安全评价方法汇总(评价师必备)

安全检查表（SCL）

安全检查表是进行安全检查、发现潜在危险、督促各项安全法规、制度、标准实施的一个较为有效的工具。它是安全系统中最基本、最初步的一种形式。

历史：安全检查表是20世纪30年代工业迅速发展时期的产物。当时，由于安全系统工程尚未出现，安全工作者为了解决生产中遇到的日益增多的事故，运用系统工程的手段编制了一种检验系统安全与否的表格。系统工程广泛应用以后，安全系统工程开始萌芽时期，安全检查表的编制逐步走向理论阶段，使得安全检查表的编制越来越科学、全面和完善。它们的内容基本相同，不同的是编制的依据和方法不同；前者运用系统工程手段，后者源于安全系统工程的科学分析。

定义：运用安全系统工程的方法，发现系统以及设备、机器装置和操作管理、工艺、组织措施中的各种不安全因素，列成表格进行分析。

优点：1.安全检查表能够事先编制，可以做到系统化、科学化，不漏掉任何可能导致事故的因素，为事故树的绘制和分析做好准备。

2.可以根据现有的规章制度、法律、法规和标准规范等检查执行情况，容易得出正确的评估。

3.通过事故树分析和编制安全检查表，将实践经验上升到理论，从感性认识到理性认识，并用理论去指导实践，充分认识各种影响事故发生的因素的危险程度（或重要程度）。

4.安全检查表，按照原因实践的重要顺序排列，有问有答，通俗易懂，能使人们清楚地知道哪些原因事件最重要，哪些次要，促进职工采取正确的方法进行操作，起到安全教育的作用。

5.安全检查表可以与安全生产责任制相结合，按不同的检查对象使用不同的安全检查表，易于分清责任，还可以提出改进措施，并进行检验。

6.安全检查表是定性分析的结果，是建立在原有的安全检查基础和安全系统工程之上的，简单易学，容易掌握，符合我国现阶段的实际情况，为安全预测和决策提供坚实的基础。

缺点：1.只能做定性的评价，不能定量。

2.只能对已经存在的对象评价。

3.编制安全检查表的难度和工作量大。

4.要有事先编制的各类检查表，有赋分、评级标准。

2.安全检查表的编制

编制安全检查表主要依据是：

(1)有关标准、规程、规范及规定。为了保证安全生产，国家及有关部门发布了各类安全标准及有关的文件，这些是编制安全检查表的一个主要依据。为了便于工作，有时将检查条款的出处加以注明，以便能尽快统一不同意见。

(2)国内外事故案例。搜集国内外同行业及同类产品行业的事故案例，从中发掘出不安全因素，作为安全检查的内容。国内外及本单位在安全管理及生产中的有关经验，自然也是一项重要内容。

(3)通过系统分析，确定的危险部位及防范措施，都是安全检查表的内容。

(4)研究成果。在现代信息社会和知识经济时代，知识的更新很快，编制安全检查表必须采用最新的知识和研究成果。包括新的方法、技术、法规和标准。

预先危险性分析（Preliminary Hazard Analysis, PHA）

也称初始危险分析，是安全评价的一种方法。是在每项生产活动之前，特别是在设计的开始阶段，对系统存在危险类别、出现条件、事故后果等进行概略地分析，尽可能评价出潜在的危险性。

1、预先危险性分析的主要目的

1）识别危险，确定安全性关键部位；

2）评价各种危险的程度；

3）确定安全性设计准则，提出消除或控制危险的措施。

2、进行预先危险性分析需要的资料

1）各种设计方案的系统和分系统部件的设计图纸和资料；

2）在系统预期的寿命期内，系统各组成部分的活动、功能和工作顺序的功能流程图及有关资料；

3）在预期的试验、制造、储存、修理、使用等活动中与安全要求有关的背景材料。

3、分析步骤

1）危害辨识：通过经验判断、技术诊断等方法，查找系统中存在的危险、有害因素。

2）确定可能事故类型：根据过去的经验教训，分析危险、有害因素对系统的影响，分析事故的可能类型。

3）针对已确定的危险、有害因素，制定预先危险性分析表。

4）确定危险、有害因素的危害等级，按危害等级排定次序，以便按计划处理。

5）制定预防事故发生的安全对策措施

危险性等级划分表

事件树分析（ETA）

1、定义

事件树分析（Event Tree Analysis，简称ETA）起源于决策树分析（简称DTA），它是一种按事故发展的时间顺序由初始事件开始推论可能的后果，从而进行危险源辨识的方法。

