風(fēng)險(xiǎn)分析方法

.風(fēng)險(xiǎn)分析方法1 . 故障樹分析（FTA）故障樹分析（FTA）是風(fēng)險(xiǎn)分析的一種方法，可進(jìn)行定量和定性的分析。這里僅就FTA方法簡(jiǎn)單作以介紹，讀者可由GJB/Z 768A98故障樹分析指南（參考文獻(xiàn) 3）中了解更詳細(xì)的資料。 11 FTA中使用的符號(hào)故障樹是一種特殊的倒立樹狀邏輯因果關(guān)系圖，用表示事件的符號(hào)、邏輯門符號(hào)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”。（1）表示事件的符號(hào)主要有（見圖4）：l 底事件（導(dǎo)致其他事件的原因事件）包括“基本事件”（無(wú)須探明其發(fā)生原因的底事件）及“未探明事件”（暫時(shí)不必或不能探明其原因的底事件）l 結(jié)果事件（由其它事件或事件組合所導(dǎo)致的事件），包括“頂事件”（所關(guān)心的最后結(jié)果事件）及“中間事件”（位于底事件和頂事件之間的結(jié)果事件，它既是某個(gè)邏輯門的輸出事件，同時(shí)又是別的邏輯門的輸入事件）此外還有開關(guān)事件、條件事件等特殊事件符號(hào)。 底事件 結(jié)果事件 基本事件符號(hào) 未探明事件符號(hào) 頂事件符號(hào) 中間事件符號(hào) 圖4 幾個(gè)主要表示事件的符號(hào)（2） 邏輯門符號(hào)：在FTA中邏輯門只描述事件間的因果關(guān)系。與門、或門和非門是三個(gè)基本門，其它的邏輯門如“表決門”、“異或門”、“禁門”等為特殊門。 12 FTA的步驟（1） 建造故障樹 將擬分析的重大風(fēng)險(xiǎn)事件作為“頂事件”，“頂事件”的發(fā)生是由于若干“中間事件”的邏輯組合所導(dǎo)致，“中間事件”又是由各個(gè)“底事件”邏輯組合所導(dǎo)致。這樣自上而下的按層次的進(jìn)行因果邏輯分析，逐層找出風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的必要而充分的所有原因和原因組合，構(gòu)成了一個(gè)倒立的樹狀的邏輯因果關(guān)系圖。例如，對(duì)上述飛機(jī)例中的機(jī)翼重量這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)事件進(jìn)行分析：“重量”為頂事件，可能使飛機(jī)的速度達(dá)不到預(yù)期的要求；造成超重的原因可能是“材料”的問(wèn)題，或“設(shè)計(jì)”未滿足重量的預(yù)期值的要求；造成“設(shè)計(jì)”問(wèn)題的原因（假設(shè)）是設(shè)計(jì)“人員”只注意靠增加發(fā)動(dòng)機(jī)的能力來(lái)提高速度，未考慮重量的影響，而同時(shí)也未按設(shè)計(jì)控制“程序”的要求進(jìn)行認(rèn)真的評(píng)審、未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題?！霸O(shè)計(jì)”即為中間事件，而“人員”、“程序”及“材料”即為底事件。根據(jù)邏輯關(guān)系畫出故障樹如圖5 重量 T + += X1 材料 設(shè)計(jì) M .X3X2 人員 程序 圖5 故障樹（示例） 則 事件 T = X1 M = X1 （X2X 3） 符號(hào) “ ” 表示 邏輯“或” ；“”表示邏輯“與” 這只是建造故障樹的一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，實(shí)際情況要復(fù)雜得多。除用人工演繹建造故障樹外還可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)建樹。