摘 要：故障树分析法是一种演绎分析的方法，考虑的是基本故障事件，追溯的是系统失效根源，深入到故障组合之中。介绍了基于故障树模型的故障诊断方法，以化学氧碘激光器为例创造出其出光功率失常故障树模型，进行了相应的故障树定性分析和定量分析。为化学氧化碘激光器系统的设计和维修提供理论依据，也对提高激光器系统的可靠性给予参照。
　　关键词：故障树 定性分析 定量分析 化学氧碘激光器
　　中图分类号：TN305 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（c）-0132-01
　　1961年，美国人提出了故障树分析（Fault Tree Analysis简称FTA）法，并成功应用于“民兵”导弹系统。我国20世纪80年代引进故障树分析法，在研究和应用方面取得了许多进展。本文就故障树分析法在化学激光器中的应用进行了详细探讨。
　　1 故障树分析法
　　故障树分析法是用故障树做为工具，分析系统故障的发生地点，分析各个可靠性特征量，评价系统可靠性的方式。它的根本原则指将系统中最糟糕境遇的故障事件作为故障分析的锚点，从而顺藤摸瓜追寻造成故障的所有诱因，将其作为先头第一层事件，于是再利用这一层中的各个原因事件作为出发点，分别寻找造成所有事件发生的下一级的全部因素，循序渐进，一直寻找至所有原始的、故障机理或概率分布都是已知的因素截止。
　　故障树分析法流程图如图1所示。???
　　首先，创造故障树的目原因旨在利用创造故障树全面挖掘系统，追寻系统中的弱项未知项；对故障树定性分析旨在追寻顶事件发生的全部因素的故障模式集合，可运用在发现故障，完善使用和维护方案等；对故障树的定量分析的核心在定量计算顶事件发生可能，从而综合评价该系统的能力。
　　2 建立故障树
　　2.1 建树的基本原则
　　（1）严格定义故障事件，划清边界，合理简化。
　　（2）由叶到根，循序深入。
　　（3）共因事件在故障树中必须使用统一标示。
　　2.2 建树示例
　　以某化学氧碘激光器系统为例，该激光器由氯气供给分系统、碘供给分系统、氦气供给分系统、氧发生器分系统、光学谐振腔、压力恢复分系统及控制分系统七部分组成。以激光器“激光器功率失常”作为顶事件，经过层层分析，得到代表各种故障形式的底事件。图2为化学氧碘激光器功率失常故障树，由图2可知共有15个底事件，用X1，X2，……，Xn表示。
　　3 应用故障树进行定性及定量分析
　　3.1 定性分析
　　故障树定性分析首先求出故障树割集，所谓割集是能够使顶事件发生的底事件的集合，当这些底事件都出现时，则顶事件肯定出现。若割集中的任何一个底事件不被激活，顶事件就不出现时，则该割集称为最小割集。
　　采用下行法找出图2的最小割集为X1，X2，X3，
　　X4，X5，X6，X7，X8，X9，X10，X11， X12，X13，X14，X15。
　　由图2可知，15个底事件中任一个发生都将引起激光器出光功率失常。
　　3.2 定量分析
　　定量分析是根据各个底事件发生的概率，计算系统故障树顶事件的发生概率。
　　通过对该化学氧碘激光器的跟踪实验，收集一定数据，得到各底事件X1，X2，……，X15的发生概率P1，P2，……，P15分别为：
　　未给出具体概率的底事件发生概率很小，可忽略。按式（1）计算顶事件发生的概率：
　　P=1- （1）
　　计算得出该化学氧碘激光器激光器出光功率失常发生的概率为4.17%。
　　4 结语
　　综上所述，故障树分析法直观性强，能把系统的故障与其成因形象地表现为故障因果链，反映出系统的相应关系，从而查找系统的弱项部分，并分析出系统的故障概率，可为评价和改善化学激光器设备的可靠性、提高工程化应用水平服务。
　　参考文献
　　[1] 朱继洲.故障树原理和应用[M].西安：西安交通大学出版社，1981.
　　[2] 杨为民.可靠性·维修性·保障性·总论[M].北京：国防工业出版社，1996.
　　[3] 多丽萍.气流化学激光测试诊断技术[M].北京：科学出版社，2005.