一起事故的发生，是许多原因事件相继发生的结果，其中，一些事件的发生是以另一些事件首先发生为条件的，而一事件的出现，又会引起另一些事件的出现。在事件发生的顺序上，存在着因果的逻辑关系。事件树分析法是一种时序逻辑的事故分析方法，它以一初始事件为起点，按照事故的发展顺序，分成阶段，一步一步地进行分析，每一事件可能的后续事件只能取完全对立的两种状态（成功或失败，正常或故障，安全或危险等）之一的原则，逐步向结果方面发展，直到达到系统故障或事故为止。所分析的情况用树枝状图表示，故叫事件树。它既可以定性地了解整个事件的动态变化过程，又可以定量计算出各阶段的概率，最终了解事故发展过程中各种状态的发生概率。

2、功能

ETA可以事前预测事故及不安全因素，估计事故的可能后果，寻求最经济的预防手段和方法。

事后用ETA分析事故原因，十分方便明确。

ETA的分析资料既可作为直观的安全教育资料，也有助于推测类似事故的预防对策。

当积累了大量事故资料时，可采用计算机模拟，使ETA对事故的预测更为有效。

在安全管理上用ETA对重大问题进行决策，具有其他方法所不具备的优势。

3、事件树编制

(1)确定初始事件

事件树分析是一种系统地研究作为危险源的初始事件如何与后续事件形成时序逻辑关系而最终导致事

故的方法。正确选择初始事件十分重要。初始事件是事故在未发生时，其发展过程中的危害事件或危险事件，如机器故障、设备损坏、能量外逸或失控、人的误动作等。可以用两种方法确定初始事件：

①根据系统设计、系统危险性评价、系统运行经验或事故经验等确定；

②根据系统重大故障或事故树分析，从其中间事件或初始事件中选择。

(2)判定安全功能

系统中包含许多安全功能，在初始事件发生时消除或减轻其影响以维持系统的安全运行。常见的安全功能列举如下：

①对初始事件自动采取控制措施的系统，如自动停车系统等；

②提醒操作者初始事件发生了的报警系统；

③根据报警或工作程序要求操作者采取的措施；

④缓冲装置，如减振、压力泄放系统或排放系统等；

⑤局限或屏蔽措施等。

(3)绘制事件树

从初始事件开始，按事件发展过程自左向右绘制事件树，用树枝代表事件发展途径。首先考察初始事件一旦发生时最先起作用的安全功能，把可以发挥功能的状态画在上面的分枝，不能发挥功能的状态画在下面的分枝。然后依次考察各种安全功能的两种可能状态，把发挥功能的状态（又称成功状态）画在上面的分枝，把不能发挥功能的状态（又称失败状态）画在下面的分枝，直到到达系统故障或事故为止。

(4)简化事件树

在绘制事件树的过程中，可能会遇到一些与初始事件或与事故无关的安全功能，或者其功能关系相互矛盾、不协调的情况，需用工程知识和系统设计的知识予以辨别，然后从树枝中去掉，即构成简化的事件树。

在绘制事件树时，要在每个树枝上写出事件状态，树枝横线上面写明事件过程内容特征，横线下面注明成功或失败的状况说明。

4、事件树定性分析

事件树定性分析在绘制事件树的过程中就已进行，绘制事件树必须根据事件的客观条件和事件的特征作出符合科学性的逻辑推理，用与事件有关的技术知识确认事件可能状态，所以在绘制事件树的过程中就已对每一发展过程和事件发展的途径作了可能性的分析。

事件树画好之后的工作，就是找出发生事故的途径和类型以及预防事故的对策。

⑴找出事故连锁

事件树的各分枝代表初始事件一旦发生其可能的发展途径。其中，最终导致事故的途径即为事故连锁。一般地，导致系统事故的途径有很多，即有许多事故连锁。事故连锁中包含的初始事件和安全功能故障的后续事件之间具有“逻辑与”的关系，显然，事故连锁越多，系统越危险；事故连锁中事件树越少，系统越危险。

⑵找出预防事故的途径

事件树中最终达到安全的途径指导我们如何采取措施预防事故。在达到安全的途径中，发挥安全功能的事件构成事件树的成功连锁。如果能保证这些安全功能发挥作用，则可以防止事故。一般地，事件树中包含的成功连锁可能有多个，即可以通过若干途径来防止事故发生。显然，成功连锁越多，系统越安全，成功连锁中事件树越少，系统越安全。

由于事件树反映了事件之间的时间顺序，所以应该尽可能地从最先发挥功能的安全功能着手。

5、事件树定量分析

事件树定量分析是指根据每一事件的发生概率，计算各种途径的事故发生概率，比较各个途径概率值的大小，作出事故发生可能性序列，确定最易发生事故的途径。一般地，当各事件之间相互统计独立时，其定量分析比较简单。当事件之间相互统计不独立时（如共同原因故障，顺序运行等），则定量分析变得非常复杂。这里仅讨论前一种情况。

