海洋结构物是多系统多功能的大型产品,复杂系统的应用和恶劣的海洋环境会导致其在服役期间较多地发生故障和失效问题,并可能引发碰撞、火灾、爆炸、腐蚀破坏等灾害性事故,造成环境污染和人员伤亡等严重后果。海洋工程的可靠性问题一直是人们关注的焦点。故障树分析法主要应用于安全系统工程中,是国内外公认的对复杂系统进行可靠性评估的重要方法。本文基于对故障树分析法内容和原理的研究,结合海洋工程的特点,开发了面向海洋工程应用的故障树分析软件,主要研究内容如下:(1)针对海洋结构物系统复杂、故障树建造规模大的特点,研究并开发基于数值数组的大型故障树分析算法,该算法采用数值数组对故障树进行结构编码,通过数组之间的数值运算完成定性分析和定量分析,缓解NP困难问题,求解故障树的最小割集、不交化最小割集、最小路集、顶事件发生概率以及底事件重要度。(2)针对海洋结构物包含单元数目多、部件寿命分布多样、难以使用解析方法求解可靠性参数的特点,对基于故障树的可靠性数值仿真方法进行研究,使用威布尔分布拟合故障树底事件的失效分布函数,应用蒙特卡罗方法对底事件的寿命进行抽样,通过故障树结构函数求解顶事件发生概率,得到系统不可靠度随时间变化曲线。(3)针对海洋结构物可维修的特点,研究可维修系统的可靠性数值仿真方法,通过对元部件故障时间和维修时间的抽样,构建其状态变化时间数组,基于故障树的最小割集求解每次仿真系统的失效时间。(4)使用MATLAB编制程序对相应的故障树分析算法予以实现,使用GUI开发环境制作故障树分析软件界面。建立海上浮式风机的可靠性模型,使用故障树分析软件对浮式风机进行可靠性评估。