1、會計學1車輛可靠性車輛可靠性-第第4章故障章故障(gzhng)與故障與故障(gzhng)樹分析樹分析第一頁，共27頁。41 故障的概念故障的概念4.1.1故障與失效的區別故障與失效的區別 在通常情況下，在通常情況下，“失效失效”針對不可修產品，針對不可修產品，而而 “故障故障”則針對可維修產品。汽車屬于則針對可維修產品。汽車屬于可維修產品，所以更多地使用可維修產品，所以更多地使用“故障故障”這這一術語。一術語。 （在可靠性研究中，故障和失效這兩（在可靠性研究中，故障和失效這兩個術語常常個術語常常(chngchng)混用。產品在混用。產品在規定的條件下，喪失規定的功能，就稱規定的條件下，喪失規定

2、的功能，就稱為失效。一般地講，對可修復產品的失為失效。一般地講，對可修復產品的失效，通常也稱故障。在一定意義上說，效，通常也稱故障。在一定意義上說，失效與故障，具有同等概念，都指喪失失效與故障，具有同等概念，都指喪失規定功能，等待修復或報廢。規定功能，等待修復或報廢。)第1頁/共27頁第二頁，共27頁。4.1.2故障的定義故障的定義 產品在規定的條件下，不能完成規定功產品在規定的條件下，不能完成規定功能的現象，稱為故障。故障的表現形式被能的現象，稱為故障。故障的表現形式被稱為故障模式。稱為故障模式。 汽車故障的發生汽車故障的發生(fshng)不但同使用環不但同使用環境和汽車本身的原因有關，同也

3、與使用者境和汽車本身的原因有關，同也與使用者能否正確地操作汽車有關。能否正確地操作汽車有關。 由汽車本身的毛病而引起的故障，稱為由汽車本身的毛病而引起的故障，稱為本質故障本質故障; 由操作者失誤而引起的故障，稱誤用故由操作者失誤而引起的故障，稱誤用故障。障。 在汽車質量考核評定中，僅考核本質故在汽車質量考核評定中，僅考核本質故障。障。 第2頁/共27頁第三頁，共27頁。故障的定義故障的定義 從汽車從汽車(qch)故障發生的原因或后果來描述，可分為一次故故障發生的原因或后果來描述，可分為一次故障或初次故障和二次故障等。障或初次故障和二次故障等。 把最初發生的故障稱為一次故障，把由此導致發生的相關

4、部把最初發生的故障稱為一次故障，把由此導致發生的相關部分或上一級系統的故障稱為二次故障。分或上一級系統的故障稱為二次故障。 描述故障模式時原則上說的是一次故障，而將二次故障作為描述故障模式時原則上說的是一次故障，而將二次故障作為該一次故障的后果。該一次故障的后果。 但當二次故障或更高次故障不可避免時，可以用二次故障或但當二次故障或更高次故障不可避免時，可以用二次故障或更高的故障模式來描述，而將一次故障視為故障的原因。更高的故障模式來描述，而將一次故障視為故障的原因。 第3頁/共27頁第四頁，共27頁。4.2汽車故障汽車故障 (失效失效)的危害的危害故障對用戶的危害故障對用戶的危害: 影響載客或

5、運輸任務的完成。造成人身傷亡影響載客或運輸任務的完成。造成人身傷亡事故。損毀車輛事故。損毀車輛(chling)。維修費用損失。維修費用損失。使用戶產生厭煩、埋怨和不愉快心理。使用戶產生厭煩、埋怨和不愉快心理。故障對社會的危害故障對社會的危害: 造成社會不良影響，對公務用車還會造成政治造成社會不良影響，對公務用車還會造成政治影響。對客運或貨運企業，因故障而停駛，不僅影響。對客運或貨運企業，因故障而停駛，不僅影響服務信譽，而且造成經濟損失。造成人身傷影響服務信譽，而且造成經濟損失。造成人身傷亡事故。造成交通堵塞。造成交通、公路、城亡事故。造成交通堵塞。造成交通、公路、城市設施的損壞。維修費用損失。