1.各发展途径的概率

各发展途径的概率等于自初始事件开始的各事件发生概率的乘积。

2.事故发生概率

事件树定量分析中，事故发生概率等于导致事故的各发展途径的概率和。

定量分析要有事件概率数据作为计算的依据，而且事件过程的状态又是多种多样的，一般都因缺少概率数据而不能实现定量分析。

3.事故预防

事件树分析把事故的发生发展过程表述得清楚而有条理，对设计事故预防方案，制定事故预防措施提供了有力的依据。

从事件树上可以看出，最后的事故是一系列危害和危险的发展结果，如果中断这种发展过程就可以避免事故发生。因此，在事故发展过程的各阶段，应采取各种可能措施，控制事件的可能性状态，减少危害状态出现概率，增大安全状态出现概率，把事件发展过程引向安全的发展途径。

采取在事件不同发展阶段阻截事件向危险状态转化的措施，最好在事件发展前期过程实现，从而产生阻截多种事故发生的效果。但有时因为技术经济等原因无法控制，这时就要在事件发展后期过程采取控制措施。显然，要在各条事件发展途径上都采取措施才行。

事故树分析法（Accident Tree Analysis，简称ATA）

什么是事故树分析法

事故树分析（Accident Tree Analysis，简称ATA）法起源于故障树分析法（简称FTA），是安全系统工程的重要分析方法之一，它能对各种系统的危险性进行辨识和评价，不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入地揭示出事故的潜在原因。用它描述事故的因果关系直观、明了，思路清晰，逻辑性强，既可定性分析，又可定量分析。

“树”的分析技术是属于系统工程的图论范畴。“树”是其网络分析技术中的概念，要明确什么是“树”，首先要弄清什么是“图”，什么是“圈”，什么是连通图等。

图论中的图是指由若干个点及连接这些点的连线组成的图形。图中的点称为节点，线称为边或弧。节点表示某一个体事物，边表示事物之间的某种特定的关系。比如，用点可以表示电话机，用边表示电话线；用点表示各个生产任务，用边表示完成任务所需的时间等。一个图中，若任何两点之间至少有一条边则称这个图是连通图。若图中某一点、边顺序衔接，序列中始点和终点重合，则称之为圈(或回路)。

树就是一个无圈(或无回路)的连通图。

20世纪60年代初期，很多高新产品在研制过程中，因对系统的可靠性、安全性研究不够，新产品在没有确保安全的情况下就投入市场，造成大量使用事故的发生，用户纷纷要求厂家进行经济赔偿，从而迫使企业寻找一种科学方法确保安全。

事故树分析首先由美国贝尔电话研究所于1961为研究民兵式导弹发射控制系统时提出来，1974年美国原子能委员会运用FTA对核电站事故进行了风险评价，发表了著名的《拉姆逊报告》。该报告对事故树分析作了大规模有效的应用。此后，在社会各界引起了极大的反响，受到了广泛的重视，从而迅速在许多国家和许多企业应用和推广。我国开展事故树分析方法的研究是从1978年开始的。目前已有很多部门和企业正在进行普及和推广工作，并已取得一大批成果，促进了企业的安全生产。80年代末，铁路运输系统开始把事故树分析方法应用到安全生产和劳动保护上来，也已取得了较好的效果。

事故树分析法的基本符号

事故树是由各种符号和其连接的逻辑门组成的。最简单、最基本的符号有：

事件符号

1、矩形符号。用它表示顶上事件或中间事件。将事件扼要记入矩形框内。必须注意，顶上事件一定要清楚明了，不要太笼统。例如“交通事故”，“爆炸着火事故”，对此人们无法下手分析，而应当选择具体事故。如“机动车追尾”、“机动车与自行车相撞”，“建筑工人从脚手架上坠落死亡”、“道口火车与汽车相撞”等具体事故。

2、圆形符号。它表示基本(原因)事件，可以是人的差错，也可以是设备、机械故障、环境因素等。它表示最基本的事件，不能再继续往下分析了。例如，影响司机了望条件的“曲线地段”、“照明不好”，司机本身问题影响行车安全的“酒后开车”、“疲劳驾驶”等原因，将事故原因扼要记入圆形符号内。

3、屋形符号。它表示正常事件，是系统在正常状态下发生的正常事件。如：“机车或车辆经过道岔”、“因走动取下安全带”等，将事件扼要记入屋形符号内。

4、菱形符号。它表示省略事件，即表示事前不能分析，或者没有再分析下去的必要的事件。例如，“司机间断了望”、“天气不好”、“臆测行车”、“操作不当”等，将事件扼要记入菱形符号内。

