一种故障树的建立方法

摘要

本发明公开了一种故障树的建立方法，包括如下步骤：对故障原因进行逐层分解，获得各层原因；确定各层原因的严重程度权重系数；确定各层原因的频繁程度权重系数；建立故障树，故障现象及各原因构成故障树的各组分，各组分按分解关系排列，由同一组分分解出的各原因按照严重程度权重系数从小到大或从大到小进行排列，并表示出各原因和由其分解出的下一层原因间的逻辑关系，及为各原因标注自身的频繁程度权重系数。本发明的故障树的建立方法在体现引发故障现象的各原因间的相互关系的同时也能够体现各故障现象的严重程度和权重系数，并且无需建立复杂的数学模型，本发明通过特定的流程设计可以针对输入的故障现象快捷地建立故障树。

主权项

一种故障树的建立方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，故障分析单元根据输入的故障现象从知识库中获得引起所述故障现象的各直接原因，并将各直接原因设定为第一层；故障分析单元通过Rij代表与所述故障现象有关的各原因，i代表原因所在的层数，j代表原因Rij在第i层的序号，对应第i层的j的取值为1至Ni的所有自然数，其中，Ni为第i层的原因的数量，i=1的各原因为所述直接原因；步骤2：故障分析单元计算第一层的直接原因的数量N1；步骤3，故障分析单元执行j=1，i=1，之后执行步骤4；步骤4，故障分析单元通过查询知识库判断原因Rij是否存在可分解的下一层原因，如存在则执行步骤5，如不存在则执行步骤6；步骤5，故障分析单元从知识库中读出由原因Rij分解出的原因，并将分解出的原因列至第i+1层，之后执行步骤6；步骤6，故障分析单元执行j=j+1，之后执行步骤7；步骤7，故障分析单元判断j是否小于等于Ni，如是则执行步骤4，如否则执行步骤8；步骤8，故障分析单元根据查询结果判断第i层各原因是否均无法分解，如是则执行步骤11，如否则执行步骤9；步骤9，故障分析单元计算第i层分解出的第i+1层的原因的数量Ni+1，之后执行步骤10；步骤10，故障分析单元执行i=i+1，j=1，之后执行步骤4；步骤11，严重程度权重系数矩阵建立单元从故障分析单元读取各层原因，计算最大层数m，并执行i=1，之后执行步骤12；步骤12，确定第i层原因的严重程度权重系数，之后执行步骤13；确定严重程度权重系数的方法如下：严重程度权重系数矩阵建立单元对第i层原因按第i顺序排列，并针对第i层原因建立Ni×Ni的严重程度权重系数矩阵ui；严重程度权重系数矩阵ui的元素ui(x，y)的数值为第x个原因与第y个原因相比得到的标度值，其中，ui(x，y)表示严重程度权重系数矩阵ui的第x行第y列元素；x、y的取值均为从1至Ni的所有自然数；严重程度权重系数矩阵建立单元将严重程度权重系数矩阵ui的所有元素的数值均发送至严重程度权重系数计算单元，严重程度权重系数计算单元计算严重程度权重系数矩阵ui的最大特征值所对应的特征向量，并将得到的特征向量归一化，归一化后向量中的各元素值按第i顺序对应第i层各原因的严重程度权重系数；严重程度权重系数矩阵建立单元确定严重程度权重系数矩阵ui的各元素的数值的方法为：使第i层的每个原因均与第i层的所有原因进行两两比较，第x个原因与第y个原因同样严重则标度值为1，第x个原因比第y个原因稍微严重则标度值为3，第x个原因比第y个原因明显严重则标度值为5，第x个原因比第y个原因强烈严重则标度值为7，第x个原因比第y个原因极端严重则标度值为9；x、y取值互置的元素ui(x，y)的数值互为倒数，x、y取值相同的元素ui(x，y)的数值为1；所述严重程度权重系数矩阵建立单元从知识库获得对第i层的所有原因进行针对严重程度进行两两比较的标度值；步骤13，严重程度权重系数矩阵建立单元执行i=i+1,之后执行步骤14；步骤14，严重程度权重系数矩阵建立单元判断i是否小于等于m，如是则执行步骤12，如否则执行步骤15；步骤15，频繁程度权重系数矩阵建立单元从故障分析单元读取各层原因，计算最大层数m，并执行i=1，之后执行步骤16；步骤16，确定第i层原因的频繁程度权重系数，之后执行步骤17；确定频繁程度权重系数的方法如下：频繁程度权重系数矩阵建立单元对第i层原因按第i顺序排列，并针对第i层原因建立Ni×Ni的频繁程度权重系数矩阵fi；频繁程度权重系数矩阵fi的元素fi(x，y)的数值为第x个原因与第y个原因相比得到的标度值，其中，fi(x，y)表示频繁程度权重系数矩阵fi的第x行第y列元素；x、y的取值均为从1至Ni的所有自然数；频繁程度权重系数矩阵建立单元将频繁程度权重系数矩阵fi的所有元素的数值均发送至频繁程度权重系数计算单元，频繁程度权重系数计算单元计算频繁程度权重系数矩阵fi的最大特征值所对应的特征向量，并将得到的特征向量归一化，归一化后向量中的各元素值按第i顺序对应第i层各原因的频繁程度权重系数；频繁程度权重系数矩阵建立单元确定频繁程度权重系数矩阵fi的各元素的数值的方法为：使第i层的每个原因均与第i层的所有原因进行两两比较，第x个原因与第y个原因同样频繁则标度值为1，第x个原因比第y个原因稍微频繁则标度值为2，第x个原因比第y个原因明显频繁则标度值为4，第x个原因比第y个原因强烈频繁则标度值为6，第x个原因比第y个原因极端频繁则标度值为8；x、y取值互置的两个元素fi(x，y)的数值互为倒数，x、y取值相同的元素fi(x，y)的数值为1；所述频繁程度权重系数矩阵建立单元从知识库获得对第i层的所有原因进行针对频繁程度进行两两比较的标度值；步骤17，频繁程度权重系数矩阵建立单元执行i=i+1,之后执行步骤18；步骤18，频繁程度权重系数矩阵建立单元判断i是否小于等于m，如是则执行步骤16，如否则执行步骤19；步骤19，故障树建立单元从故障分析单元读取所述故障现象，从严重程度权重系数计算单元读取各原因的严重程度权重系数，从频繁程度权重系数计算单元读取各原因的频繁程度权重系数，并建立故障树，故障现象和各原因构成故障树的各组分，故障树的树根为故障现象，各组分按分解关系排列，由同一组分分解出的各原因按照严重程度权重系数从小到大或从大到小进行排列，并表示出各组分和由其分解出的下一层原因间的逻辑关系，及为各原因标注自身的频繁程度权重系数，所述逻辑关系由故障树建立单元从所述知识库中获取。