6、材料和能源的市設施的損壞。維修費用損失。材料和能源的浪費。社會公害加劇。浪費。社會公害加劇。故障對汽車制造廠的危害故障對汽車制造廠的危害: 賠償用戶的損失。產品的市場信譽下降，缺賠償用戶的損失。產品的市場信譽下降，缺乏同類產品的市場競爭力，銷售數量減少，售價不乏同類產品的市場競爭力，銷售數量減少，售價不高以至削價處理，工廠經濟效益下降，甚至虧損。高以至削價處理，工廠經濟效益下降，甚至虧損。企業形象和聲譽變差，影響企業的生存和發展。企業形象和聲譽變差，影響企業的生存和發展。職工產生埋怨情緒，生產效率下降，工作信心不職工產生埋怨情緒，生產效率下降，工作信心不足。足。第4頁/共27頁第五頁，共27頁

7、。4.3故障的防范故障的防范 防止故障發生，與汽車的設計、制造、檢測、維修、防止故障發生，與汽車的設計、制造、檢測、維修、保養、保管、營銷、售后服務、運行環境、運行管理保養、保管、營銷、售后服務、運行環境、運行管理等各個環節有關，但從人機配合角度來看，應著重從等各個環節有關，但從人機配合角度來看，應著重從操作方面予以防范。操作方面予以防范。4.3.1 防止誤操作防止誤操作 在汽車可靠性設計中，要十分重視如何防止誤用故在汽車可靠性設計中，要十分重視如何防止誤用故障的發生，即在容易因誤操作而產生故障的結構中，障的發生，即在容易因誤操作而產生故障的結構中，應采取防止誤操作的設計，以減少汽車的誤用故障

8、。應采取防止誤操作的設計，以減少汽車的誤用故障。 4.3.2 排除局部故障（及時維護、保養、檢查監測、排除局部故障（及時維護、保養、檢查監測、更換易損件。）更換易損件。） 汽車是一種非常復雜的系統，任何一個零部件的故汽車是一種非常復雜的系統，任何一個零部件的故障都可能障都可能(knng)導致系統的故障。一個具體的故障導致系統的故障。一個具體的故障常常是由某一個局環節的出現問題，如局部的缺陷、常常是由某一個局環節的出現問題，如局部的缺陷、裂紋、松動、磨損、老化等現象的逐漸發展而造成的。裂紋、松動、磨損、老化等現象的逐漸發展而造成的。第5頁/共27頁第六頁，共27頁。4.4汽車故障的分級汽車故障的

9、分級 汽車是一個復雜的可維修機電產品，權汽車是一個復雜的可維修機電產品，權衡經濟、技術、成本等諸方面因素，在有衡經濟、技術、成本等諸方面因素，在有效的壽命期間內，允許存在一定的故障。效的壽命期間內，允許存在一定的故障。 由于由于(yuy)汽車的設計水平、制造水汽車的設計水平、制造水平、可靠性水平、應用條件存在許多差別，平、可靠性水平、應用條件存在許多差別，因而汽車發生故障的形式、程度及其危害因而汽車發生故障的形式、程度及其危害大小也是千差萬別的。大小也是千差萬別的。 從汽車可靠性工程角度來看從汽車可靠性工程角度來看:首要目標首要目標是杜絕或有效地減少危害性大的故障是杜絕或有效地減少危害性大的故

10、障;其次其次是降低一般故障的發生頻率。是降低一般故障的發生頻率。 汽車故障的分級，主要根據故障危害度汽車故障的分級，主要根據故障危害度大小，從定性和定量兩個方面考慮。大小，從定性和定量兩個方面考慮。第6頁/共27頁第七頁，共27頁。4.4.1定性分級定性分級 致命故障致命故障 危及人身安全危及人身安全;引起主要總成報引起主要總成報廢，造成了重大經濟損失廢，造成了重大經濟損失;對周圍環境造成嚴對周圍環境造成嚴重危害。如：汽缸體裂紋（將導致發動機報重危害。如：汽缸體裂紋（將導致發動機報廢），行駛時前軸斷裂、轉向系統失效、前廢），行駛時前軸斷裂、轉向系統失效、前輪脫落、制動管堵塞、制動管接頭脫落等。