逻辑门符号

逻辑门符号即连接各个事件，并表示逻辑关系的符号。其中主要有：与门、或门、条件与门、条件或门、以及限制门。

1、与门符号。与门连接表示输入事件B1、B2同时发生的情况下，输出事件A才会发生的连接关系。二者缺一不可，表现为逻辑积的关系，即A=B1∩B2。在有若干输入事件时，也是如此，如图1(a)所示。

“与门”用与门电路图来说明更容易理解(见图1(b))。

当B1、B2都接通(B1=1，B2=1)时，电灯才亮(出现信号)，用布尔代数表示为X=B1·B2=1。

当B1、B2中有一个断开或都断开(B1=1，B2=0或B1=0，B2=1或B1=0，B2=0)时，电灯不亮(没有信号)，用布尔代数表示为X=B1·B2=0。

2、或门符号。表示输入事件B1或B2中，任何一个事件发生都可以使事件A发生，表现为逻辑和的关系即A=B1∪B2。在有若干输入事件时，情况也是如此。如图2(a)所示。

或门用相对的逻辑电路来说明更好理解。见图2(b)。

当B1、B2断开(B1=0，B2=0)时，电灯才不会亮(没有信号)，用布尔代数表示为X=B1+B2=0。

当B1、B2中有一个接通或两个都接通(即B1=1，B2=0或B1=0，B2=1或B1=1，B2=1)时，电灯亮(出现信号)，用布尔代数表示为X=B1+B2=1。

3、条件与门符号。表示只有当B1、B2同时发生，且满足条件α的情况下，A才会发生，相当于三个输入事件的与门。即A=B1∩B2∩α，将条件α记入六边形内，如图3所示。

4、条件或门符号。表示B1或B2任何一个事件发生，且满足条件β，输出事件A才会发生，将条件β记入六边形内，如图4所示。

5、限制门符号。它是逻辑上的一种修正符号，即输入事件发生且满足条件γ时，才产生输出事件。相反，如果不满足，则不发生输出事件，条件γ写在椭圆形符号内，如图5所示。

转移符号

当事故树规模很大时，需要将某些部分画在别的纸上，这就要用转出和转入符号，以标出向何处转出和从何处转入。

转出符号。它表示向其他部分转出，△内记入向何处转出的标记，如图6所示。

转入符号。它表示从其他部分转入，△内记入从何处转入的标记，如图7所示。

事故树分析法的程序

事故树的编制程序

第一步：确定顶上事件

顶上事件就是所要分析的事故。选择顶上事件，一定要在详细占有系统情况、有关事故的发生情况和发生可能、以及事故的严重程度和事故发生概率等资料的情况下进行，而且事先要仔细寻找造成事故的直接原因和间接原因。然后，根据事故的严重程度和发生概率确定要分析的顶上事件，将其扼要地填写在矩形框内。

顶上事件也可以是在运输生产中已经发生过的事故。如车辆追尾、道口火车与汽车相撞事故等事故。通过编制事故树，找出事故原因，制定具体措施，防止事故再次发生。

第二步：调查或分析造成顶上事件的各种原因

顶上事件确定之后，为了编制好事故树，必须将造成顶上事件的所有直接原因事件找出来，尽可能不要漏掉。直接原因事件可以是机械故障、人的因素或环境原因等。

要找出直接原因可以采取对造成顶上事件的原因进行调查，召开有关人员座谈会，也可根据以往的一些经验进行分析，确定造成顶上事件的原因。

第三步：绘事故树

在找出造成顶上事件的和各种原因之后，就可以用相应事件符号和适当的逻辑门把它们从上到下分层连接起来，层层向下，直到最基本的原因事件，这样就构成一个事故树。

在用逻辑门连接上下层之间的事件原因时，若下层事件必须全部同时发生，上层事件才会发生时，就用“与门”连接。逻辑门的连接问题在事故树中是非常重要的，含糊不得，它涉及到各种事件之间的逻辑关系，直接影响着以后的定性分析和定量分析。

第四步：认真审定事故树

画成的事故树图是逻辑模型事件的表达。既然是逻辑模型，那么各个事件之间的逻辑关系就应该相当严密、合理。否则在计算过程中将会出现许多意想不到的问题。因此，对事故树的绘制要十分慎重。在制作过程中，一般要进行反复推敲、修改，除局部更改外，有的甚至要推倒重来，有时还要反复进行多次，直到符合实际情况，比较严密为止。

