xiàn)故障。 
2垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站故障樹分析 
故障樹分析的主要任務(wù)是尋找導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有可能的失效模式—失效譜，也就是要找出故障樹的全部最小割集。 
割集，即能使頂事件發(fā)生的一些底事件的集合，其中的底事件同時(shí)發(fā)生時(shí)頂事件必然發(fā)生：如果某一割集中的任一底事件不發(fā)生時(shí)頂事件也不發(fā)生，則稱這樣的割集為最小割集。一棵故障樹的全部最小割集的完整集合包含了頂事件發(fā)生的所有可能的模式，所以很有必要找出故障樹的全部最小割集。 
求最小割集的方法有“上行法”和“下行法”2種，顧名思義，前者是從故障樹中的底事件開始逐級(jí)往上進(jìn)行推算，后者則是由頂事件開始逐級(jí)往下推算。2種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，此處用上行法較好，應(yīng)用該方法的過程實(shí)際上就是運(yùn)用集合規(guī)則對(duì)故障樹進(jìn)行逐級(jí)“描述”的過程。如：中間事件E8與底事件x9、x10、x11之間以或門相連，就以集合運(yùn)算式表示如下： 
E8=x9Ux10Ux11。 
按照以上原則逐級(jí)推算，并以“＋”代替“U”，上行至頂事件T后，可得：
于是，系統(tǒng)故障樹的全部最小割集為： 
{x1}、｛x2｝、！x3｝、｛x4｝、｛x5｝、｛x6｝、｛x7｝、｛x8)、｛x9)、｛x10｝、｛x11｝、｛x12｝、｛x13｝、｛x14｝、｛x15｝、｛x16)、｛x17｝。 
因?yàn)楣收蠘渲羞壿嬮T均為或門，所以最小割集的數(shù)量比較多，即系統(tǒng)的失效模式比較多。有很多最小割集是只含單一元素的，說明很多單一底事件的發(fā)生都將導(dǎo)致頂事件的發(fā)生?？梢?，要提高整個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的可靠性，應(yīng)該從降低故障樹中每一個(gè)底事件的發(fā)生率，提高系統(tǒng)中每一個(gè)元件的可靠性入手。在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)盡可能選用可靠度高的元件；在使用階段，應(yīng)注意正確操作、做好維護(hù)保養(yǎng)工作，避免因系統(tǒng)元件過早失效導(dǎo)致系統(tǒng)故障。 
3結(jié)束語 
故障樹分析法是一種邏輯性強(qiáng)、直觀形象的可靠性分析法。筆者在對(duì)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站故障進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上建立了故障樹，運(yùn)用故障樹分析法對(duì)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的可靠性進(jìn)行了定性分析，為進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性探明了方向。