تجزيه و تحليل درخت خطا FTA
تاريخچه بوجود آمدن FTA
تجزيه و تحليل درخت خطا (Fault Tree Analysis) یا به اختصار FTA براي اولين بار سال 1961 در آزمايشگاه‌هاي تلفن بل به وجود آمد و سپس توسط آقاي «واتسون» جهت بهبود قابليت اطمينان سيستم كنترل موشك هاي قاره‌پيما توسعه يافت .
اولين مقاله درباره آن در سال 1965 در سمپوزيوم ايمني سيستم كه توسط دانشگاه واشنگتن و شركت بوئينگ بر پا شده بود ارائه گرديد .
از سال 1965 استفاده از تكنيك FTA به صنايع مختلف نظير هوا فضا، هسته‌اي ، شيميايي و … گسترش يافت .
FTA يكي از قويترين ابزارهاي تجزيه و تحليل فرآيند ايمني سيستم در هنگام ارزيابي سيستم هاي دقيق و پيچيده است .
به دليل استفاده از روش قياسي (رسيدن از كل به جزء) به كارگيري روش FTA مي‌تواند منجر به بروز رويدادهاي مطلوب يا نامطلوب در سطح سيستم شود .
تعریف
درخت خطا يك مدل گرافيكي از تركيب سري و موازي عيوبي است كه باعث رخ دادن رويداد نهايي از قبل تعريف شده مي‌شوند.
FTA يك مدل منطقي سمبولي در حوزه خطاها مي‌باشد. اين مدل مسيرخطاها را از يك رويداد يا شرايط نامطلوب و از پيش تعيين شده به نام رويداد اصلي (Top Event) تا رسيدن به خطاها يا عيوبي كه به آنها عوامل سببي يا آغازگر گفته مي‌شود دنبال مي‌كند. از اين رويكرد به عنوان رويكرد شرلوك هولمز ياد مي‌شود.
رویکرد آنالیز:
تكنيك FTA از نوع تكنيكهاي قياسي (Deductive) است. در اين روش ارزيابي از كل به جزء و از بالا به پائين صورت مي‌گيرد. در آناليز قياسي فرض مي‌شود كه خطا در سيستم رخ داده و تلاش در جهت يافتن عوامل مؤثر در اين خطا صورت مي‌گيرد.
تفاوت FTA با روشهای استقرایی:
در روشهاي استقرايي (Inductive) كه تكنيكهاي PHA و FMEA نمونه‌هايي از اين گروه مي‌باشند؛ فرض مي‌شود كه در سيستم خطايي رخ داده و تلاش در جهت تعيين اثرات اين عيب بر روي عملكرد سيستم صورت مي‌گيرد.
تكنيكهاي استقرايي به زبان ساده، پاسخي به سؤال” چه اتفاق مي‌افتد اگر. . .؟ مي‌باشند. به رويكردهاي استقرايي اصطلاحاً رويكردهاي پائين به بالا گفته مي‌شود.
در حالي كه روشهاي قياسي براي تعيين چگونگي (how) رخ دادن خطاي يك سيستم اعمال مي‌شود؛ روشهای استقرايي مي توانند براي تعيين چيستي (what) خطاي سيستم (يعني اينكه چه خطايي ممكن است رخ دهد) اعمال شوند.
از تكنيك FTA مي توان در ارزيابي فعاليت هاي لازم جهت رسيدن به يك رويداد مطلوب و مورد نظر نظير «عدم وقوع حادثه x» نيز استفاده كرد.
با ساخت درخت خطا كه نشان دهنده كليه رويدادهاي لازم براي وقوع رويداد اصلي خواهد بود تجزيه و تحليل گر مي تواند از آن براي تشكيل پايه هاي يك برنامه پيشگيري از بروز حوادث صنعتي نيز استفاده كند .
تكنيك FTA در بررسي ايمني سيستم به صورت يك روش سازمان يافته، دقيق و چند سونگر عمل مي كند .