人工建造故障樹的基本規(guī)則如下：l 明確建樹的邊界條件，確定簡(jiǎn)化系統(tǒng)圖l 頂事件應(yīng)嚴(yán)格定義l 故障樹演繹過(guò)程首先尋找的是直接原因而不是基本原因事件l 應(yīng)從上而下逐級(jí)建樹l 建樹時(shí)不允許邏輯門邏輯門直接相連l 妥善處理共因事件（2） 對(duì)故障樹進(jìn)行規(guī)范化、簡(jiǎn)化和模塊分解a）將建造好的故障樹簡(jiǎn)化變成規(guī)范化故障樹，“規(guī)范化故障樹”是僅含底事件、結(jié)果事件及“與”、“或”、“非”三種邏輯門的故障樹。故障樹的規(guī)范化的基本規(guī)則為：l 按規(guī)則處理未探明事件、開關(guān)事件、條件事件等特殊事件l 保持輸出事件不變、按規(guī)則將特殊門等效轉(zhuǎn)換為“與”、“或”、“非”門b) 按集合運(yùn)算規(guī)則（結(jié)合律、分配律、吸收律、冪等律、互補(bǔ)律）去掉多余事件和多余的邏輯門。c) 將已規(guī)范化的故障樹分解為若干模塊，每個(gè)模塊構(gòu)成一個(gè)模塊子樹，對(duì)每個(gè)模塊子樹用一個(gè)等效的虛設(shè)的底事件來(lái)代替，使原故障樹的規(guī)模減少?？蓡为?dú)對(duì)每個(gè)模塊子樹進(jìn)行定性分析和定量分析。然后，可根據(jù)實(shí)際需要，將頂事件與各模塊之間的關(guān)系轉(zhuǎn)換為頂事件和底事件之間的關(guān)系。（3）求故障樹的最小割集，進(jìn)行定性分析“割集”指的是故障樹中一些底事件的集合，當(dāng)這些底事件同時(shí)發(fā)生時(shí)頂事件必然發(fā)生。若在某個(gè)割集中將所含的底事件任意去掉一個(gè)，余下的底事件構(gòu)不成割集了（不能使頂事件必然發(fā)生），則這樣的割集就是“最小割集”。最小割集是底事件的數(shù)目不能再減少的割集，一個(gè)最小割集代表引起故障樹頂事件發(fā)生的一種故障模式。a）求最小割集求最小割集的方法有“下行法” 和“上行法”：l 下行法的特點(diǎn)是根據(jù)故障樹的實(shí)際結(jié)構(gòu)，從頂事件開始，逐級(jí)向下尋查，找出割集。規(guī)定在下行過(guò)程中，順次將邏輯門的輸出事件置換為輸入事件。遇到與門就將其輸入事件排在同一行（布爾積），遇到或門就將其輸入事件各自排成一行（布爾和），直到全部換成底事件為止。這樣得到的割集再兩兩比較，劃去那些非最小割集，剩下的即為故障樹的全部最小割集。l 上行法是從底事件開始，自下而上逐步地進(jìn)行事件集合運(yùn)算，將或門輸出事件表示為輸入事件的布爾和，將與門輸出事件表示為輸入事件的布爾積。這樣向上層層代入，在逐步代入過(guò)程中或者最后，按照布爾代數(shù)吸收律和等冪律來(lái)化簡(jiǎn)，將頂事件表示成底事件積之和的最簡(jiǎn)式。其中每一積項(xiàng)對(duì)應(yīng)于故障樹的一個(gè)最小割集，全部積項(xiàng)即是故障樹的所有最小割集。b）定性分析：找出故障樹的所有最小割集后，按每個(gè)最小割集所含底事件數(shù)目（階數(shù)）排序，在各底事件發(fā)生概率都比較小，差別不大的條件下：l 階數(shù)越少的最小割集越重要l 在階數(shù)少的最小割集里出現(xiàn)的底事件比在階數(shù)多的最小割集里出現(xiàn)的底事件重要l 在階數(shù)相同的最小割集中，在不同的最小割集里重復(fù)出現(xiàn)次數(shù)越多的底事件越重要。 例如，一個(gè)故障樹有4個(gè)最小割集： X1， X2，X 5 ， X3，X 5， X2 ，X3 ，X4 底事件X1 最重要，X 5 比X2 、X3 重要，X 4 最不重要； 底事件的重要程度依次為X1 ，X 5 ， X2 或X3 ，X 4 。在數(shù)據(jù)不足的情況下，進(jìn)行上述的定性比較，找出了頂事件（風(fēng)險(xiǎn)事件）的主要致因，定性的比較結(jié)果可指示改進(jìn)系統(tǒng)的方向 。 （4）定量分析：在掌握了足夠數(shù)據(jù)的情況下，可進(jìn)行定量的分析。a）頂事件發(fā)生概率（失效概率）的計(jì)算 在掌握了“底事件”的發(fā)生概率的情況下，就可以通過(guò)邏輯關(guān)系最終得到“頂事件”即所分析的重大風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生概率，用Pf表示，又稱為“失效概率”。故障樹頂事件T發(fā)生概率是各個(gè)底事件發(fā)生概率的函數(shù)，即 Pf（T）= Q（q1 , q2 ,， qn） （式1） 工程上往往沒有必要精確計(jì)算，采用近似的計(jì)算方法一般可滿足工程上的要求。例如，當(dāng)各個(gè)最小割集中相同的底事件較少且發(fā)生概率較低時(shí)，可以假設(shè)各個(gè)最小割集之間相互獨(dú)立，各個(gè)最小割集發(fā)生（或不發(fā)生）互不相關(guān)，則頂事件的發(fā)生概率： rPf（T）= 1 P 1 P（Ki） （式2） i=1式中 r 為最小割集數(shù) 在飛機(jī)重量風(fēng)險(xiǎn)事件的例子中，假設(shè)底事件X1，X2，X 3 的發(fā)生概率分別是q1 , q2 及 q3 ，頂事件T的發(fā)生概率Pf 為 ： Pf = 1 （1 q1 ）（1 q2 q3） （式3） b）重要度的計(jì)算故障樹中各底事件并非同等重要，工程實(shí)踐表明，系統(tǒng)中各部件所處的位置、承擔(dān)的功能并不是同等重要的，因此引入“重要度”的概念，以標(biāo)明某個(gè)部件（底事件）對(duì)頂事件（風(fēng)險(xiǎn)）發(fā)生概率的影響大小，這對(duì)改進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制定應(yīng)付風(fēng)險(xiǎn)策略是十分有利的。對(duì)于不同的對(duì)象和要求，應(yīng)采用不同的重要度。比較常用的有四種重要度，即：結(jié)構(gòu)重要度、概率重要度、相對(duì)概率重要度及相關(guān)割集重要度。各自的定義及計(jì)算公式見參考文獻(xiàn)3。l 底事件結(jié)構(gòu)重要度從故障樹結(jié)構(gòu)的角度反映了各底事件在故障樹中的重要程度l 底事件概率重要度表示該底事件發(fā)生概率的微小變化而導(dǎo)致頂事件發(fā)生概率的變化率l 底事件的相對(duì)概率重要度表示該底事件發(fā)生概率微小的相對(duì)變化而導(dǎo)致頂事件發(fā)生概率的相對(duì)變化率l 底事件的相對(duì)割集重要度表示包含該底事件的所有最小割集中至少有一個(gè)發(fā)生的概率與頂事件發(fā)生概率之比 定量的分析方法需要知道各個(gè)底事件的發(fā)生概率，當(dāng)工程實(shí)際能給出大部分底事件的發(fā)生概率的數(shù)據(jù)時(shí)，可參照類似情況對(duì)少數(shù)缺乏數(shù)據(jù)的底事件給出估計(jì)值；若相當(dāng)多的底事件缺乏數(shù)據(jù)且又不能給出恰當(dāng)?shù)墓烙?jì)值，則不適宜進(jìn)行定量的分析，只進(jìn)行定性的分析。2 故障模式影響及危害性分析（FMECA） 故障模式即故障表現(xiàn)的形式，例如短路、斷路（開路）、斷裂等。 故障模式影響及危害性分析（FMECA）是確定系統(tǒng)所有可能的故障，根據(jù)對(duì)每一個(gè)故障模式的分析，確定每一個(gè)故障對(duì)系統(tǒng)工作的影響，找出單點(diǎn)故障，并按故障模式的嚴(yán)酷度及其發(fā)生概率確定其危害性。