事故树分析的程序

事故树分析虽然根据对象系统的性质、分析目的的不同，分析的程序也不同。但是，一般都有下面的十个基本程序。有时，使用者还可根据实际需要和要求，来确定分析程序。

1、熟悉系统。要求要确实了解系统情况，包括工作程序、各种重要参数、作业情况。必要时画出工艺流程图和布置图。

2、调查事故。要求在过去事故实例、有关事故统计基础上，尽量广泛地调查所能预想到的事故，即包括已发生的事故和可能发生的事故。

3、确定顶上事件。所谓顶上事件，就是我们所要分析的对象事件。分析系统发生事故的损失和频率大小，从中找出后果严重，且较容易发生的事故，作为分析的顶上事件。

4、确定目标。根据以往的事故记录和同类系统的事故资料，进行统计分析，求出事故发生的概率(或频率)，然后根据这一事故的严重程度，确定我们要控制的事故发生概率的目标值。

5、调查原因事件。调查与事故有关的所有原因事件和各种因素，包括设备故障、机械故障、操作者的失误、管理和指挥错误、环境因素等等，尽量详细查清原因和影响。

6、画出事故树。根据上述资料，从顶上事件起进行演绎分析，一级一级地找出所有直接原因事件，直到所要分析的深度，按照其逻辑关系，画出事故树。

7、定性分析。根据事故树结构进行化简，求出最小割集和最小径集，确定各基本事件的结构重要度排序。

8、计算顶上事件发生概率。首先根据所调查的情况和资料，确定所有原因事件的发生概率，并标在事故树上。根据这些基本数据，求出顶上事件(事故)发生概率。

9、进行比较。要根据可维修系统和不可维修系统分别考虑。对可维修系统，把求出的概率与通过统计分析得出的概率进行比较，如果二者不符，则必须重新研究，看原因事件是否齐全，事故树逻辑关系是否清楚，基本原因事件的数值是否设定得过高或过低等等。对不可维修系统，求出顶上事件发生概率即可。

10、定量分析。定量分析包括下列三个方面的内容：

1）当事故发生概率超过预定的目标值时，要研究降低事故发生概率的所有可能途径，可从最小割集着手，从中选出最佳方案。

2）利用最小径集，找出根除事故的可能性，从中选出最佳方案。

3）求各基本原因事件的临界重要度系数，从而对需要治理的原因事件按临界重要度系数大小进行排队，或编出安全检查表，以求加强人为控制。

事故树分析方法原则上是这10个步骤。但在具体分析时，可以根据分析的目的、投入人力物力的多少、人的分析能力的高低、以及对基础数据的掌握程度等，分别进行到不同步骤。如果事故树规模很大，也可以借助电子计算机进行分析。

故障树分析法（Fault Tree Analysis，FTA）

什么是故障树分析法

故障树分析(FTA)技术是美国贝尔电报公司的电话实验室于1962年开发的，它采用逻辑的方法，形象地进

行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统工程的主要分析方法之一。一般来讲，安全系统工程的发展也是以故障树分析为主要标志的。

1974年美国原子能委员会发表了关于核电站危险性评价报告，即“拉姆森报告”，大量、有效地应用了FTA，从而迅速推动了它的发展。

什么是故障树图(FTD)

故障树图( 或者负分析树)是一种逻辑因果关系图，它根据元部件状态(基本事件)来显示系统的状态(顶事件)。就像可靠性框图(RBDs)，故障树图也是一种图形化设计方法，并且作为可靠性框图的一种可替代的方法。

一个故障树图是从上到下逐级建树并且根据事件而联系，它用图形化"模型"路径的方法，使一个系统能导致一个可预知的，不可预知的故障事件（失效），路径的交叉处的事件和状态，用标准的逻辑符号(与，或等等)表示。在故障树图中最基础的构造单元为门和事件，这些事件与在可靠性框图中有相同的意义并且门是条件。

故障树和可靠性框图(RBD)

FTD和RBD最基本的区别在于RBD工作在"成功的空间"，从而系统看上去是成功的集合，然而，故障树图工作在"故障空间"并且系统看起来是故障的集合。传统上，故障树已经习惯使用固定概率(也就是，组成树的每一个事件都有一个发生的固定概率)然而可靠性框图对于成功(可靠度公式)来说可以包括以时间而变化的分布，并且其他特点。

故障树分析中常用符号

故障树分析中常用符号见下表:

故障树分析法的数学基础

1.数学基础

(1)基本概念

?集:从最普遍的意义上说，集就是具有某种共同可识别特点的项(事件)