11、輪脫落、制動管堵塞、制動管接頭脫落等。 嚴重故障嚴重故障 引起主要零部件、總成嚴重損引起主要零部件、總成嚴重損壞或影響壞或影響(yngxing)行車安全，不能用易損行車安全，不能用易損備件和隨車工具在短時間排除。如：曲軸、備件和隨車工具在短時間排除。如：曲軸、連桿斷裂，制動跑偏（經調整不能排除），連桿斷裂，制動跑偏（經調整不能排除），變速器脫檔等變速器脫檔等 一般故障一般故障 不影響不影響(yngxing)行車安全的行車安全的非主要零部件故障，可用易損備件和隨車工非主要零部件故障，可用易損備件和隨車工具在較短時間內排除。如發動機過熱，活塞具在較短時間內排除。如發動機過熱，活塞燒蝕，轉向器漏油，

12、制動跑偏（經調整可排燒蝕，轉向器漏油，制動跑偏（經調整可排除）。除）。 輕微故障輕微故障 對汽車正常運行基本沒有影響對汽車正常運行基本沒有影響(yngxing)，不需要更換零部件，可用隨車，不需要更換零部件，可用隨車工具較容易地排除。如放水閥漏水，后視鏡工具較容易地排除。如放水閥漏水，后視鏡松動等。松動等。 第7頁/共27頁第八頁，共27頁。4.4.2定量分級定量分級 所謂定量分級法就是概率損失分級所謂定量分級法就是概率損失分級法。在概率損失分級法中，用法。在概率損失分級法中，用損失損失來度量故障的危害度。一個故障可能來度量故障的危害度。一個故障可能帶來的損失一般可以用三方面的損失帶來的損失一

13、般可以用三方面的損失來衡量，即來衡量，即L=Ll+L2+L3 (12-1)式中式中L1人身傷亡事故、環境損害的人身傷亡事故、環境損害的損失，如賠償費等損失，如賠償費等; L2盈利損失或不能完成任務造成盈利損失或不能完成任務造成的損失，如因停車造成的運輸的損失，如因停車造成的運輸(ynsh)利潤損失等利潤損失等; L3維修費用，包括材料、人工、維修費用，包括材料、人工、設備、管理等方面的總費用。設備、管理等方面的總費用。總體的概率損失總體的概率損失Lp為為n該故障可能產生的后果數;Pi發生第i種后果的概率(gil);Li發生第i種后果的損失。niiipLPL1第8頁/共27頁第九頁，共27頁。電

14、路開關合上后馬達不轉開關合上后無電源馬達故 障電源故 障線路故 障開關電機(馬達)電源故障樹是一種故障樹是一種(y zhn)為為研究系統某功能故障而建立研究系統某功能故障而建立的一種的一種(y zhn)倒樹狀的邏倒樹狀的邏輯因果關系圖輯因果關系圖第9頁/共27頁第十頁，共27頁。頂事件(shjin)或中間事件(shjin)基本事件 省略事件第10頁/共27頁第十一頁，共27頁。2)結果事件 它是故障樹分析中由其它事件或事件組合所導致的事件，它位于邏輯門的輸出端，其符號(fho)為矩形，因而也稱矩形事件。結果事件也可分為頂事件和中間事件。頂事件 是故障樹分析中所要關心的事件，位于故障樹的頂端。頂

15、事件總是邏輯門的輸出事件而不是輸人事件。中間事件 是位于底事件和頂事件之間的結果事件，它既是上一層次邏輯門的輸出事件，又是下一層次邏輯門的輸人事件?；?jbn)事件 省略事件 結果事件（頂事件(shjin)或中間事件(shjin)）第11頁/共27頁第十二頁，共27頁。 （2 2） 邏輯門及其符號邏輯門及其符號 邏輯門分為與門、或門、非門邏輯門分為與門、或門、非門(fi mn)(fi mn)等。等。 1) 1)邏輯與門邏輯與門 (AND (AND門門) ) 僅當門的全部輸入事件同時存在時，僅當門的全部輸入事件同時存在時，輸出事件才發生，用符號圖輸出事件才發生，用符號圖a a表示。設與門有表示