FMECA分兩個(gè)步驟完成，即：l 故障模式及影響分析（FMEA）l 危害性分析（CA） 21 FMECA使用的幾個(gè)術(shù)語(yǔ) （1）約定層次根據(jù)分析的需要，按產(chǎn)品的相對(duì)復(fù)雜程度或功能關(guān)系劃分產(chǎn)品層次，這些層次從比較復(fù)雜的（系統(tǒng)）到比較簡(jiǎn)單的（零件）進(jìn)行劃分。l 初始約定層次：要進(jìn)行FMECA總的、完整的產(chǎn)品所在的層次。l 其它約定層次：相繼的約定層次（第二、第三、第四等），這些層次表明了直至較簡(jiǎn)單的組成部分的有順序的系列。（2）嚴(yán)酷度 嚴(yán)酷度是故障模式所產(chǎn)生后果的嚴(yán)重程度。嚴(yán)酷度應(yīng)考慮到故障造成的最壞的潛在后果，并應(yīng)根據(jù)最終可能出現(xiàn)的人員傷亡、系統(tǒng)損壞和經(jīng)濟(jì)損失的程度來(lái)確定。 嚴(yán)酷度的分類l 類（災(zāi)難的） 這是一種會(huì)引起人員死亡或系統(tǒng)（如飛機(jī)、坦克、導(dǎo)彈及船舶等）毀壞的故障l 類（致命的）這種故障會(huì)引起人員的嚴(yán)重傷害、重大經(jīng)濟(jì)損失或?qū)е氯蝿?wù)失敗的系統(tǒng)嚴(yán)重?fù)p壞l 類（臨界的）這種故障會(huì)引起人員的輕度傷害、一定的經(jīng)濟(jì)損失或?qū)е氯蝿?wù)延誤或降級(jí)的系統(tǒng)輕度損壞l 類（輕度的）這是一種不足以導(dǎo)致人員傷害、一定的經(jīng)濟(jì)損失或系統(tǒng)損壞的故障，但它會(huì)導(dǎo)致非計(jì)劃性維護(hù)或修理（1） 危害性危害性是對(duì)某種故障模式的后果及其發(fā)生概率的綜合度量?？蛇M(jìn)行定性的分析，相關(guān)數(shù)據(jù)具備的情況下可定量分析。 22 故障模式及影響分析（FMEA）進(jìn)行FMEA的目的是為了分析產(chǎn)品故障對(duì)系統(tǒng)工作所產(chǎn)生的后果，并將每一故障按其嚴(yán)酷度分類，通過(guò)FMEA來(lái)確定那些高風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品及改進(jìn)措施。22 . 1 FMEA的方法有兩種FMEA的方法：硬件法及功能法l 硬件法：根據(jù)產(chǎn)品的功能對(duì)每個(gè)故障模式進(jìn)行評(píng)價(jià)，用表格列出各個(gè)產(chǎn)品，并對(duì)可能發(fā)生的故障模式及其影響進(jìn)行分析。當(dāng)產(chǎn)品可按設(shè)計(jì)圖紙及其它工程設(shè)計(jì)資料明確確定時(shí)，一般采用硬件法。這種方法適用于從零件級(jí)開始分析再擴(kuò)展到系統(tǒng)級(jí)，即自下而上進(jìn)行分析。l 功能法：這種方法認(rèn)為每個(gè)產(chǎn)品可以完成若干功能，而功能可以按輸出分類。將輸出一一列出，并對(duì)它們的故障模式進(jìn)行分析。當(dāng)產(chǎn)品構(gòu)成尚不能明確確定時(shí)（例如，在產(chǎn)品研制的初期，尚得不到詳細(xì)的產(chǎn)品原理圖、部件清單及產(chǎn)品裝配圖），或當(dāng)產(chǎn)品的復(fù)雜程度要求從初始約定層次開始向下分析，即自上而下分析時(shí)，一般采用功能法。22 . 2 FMEA的步驟 FMEA一般按下列步驟進(jìn)行（詳細(xì)說(shuō)明請(qǐng)見參考文獻(xiàn)4 GJB 1391 92故障模式影響及危害性分析程序）：（1）定義被分析的系統(tǒng)（包括系統(tǒng)的每項(xiàng)任務(wù)、每一任務(wù)階段及每一種工作方式相對(duì)應(yīng)的功能的詳細(xì)說(shuō)明、內(nèi)部和外部接口、各約定層次的預(yù)期性能、系統(tǒng)限制及故障判據(jù)的說(shuō)明）； （2）繪制功能和可靠性方框圖；（3）確定產(chǎn)品及接口設(shè)備所有潛在故障模式，并確定其對(duì)相關(guān)功能或產(chǎn)品的影響，以及對(duì)系統(tǒng)和所需完成任務(wù)的影響；（4）按最壞的潛在后果評(píng)估每一故障模式，確定其嚴(yán)酷度類別；（5）為每一故障模式確定檢測(cè)方法和補(bǔ)償措施；（6）確定為排除故障或控制風(fēng)險(xiǎn)所需的設(shè)計(jì)更改或其它措施；（7）記錄分析結(jié)果。