的集合。这些共同特点使之能够区别于他类事物。

?并集:把集合A的元素和集合B的元素合并在一起，这些元素的全体

构成的集合叫做A与B的并集，记为A∪B或A+B。若A与B有公

共元素，则公共元素在并集中只出现一次。

o例若A={a、b、c、d}；

o B={c、d、e、f}；

o A∪B= {a、b、c、d、e、f}。

(2)交集

两个集合A与B的交集是两个集合的公共元素所构成的集合，记为A∪B或A+B。根据定义，交是可以交换的，即A∩B。

?例若A={a、b、c、d}；

?B={c、d、e}；

?则A∩B={c、d}。

(3)补集

在整个集合(Ω)中集合A的补集为一个不属于A集的所有元素的集。补集又称余，记为A或A

2.布尔代数规则

布尔代数用于集的运算，与普通代数运算法则不同。它可用于故障讨分析，布尔代数可以帮助我们将事件表达为另一些基本事件的组合。将系统失效表达为基本元件失效的组合。演算这些方程即可求出导致系统失效的元件失效组合(即最小割集)，进而根据元件失效概率，计算出系统失效的概率。布尔代数规则如下(X、Y代表两个集合)：

(1)交换律:X·Y=Y·XX+Y=Y+X

(2)结合律

(3)分配律:X·(Y ·Z)：(X ·Y)·Z,X+(Y+Z)=(X+Y)+Z,X·(Y+Z)：X -Y+X·Z,X+(Y·Z)=(X+Y)-(X+Z)

(4)吸收律:X·(X+Y)：X,X+(X·Y)：X

(5)互补律:X+X =Ω=1,X·X =φ(φ表示空集)

(6)幂等律:X·X=X,X+X=X

(7)狄·摩根定律:(x·Y) =X+Y,(X+Y) =X·Y

(8)对合律:(X)=X

(9)重叠律:X+X Y=X+Y=Y+Y X

故障树的编制

故障树是由各种事件符号和逻辑门组成的，事件之间的逻辑关系用逻辑门表示。这些符号可分逻辑符号、事件符号等。

故障树分析的基本程序

1.熟悉系统：要详细了解系统状态及各种参数，绘出工艺流程图或布置图。

2.调查事故：收集事故案例，进行事故统计，设想给定系统可能发生的事故。

3.确定顶上事件：要分析的对象即为顶上事件。对所调查的事故进行全面分析，从中找出后果严重且较易发生的事故作为顶上事件。

4.确定目标值：根据经验教训和事故案例，经统计分析后，求解事故发生的概率(频率)，以此作为要控制的事故目标值。

5.调查原因事件：调查与事故有关的所有原因事件和各种因素。

6.画出故障树：从顶上事件起，逐级找出直接原因的事件，直至所要分析的深度，按其逻辑关系，画出故障树。

7.分析：按故障树结构进行简化，确定各基本事件的结构重要度。

8.事故发生概率：确定所有事故发生概率，标在故障树上，并进而求出顶上事件(事故)的发生概率。

9.比较：比较分可维修系统和不可维修系统进行讨论，前者要进行对比，后者求出顶上事件发生概率即可。

10.分析：原则上是上述10个步骤，在分析时可视具体问题灵活掌握，如果故障树规模很大，可借助计算机进行。目前我国故障树分析一般都考虑到第7步进行定性分析为止，也能取得较好效果。

铸造缺陷的故障树分析法

铸件错型是常见的铸件缺陷.造成铸件错型有设备、工装、操作等因素及其组台作用的结果.将铸件错型作为系统故障树的顶事件，以某厂亨特水平分型脱箱造型生产线为对象，建立铸件错型系统故障树，见图1.

图中用[*]表示逻辑与门，用[+]表示逻辑或门；用大于l000的序号如1001，l002等表示逻辑门号，用小于1000的序号如1，2……表示基本事件号.这些数据及门种类就是故障树微机辅助分析的输人数据.

一、定性分析

表1是图1故障树定性分析结果.因为顶事件是错型缺陷，故其全体最小割集就是亨特机上铸件错型缺陷产生的全部途径，共有l4种可能.

表中的每一行都是一个最小剖集.根据故障树最小割集的定义，表中的任一行都是铸件错型缺陷产生的途径.当亨特机上出现铸件错型时，就可以按表1逐项检查并加以排除.

二、定量分析

顶事件发生率决定于故障树的结构和各基本事件的不可靠度.由图1定量分析结果得知，若各基本事件的不可靠度均为Q—0.O1，则铸件错型缺陷的废品率为6.8%，若将各基本事件的不可靠度降为Q=0.0Ol，则其废品率降为0.7%，即可消除错型缺陷.

表2是图1故障树各基本事件概率重要度和关键重要度的计算结果.

