随着城市的发展和人民生活水平的提高，以及日常生产的需求，人们对水资源的需求量和品质日益提高。进入21世纪以来，水资源问题引起了社会各界的关注，已然成为了世界性的问题。为了解决这一关系到民生的重大问题，海水淡化工程迅速地发展起来。膜法海水淡化技术因制膜成本降低，且工程能耗低、效率高的优势而成为海水淡化主流技术。膜法海水淡化工程系统规模庞大、过程复杂，若出现故障将对系统造成巨大损失。因此，对系统进行故障分析和故障诊断，以保障其正常、安全、高效的运作非常重要。以舟山六横岛日产十万吨级膜法海水淡化系统为研究背景，以反渗透膜组件这一系统核心部件为主要研究对象，研究了膜法海水淡化系统的工作原理以及核心部件的故障机理。膜法海水淡化作为一类复杂系统，对系统的故障诊断要求准确可靠，单一的故障诊断方法无法满足这一需求。对此，提出了利用故障树分析和粗糙集理论进行混合诊断的方法。论述了海水淡化系统底层故障的产生机理、表征形式和参数变化规律。分析了膜组件的各个故障类型，研究了故障树的构建与算法。用故障树分析法对“脱盐率下降”这一主要的故障现象进行了定性和定量分析。对粗糙集理论进行了深入研究，在知识约简、知识获取方法的理论基础之上，详细阐述了采用粗糙集理论方法对系统进行故障诊断的具体实现过程。文末对故障诊断专家系统的知识库和推理机的建立进行了分析阐释，基于故障树分析法和粗糙集理论，利用C#语言在.NET平台上开发了一套应用于膜法海水淡化工程的故障诊断专家系统，为大规模膜法海水淡化故障智能诊断的研究奠定了基础。