223 FMEA表格 采取FMEA表格，從約定層次（例如零部件）開始逐級(jí)向上分析故障造成的影響。表格中各欄目應(yīng)填寫的內(nèi)容如下： 第一欄（代碼）：填寫被分析產(chǎn)品的代碼。 第二欄（產(chǎn)品或功能標(biāo)志）：被分析產(chǎn)品的功能名稱，原理圖上的符號(hào)或設(shè)計(jì)圖紙的編號(hào)。 第三欄（功能）：需完成的功能，包括零部件的功能及與接口設(shè)備的關(guān)系。 第四欄（故障模式）：在約定層次中所有可預(yù)測(cè)的故障模式，如：l 提前運(yùn)行l(wèi) 在規(guī)定的應(yīng)工作時(shí)刻不工作l 間斷地工作l 在規(guī)定的不應(yīng)工作的時(shí)刻工作l 工作中輸出消失或故障l 輸出或工作能力下降l 在系統(tǒng)特性及工作要求或限制條件方面的其它故障狀態(tài) 第五欄（故障原因）：包括導(dǎo)致故障的物理或化學(xué)過(guò)程、設(shè)計(jì)缺陷、零件使用不當(dāng)?shù)雀鞣N原因。 第六欄（任務(wù)階段與工作方式）：說(shuō)明發(fā)生故障的任務(wù)階段與工作方式。 第七欄（故障影響）：評(píng)價(jià)每一故障模式對(duì)局部的（對(duì)當(dāng)前分析的約定層次的產(chǎn)品的使用、功能或狀態(tài)的影響）、高一層次的和最終的影響。 第八欄（故障檢測(cè)方法）：記入檢測(cè)故障模式的方法。 第九欄（補(bǔ)償措施）：指出消除或減輕故障影響的補(bǔ)償措施。 第十欄（嚴(yán)酷度類別）：根據(jù)故障影響確定每一故障模式的嚴(yán)酷度類別。對(duì)運(yùn)載火箭助推器捆綁結(jié)構(gòu)前聯(lián)接桿的故障模式影響的分析示例見表2，這里給出的FMEA表格只是其中的一部分，詳細(xì)的FMEA表格請(qǐng)參見文獻(xiàn) 5。 表2 FMEA表格示例 （部分故障模式的示例）初始約定層次 ：運(yùn)載火箭 約定層次：捆綁結(jié)構(gòu) 代碼產(chǎn)品或功能標(biāo)志功能故障模式故障原因任務(wù)階段 與工作方式 故障影響故障檢測(cè)方法補(bǔ)償措施嚴(yán)酷度類別局部影響高一層次影響最終影響23110前聯(lián)接桿（CBEO10）保證助推器與芯級(jí)聯(lián)接 ， 傳遞助推器的推力；分離時(shí)保證助推器與芯級(jí)及時(shí)脫開聯(lián)桿斷裂材料嚴(yán)重缺陷強(qiáng)度不合格起飛階段 聯(lián)桿 斷裂助推器與芯級(jí)聯(lián)結(jié)失效運(yùn)載火箭發(fā)射失效目視檢查儀器測(cè)試設(shè)計(jì)留有安全系數(shù)嚴(yán)格材料強(qiáng)度檢查類災(zāi)難的聯(lián)桿松動(dòng)聯(lián)接螺母松動(dòng)鎖緊不起作用發(fā)射飛行階段聯(lián)接桿松動(dòng)助推器有輕微擾動(dòng)運(yùn)載火箭有輕微擾動(dòng)目視檢查儀器測(cè)試設(shè)計(jì)上采取防松動(dòng)措施類輕度的接到分離信號(hào)聯(lián)桿未及時(shí)斷開爆炸螺栓未炸開推進(jìn)器與芯級(jí)分離階段接到分離信號(hào)聯(lián)桿未及時(shí)斷開影響助推器與芯級(jí)正常分離影響將有效載荷送入預(yù)定軌道目視檢查儀器測(cè)試設(shè)計(jì)上采取冗余措施（每個(gè)聯(lián)桿2個(gè)爆炸螺栓）類致命的聯(lián)桿提前炸開分離筒因靜電或雷擊誤炸飛行階段聯(lián)桿誤炸助推器失去前聯(lián)桿，推力不能正常傳遞影響火箭飛行任務(wù)的完成測(cè)試與試驗(yàn)設(shè)計(jì)上采取全箭的防雷擊防靜電措施類致命的23 