图1 亨特机上出现的铸件错型失效树

按概率重要度的大小顺序，各基本事件对铸件错型缺陷的影响大小为：(3，4，5，6，7，14，15)>(8)>(12，13)>(1，2)>(11)>(10，9)，(同括号中其重要度相同).概率重要度值越大，说明它对顶事件的影响也越大.因此，要减少铸件错型缺陷，应从提高具有较大概率重要度的基本事件可靠度人手.同时，当系统故障出现时，也应按其大小顺序寻找并排除故障原因.

三、球铁皮下气孔故障树分析

球铁皮下气孔是球铁生产中最常见的铸造缺陷，目前，国内外对皮下气孔形成机理的认识尚不统一，各种皮下气孔形成理论还不能准确有效地指导生产实践.本文在皮下气孔形成机理的基础上，从系统分析的角度出发，将导致皮下气孔的各种因素作为基本事件，根据彼此问的逻辑关系，建立以皮下气孔为顶事件的皮下气孔故障树.

3.1皮下气孔形成机理及其故障树

目前对球铁皮下气孔的形成大致可归纳为反应析出机理、渣气孔机理、微观侵入机理等3种.本文结合现场经验，建造了球铁皮下气孔故障树，其过程大致如图2所示。

第一步以球铁皮下气孔缺陷为顶事件，由于皮下气孔是以“气桉形成”且“长大”并“上浮至表皮下不能逸出”为直接原因，故由顶事件通过与门引出3个中间事件.如图2a所示.

第二步以其中“形核”为例，气泡形核以异质形核为主，即借助气泡形核或借助微粒形核，故用或门相连.如图2b所示.

第三步借助固体微粒形核”可分成反应析出型”，渣气孔型”和微观侵入型”3种，故用或门引出，如图2c.

第四步对于渣气孔型，是在“铁水中存在难熔质点”和“产物气体cO过饱和”的二者共同作用下形成，故用与门引出，如图2d.

第五步“铁水中存在难熔质点”可能由“铁水CE值偏高”(存在大量石墨)，“球化荆加入量过大”，“孕育剂加入量大”，“冒口不能有效集渣排气”等原因造成的，故用或门连接，如图2e.

图中这4个事件已是生产中可独立控制的单元，无需再查找其产生原因，所以它们可以是故障树的基本事件.

依此类推就可以建成较完整的球铁皮下气孔缺陷故障树.

3.2球铁皮下气孔缺陷故障树分析结果讨论

由于故障树是在3种典型机理基础上建立的，同时考虑铁水浇注温度是皮下气孔形成的一个重要因紊，为了便于处理，本研究对原故障树按分解定理和逻辑简化，建立了较高温度下的皮下气孔故障树D。和较低温度下的故障树D20。并将D10树按3种典型机理分割为较高温度下的反应析出气孔故障树D11，渣气孔故障树D12，微观侵入气孔故障树D13，将D20树分割为较低温度下的反应析出气孔故障树D21，渣气孔故障树D22，微观侵入气孔故障树D23-5，在这里称原故障树为总树；D10，D20为为分割总树，表3是以上各故障树定性分析的统计结果.

为了便于分析不同温度条件下各种皮下气孔形成机理间的主次关系和表现形式，本研究定义了割集置信度K1，割集有效度Kz和模式可靠度K3，用以衡量3种典型皮下气孔在不同温度下出现的可能性.

设分割总树的最小割集数为N，分树最小割集为Ni，分树最小害j集中与总树相同者为Nn，GQ为分割总树的顶事件概率，GQ为分树顶事件概率，则定义：

分树i的割集置信度表示分树本身的置信程度，即k1=Nn/Ni；

分树i的割集有效度描述分树在总树中的有效程度，即K2i=Nn/N,

分树i的模式可靠度反映分树模式相对于总树的可靠程度，即K3i=GQt／GQ.

由表3的置信度可知，在铁水温度较高的条件下(表中D10～D13)，其置信度和有效度的大小顺序为：反应析出型>渣气孔型>微观侵人型.说明铁水温度较高时，球铁皮下气孔的主要表现形式是反应析出型气孔，其次是渣气孔，微观侵入型气孔几乎不会出现.这是因为铁水温度较高时，侵人的气体由于铁水温度高而有较充分的逸出机会.

当铁水温度较低时，气孔的表现形式为渣气孔型>反应析出型>微观侵人型，即皮下气孔主要表现形式为渣气孔，其次是反应析出型气孔，再攻是微观侵人型气孔.这是因为，当浇注温度较高时，砂型及型腔内部氧化一热分解反应激烈，产生大量气体而导致形成反应析出型气孔的机率增加；当浇注温度较低时，由于铁水粘度大，流动性下降，渣气难以逸出并依附于各种熔渣形核长大，故渣气孔为皮下气孔的主要表现形式.同时，在铁水温度较低的条件下，反应析出型气孔和微观侵人型气孔出现的概率也比较大.