16、。設與門有n n個輸入事件個輸入事件Bi(i=1Bi(i=1，2 2，n)n)，則與門的邏輯關系表達式為，則與門的邏輯關系表達式為( (即集合的交）即集合的交）: :nBBBA.21與門 或門 非門)()()(2121BPBPBBP式中A為輸出(shch)事件當事件(shjin)Bi相互獨立時，有第12頁/共27頁第十三頁，共27頁。 邏輯邏輯(lu j)(lu j)門及其符號門及其符號 2 2）邏輯或門）邏輯或門(OR(OR門門) ) 當門輸人事件當門輸人事件(shjin)(shjin)中至少一個事件中至少一個事件(shjin)(shjin)發生時，門的輸出事件發生時，門的輸出事件(shji

17、n)(shjin)發生。設或門的輸入發生。設或門的輸入: :事件事件(shjin)(shjin)為為Bi (i=1Bi (i=1，2 2，.，n)n)，則或門的邏輯關系表達式，則或門的邏輯關系表達式為（即并事件為（即并事件(shjin)(shjin)）: : 3)非門 表示輸出事件(shjin)是輸人事件(shjin)的對立事件(shjin)。若輸出事件(shjin)為A，輸人事件(shjin)為B， ，BA 與門 或門 非門第13頁/共27頁第十四頁，共27頁。4.5.2故障樹的建立故障樹的建立 位于故障樹頂端位于故障樹頂端的事件的事件(shjin)應應是分析對象是分析對象 (故障故障)。圍

18、繞這一對象往下圍繞這一對象往下逐級建立目標逐級建立目標 (可可能原因能原因)、子目標、子目標 (原因原因)，并用，并用規定的符號表示分規定的符號表示分析對象與目標、子析對象與目標、子目標之間的邏輯關目標之間的邏輯關系。系。 右圖是雙管路行右圖是雙管路行車制動系統失效的車制動系統失效的故障樹。故障樹。+第14頁/共27頁第十五頁，共27頁。第15頁/共27頁第十六頁，共27頁。 頂事件 T 中間事件 M . and 或門 X1 X2 X3 割集 X1, X2, X3， x1,X2，X3最小割集：X1, X2,X3一個最小割集代表引起故障樹頂(sh dn)事件發生的一種故障模式研究最小割集可以找出

19、故障樹的薄弱環節第16頁/共27頁第十七頁，共27頁。 G or G1 G2 與 G4 X4 X5 G5 X6 X7 G3 G6 X6 X8 X3 X2 X1 第17頁/共27頁第十八頁，共27頁。步驟123456割集X1G1X2X1G2G3X2X1G4 G5G3X2X1X4 G5X5 G5X3G6X2X1X4 X6X4 X7X5 G5X3G6X2X1X4 X6X4 X7X5 X6X5 X7X3X6X8X2邏輯門的性質：邏輯與門僅增加割集的邏輯門的性質：邏輯與門僅增加割集的容量，邏輯或門增加割集的個數。容量，邏輯或門增加割集的個數。方法：按故障樹從上到下方法：按故障樹從上到下 遇到與門，在分析

20、表的下一步中將事遇到與門，在分析表的下一步中將事件分解件分解(fnji)在原割集，增加割集的在原割集，增加割集的容量。容量。 遇到或門，在分析表的下一步中將遇到或門，在分析表的下一步中將事件分解事件分解(fnji)到不同的割集（增添到不同的割集（增添割集數）。割集數）。 G or G1 G2 與 G4 X4 X5 G5 X6 X7 G3 G6 X6 X8 X3 X2 X1 第18頁/共27頁第十九頁，共27頁。步驟123456123456789X1G1X2X1G2G3X2X1G4 G5G3X2X1X4 G5X5 G5X3G6X2X1X4 X6X4 X7X5 G5X3G6X2X1X4 X6X4

21、X7X5 X6X5 X7X3X6X8X2最小割集：X1, X4,X7,X5,X7, X3, X6, X8, X2第19頁/共27頁第二十頁，共27頁。 G or G1 G2 與 G4 X4 X5 G5 X6 X7 G3 G6 X6 X8 X3 X2 X1 方法：按故障樹從下往上進方法：按故障樹從下往上進行行(jnxng)，利用集合運算，利用集合運算規范列出等式規范列出等式集合運算：集合運算：或門，集合的并，用表示?；蜷T，集合的并，用表示。與門，集合的交，用乘號表與門，集合的交，用乘號表示（可省略）。示（可省略）。G4=X4+X5, G5=X6+X7 G6=X6+X8G2=G4G5=(X4+X5)(X6+X7)G3=X3+G