危害性分析（CA） 危害性分析的目的是按每一故障模式的嚴(yán)酷度類別及故障模式的發(fā)生概率所產(chǎn)生的綜合影響對(duì)其劃等分級(jí)，以便全面地評(píng)價(jià)各種故障模式的影響?？梢?，危害性分析是對(duì)FMEA的補(bǔ)充和擴(kuò)展，是在進(jìn)行FMEA的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行的，總的分析過(guò)程即為故障模式影響及危害性分析（FMECA）。 危害性分析有定性分析和定量分析兩種方法，選擇哪種方法應(yīng)根據(jù)具體情況決定。在不能獲得產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)數(shù)據(jù)或故障率數(shù)據(jù)的情況下，應(yīng)選擇定性的分析方法。進(jìn)行定量分析時(shí)所用的故障率數(shù)據(jù)源應(yīng)與其他可靠性分析時(shí)所用的數(shù)據(jù)源相同。（1）危害性的定性分析 定性分析的方法是對(duì)FMEA中確定的各故障模式發(fā)生的概率進(jìn)行評(píng)價(jià)，將故障模式發(fā)生概率按一定規(guī)定分成不同的等級(jí)：l A 級(jí)（經(jīng)常發(fā)生）在產(chǎn)品工作期間內(nèi)某一故障模式的發(fā)生概率大于產(chǎn)品在該期間內(nèi)總的故障概率的20%l B級(jí)（有時(shí)發(fā)生）在產(chǎn)品工作期間內(nèi)某一故障模式的發(fā)生概率大于產(chǎn)品在該期間內(nèi)總的故障概率的10%，但小于20%l C級(jí)（偶然發(fā)生）在產(chǎn)品工作期間內(nèi)某一故障模式的發(fā)生概率大于產(chǎn)品在該期間內(nèi)總的故障概率的1%，但小于10%l D級(jí)（很少發(fā)生）在產(chǎn)品工作期間內(nèi)某一故障模式的發(fā)生概率大于產(chǎn)品在該期間內(nèi)總的故障概率的0.1%，但小于1%l E級(jí)（極少發(fā)生）在產(chǎn)品工作期間內(nèi)某一故障模式的發(fā)生概率小于產(chǎn)品在該期間內(nèi)總的故障概率的0.1% （2）危害性分析表格（參見文獻(xiàn)4） 危害性分析表格的前七個(gè)欄目的內(nèi)容與FMEA表格相同。 第八欄（故障概率或故障數(shù)據(jù)源）：當(dāng)進(jìn)行定性分析時(shí)，將對(duì)該故障模式發(fā)生概率評(píng)定的等級(jí)填入即可，不再填寫表格的其余欄目而直接繪制危害性矩陣。（定性分析時(shí)也可在FMEA表格的最右側(cè)加一列欄目，填寫評(píng)定的該 “故障模式發(fā)生概率等級(jí)”而不必另繪危害性分析表格）。 第九欄（故障率lp）：lp可通過(guò)可靠性預(yù)計(jì)得到。第十欄（故障模式頻數(shù)比dj）：dj 表示產(chǎn)品以故障模式j(luò)發(fā)生故障的百分比。第十一欄（故障影響概率 bj）：bj 是產(chǎn)品以故障模式j(luò) 發(fā)生故障而導(dǎo)致系統(tǒng)任務(wù)喪失的條件概率。第十二欄（工作時(shí)間t）：以產(chǎn)品每次任務(wù)的工作小時(shí)數(shù)或工作循環(huán)次數(shù)表示。