可见铁水温度是出现皮下气孔的一个极为重要的工艺因素.以上分析结果与球铁生产实际基本吻合.

表4是故障树定量分析的部分结果，即顶事件发生概率和模式可靠度.

从表4中的模式可靠度可以看出，在较高温度条件下反应析出型气孔的模式可靠度和在较低温度下，渣气孔的模式可靠度均与各自的分割总树相近，从而又表明，铁水温度过高时，反应析出气孔是皮下气孔的主要表现形式，铁水温度较低时，渣气孔是皮下气孔的主要表现形式，与定性分析结果一致.

本研究还计算了分割总树D10，D20及各自的分树的关键重要度.其结果表明，各基本事件关键重要度的大小顺序有较太的差别.这说明温度条件将明显改变基本事件对皮下气孔的影响程度，使皮下气孔的表现形式发生变化，从而进一步证实，不同的浇注温度，球铁的皮下气孔有不同的形成模式.

可见，在球铁皮下气孔缺陷分析中应用FTA技术，不仅可以较准确地找到该缺陷的各种失效模式，还可以比较客观地揭示出不同的铁水温度下皮下气孔形成模式发生变化的规律性.为进一步研究球铁皮下气孔形成机理提供一种有效方法.

四、结语

作者在FTA基础理论研究的基础上，已将FTA技术应用于铸造车间的设备设计、皮带输送机的故障分析、机械控制系统的故障分析和高台金材料的研制中，均取得满意的效果。

1)在铸造生产中，尤其在各种铸件缺陷分析、工艺设计改进、设备及控制系统的故障诊断和维修以及生产管理的改善等方面成功的应用了FTA技术.

2)FTA应用于铸造，可以帮助铸造技术人员拓宽和明晰解决技术问题的思路，获得新的启示和理论.

3)FTA简单易行，这一套新的生产管理及缺陷分析方法在铸造领域广泛应用，将带来较大的经济效益和社会效益.

故障树分析法的优缺点

1.故障树分析法的优点

（1）事故树的果因关系清晰、形象。对导致事故的各种原因及逻辑关系能做出全面、简洁、形象地描述，从而使有关人员了解和掌握安全控制的要点和措施。

（2）根据各基本事件发生故障的频率数据，确定各基本事件对导致事故发生的影响程度——结构重要度。

（3）既可进行定性分析，又可进行定量分析和系统评价。通过定性分析，确定各基本事件对事故影响的大小，从而可确定对各基本事件进行安全控制所应采取措施的优先顺序，为制定科学、合理的安全控制措施提供基

本的依据。通过定量分析，依据各基本事件发生的概率，计算出顶上事件（事故）发生的概率，为实现系统的最佳安全控制目标提供一个具体量的概念，有助于其它各项指标的量化处理。

2.故障树分析法的缺点

（1）FTA分析事故原因是强项，但应用于原因导致事故发生的可能性推测是弱项。

（2）FTA分析是针对一个特定事故作分析，而不是针对一个过程或设备系统作分析，因此具有局部性。

（3）要求分析人员必须非常熟悉所分析的对象系统，能准确和熟练地应用分析方法。往往会出现不同分析人员编制的事故树和分析结果不同的现象。

（4）对于复杂系统，编制事故树的步骤较多，编制的事故树也较为庞大，计算也较为复杂，给进行定性、定量分析带来困难。

（5）要对系统进行定量分析，必须事先确定所有各基本事件发生的概率，否则无法进行定量分析。

故障树分析法的应用范围

（1）在事故树分析中顶上事件可以是已经发生的事故，也可以是预想的事故。通过分析找出事故原因，采取相应的对策加以控制，从而可以起到事故预防的作用。

（2）查明系统内固有的或潜在的各种危险因素，为安全设计、制定安全技术措施和安全管理提供科学、合理的依据。

故障树分析法的案例分析

案例一：故障树分析法在化学生产上的应用

化工生产常处于易燃、易爆、有毒的生产环境中，经常会引发各类事故。[3]拟建的亚洲首家甲醇羰基化合成醋酐生产即属此类。应用FTA对其进行分析，目的在于找出事故发生的基本原因事件，以便对甲醇羰基化生产醋酐采取安全措施和加强安全监控。

1.甲醇羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸事故树的编制

拟建的醋酐合成单元处于易燃、易爆、有毒的生产环境中，而且该单元的羰基化合成反应釜又是醋酐合成的核心设备。[3]与此同时，又鉴于此生产过程在亚洲属新工艺，尚无生产经验，故拟选用“甲醇羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸”作为顶上事件%。

甲醇羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸事故树编制的基本步骤如下：

（1）确定分析对象（顶上事件）

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