第十三欄（故障模式危害度Cmj）：Cmj 是產(chǎn)品危害度的一部分，是產(chǎn)品的第j 個(gè)故障模式的危害度： Cmj = lp * dj * bj * t （式4） 第十四欄（產(chǎn)品危害度Cr）：Cr 是該產(chǎn)品在某一特定的嚴(yán)酷度類別下的各故障模式危害度的總和： n nCr = S Cmj = S lp * dj * bj * t （式5） j=1 j=1 式中n 為該產(chǎn)品在相應(yīng)嚴(yán)酷度類別下的故障模式數(shù)（3）危害性矩陣 危害性矩陣用來(lái)確定和比較每一故障模式的危害程度，進(jìn)而為確定改進(jìn)措施或進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)處理的先后順序（排序）提供依據(jù)。 矩陣圖的橫坐標(biāo)用嚴(yán)酷度表示，縱坐標(biāo)用產(chǎn)品危害度Cr或故障模式發(fā)生概率等級(jí)表示（如圖6）。將各故障模式的嚴(yán)酷度類別及故障模式發(fā)生概率或產(chǎn)品的危害度標(biāo)在矩陣的相應(yīng)位置，從原點(diǎn)開始，所記錄的故障模式分布點(diǎn)沿著對(duì)角線方向距離原點(diǎn)越遠(yuǎn)，其危害性越大，即風(fēng)險(xiǎn)越大，越需要采取措施應(yīng)對(duì)。 故障模式發(fā) 生概率等級(jí) 危害性增大 A 危 B 害 C 度 D （ Cr） E 嚴(yán)酷度類別 圖6 危害性矩陣示例3 建模和仿真 模型是利用物理學(xué)、數(shù)學(xué)或邏輯學(xué)的方法對(duì)系統(tǒng)實(shí)體、現(xiàn)象或過(guò)程進(jìn)行的描述。仿真使模型栩栩如生，并顯示具體客體或現(xiàn)象的表現(xiàn)或行為。建模和仿真能夠虛擬地復(fù)制產(chǎn)品和過(guò)程，并能在較容易地獲得和易于操作的真實(shí)環(huán)境中模仿這些產(chǎn)品或過(guò)程，采用建模和仿真能夠發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)或過(guò)程存在的問(wèn)題，能降低產(chǎn)品壽命期內(nèi)各種活動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)和費(fèi)用、加快進(jìn)度，可作為分析風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的有力手段，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，建模和仿真得到更加廣泛的應(yīng)用。仿真分為三類：l 虛擬仿真：從物理學(xué)和電子學(xué)兩方面來(lái)模仿系統(tǒng)。l 結(jié)構(gòu)仿真：模仿系統(tǒng)及其應(yīng)用，包括計(jì)算機(jī)模型、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)工程（CASE）等。l 實(shí)況仿真：利用真實(shí)的人員在真實(shí)的環(huán)境下模擬真實(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行程序，使系統(tǒng)經(jīng)受一種場(chǎng)景的某些條件和環(huán)境與真實(shí)的勢(shì)態(tài)和環(huán)境極其相似，以便發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。4 . 可靠性預(yù)計(jì) 可靠性預(yù)計(jì)是進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。可靠性預(yù)計(jì)是根據(jù)組成系統(tǒng)的元件、組件、分系統(tǒng)的可靠性來(lái)推測(cè)系統(tǒng)的可靠性。這是一個(gè)從小到大、自下而上的綜合過(guò)程。可將預(yù)計(jì)的結(jié)果與要求的可靠性的指標(biāo)相比較，審查設(shè)計(jì)能否達(dá)到目標(biāo)的要求，比較不同的設(shè)計(jì)方案，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié)，為設(shè)計(jì)決策、改進(jìn)設(shè)計(jì)、進(jìn)行可靠性試驗(yàn)的方案設(shè)計(jì)提供依據(jù)?？煽啃灶A(yù)計(jì)也可作為風(fēng)險(xiǎn)分析的一種方法，找出須重點(diǎn)關(guān)注的單元和環(huán)節(jié)并確定其影響程度，作為進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)處理的依據(jù)。可靠性預(yù)計(jì)的方法有：（參考文獻(xiàn)5）l 性能參數(shù)法：根據(jù)所統(tǒng)計(jì)的大量相似系統(tǒng)的性能參數(shù)與可靠性的關(guān)系，預(yù)計(jì)初步確定了性能及結(jié)構(gòu)參數(shù)的新系統(tǒng)的可靠性。l 相似產(chǎn)品法：利用成熟的相似產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)（來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)使用評(píng)價(jià)或試驗(yàn)結(jié)果）來(lái)估計(jì)新產(chǎn)品的可靠性。l 故障率預(yù)計(jì)法：對(duì)已有了產(chǎn)品原理圖和結(jié)構(gòu)圖，選出了元部件，已知其類型、數(shù)量、環(huán)境及使用應(yīng)力，且可得到有關(guān)故障率的數(shù)據(jù)時(shí)，采用故障率預(yù)計(jì)法。l 專家評(píng)分法：依靠有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員，按照復(fù)雜度、技術(shù)水平、工作時(shí)間、環(huán)境條件等因素對(duì)系統(tǒng)中的各單元進(jìn)行評(píng)分，由已知的某產(chǎn)品單元故障率及相對(duì)的評(píng)分系數(shù)，計(jì)算出其余各單元的故障率。 35 關(guān)聯(lián)圖 關(guān)聯(lián)圖是用于分析事物因果關(guān)系的圖，它是把幾個(gè)問(wèn)題和涉及這些問(wèn)題的關(guān)系極為復(fù)雜的因素之間的因果關(guān)系用箭頭連接起來(lái)形成的圖，所關(guān)注的“問(wèn)題”及相關(guān)的“原因”用 及 圈起來(lái)。 關(guān)聯(lián)圖的型式比較靈活，例如，把應(yīng)解決的問(wèn)題安排在中央位置，從和它們最直接的原因開始（放在離“問(wèn)題”最近的位置），將有關(guān)的因素各按因果關(guān)系排列在周圍，形成一個(gè)“中央集中型”的關(guān)聯(lián)圖（圖7a）；把應(yīng)解決的問(wèn)題安排在右（或左）側(cè)，按各因素的因果關(guān)系盡量從右向左（或從左向右）排列，形成一個(gè)“單向匯集型關(guān)聯(lián)圖”（圖7b）。 1 原因 2 原因 問(wèn)題212 問(wèn)題 （a）中央集中型關(guān)聯(lián)圖 （b ） 單向匯集型關(guān)聯(lián)圖 圖7 關(guān)聯(lián)圖示例 應(yīng)用關(guān)聯(lián)圖的步驟：（1）確定待分析的問(wèn)題，提出與此問(wèn)題有關(guān)的所有因素（2）用靈活的語(yǔ)言簡(jiǎn)明扼要地表示各主要因素（3）用箭頭把因果關(guān)系有邏輯地表示出來(lái) （4）根據(jù)圖形縱觀和掌握全局，分析重要影響因