بدليل انعطاف پذيري هاي موجود در تكنيك FTA از اين روش در مرحله طراحي از عمر سيستم نيز استفاده مي شود .
از FTA همچنين مي توان در طول فاز عملياتي نيز براي تعيين ماهيت رويدادهاي مطلوب يا نامطلوب ناشي از فعاليت سيستم استفاده نمود .
اگر بر دو رويداد دو تجزيه و تحليل گر دو درخت خطا طراحي نمايند لزومي ندارد كه درختهاي خطاي حاصله شبيه هم باشد ولي در صورت انجام تجزيه و تحليل كيفي و كمي بايستي نتايج حاصله شبيه هم باشند.
تجزيه و تحليل درخت خطا
اولين گام در تجزيه و تحليل درخت خطا شناخت كامل و دقيق سيستم است .
( اطلاعات لازم در تجزيه و تحليل درخت خطا مي تواند شامل موارد زير باشد )
- ليست كامل كليه اجزا سيستم
- عمل و وظيفه هر جزء
- وضعيت اوليه هر جزء ( نظيرباز يا بسته بودن دريچه‌هاي فن و …)
- شرايط طبيعي محيطي و عملياتي هر جزء (دما، فضار، استرس‌هاي مكانيكي، ارتعاشات و …)
- شرايط غير طبيعي و عملياتي هر جزء در شرايط اضطراري و بروز حوادث .
- حالات نقض هر جزء
- ارتباط نقض اجزاء با يكديگر
- تداخل كاركردي جزء با ساير اجزاء
- وظيفه اپراتورها
- روش هاي عملياتي، تعمير و نگهداري و …
- كنترل هاي كامپيوتري و …
در صورتيكه رويداد اصلي درخت خطا يك رويداد مثبت و مطلوب باشد توصيه مي شود به جاي عبارت «درخت خطا» از عبارت «درخت علت» استفاده شود .
رويداد اصلي: عبارتست از رويدادي كه در بالاترين نقطه خطا جاي مي گيرد و علل به وجود آورنده آن شناسايي و تجزيه و تحليل مي گردد .
رويداد مياني: هر رويدادي در ساختماندرخت خطا به استثناي رويداد اصلي ،رويداد اصلي، رويداد مياني ناميده مي‌شود.
رويداد پاياني (انتهاي يا اوليه): رويدادي است كه نمي توان علل به وجود آورنده آن را تعيين كرد . به سه گروه زير طبقه‌بندي مي شوند :
رويدادهاي پاياني پايه‌اي: هر رويدادي در سطج جزء كه قابل تشريح بيشتر نباشد مانند سيل، زلزله و …
رويداد پاياني بسط نيافته : رويدادي است كه در تجزيه و تحليل درخت خطا در دو حالت «روشن» و «خاموش»به ترتيب با احتمال يك و صفر به كار گرفته مي شود .
دروازه «يا» : اين دروازه براي نشان دادن اين حالت كه براي وقوع رويداد خروجي رخ دادن يكي از رويدادهاي ورودي كافي مي باشد به كار گرفته مي شود .
رويداد خروجي : رويداد مياني ، رويداد اصلي
رويداد ورودي : مياني ، پاياني ، تركيبي از آن ها
دروازه «و» : اين دروازه به اين معني است كه وقوع رويداد خروجي مستلزم رخ دادن كلمه رويدادهاي ورودي است .
برش : تركيبي از رويدادهاي پاياني كه مي توانند باعث برزو رويداد اصلي ممكن است بيش از يك برش داشته باشد .
برش حداقل: به كوچكترين زير مجموعه برش كه براي وقوع رويداد اصلي لازم و كافي باشد گويند.
نمادهاي انتقال : از اين نمادها براي نشان دادن «ادامه كار در صفحات بعد» به ويژه در درخت خطاي نسيم هاي بزرگ و پيچيده كه در يك صفحه جاي نمي گيرند استفاده مي شود .
ساخت «flat» : از بالا به پايين ساخته شده و با يك رويداد خاص و منفرد آغاز مي شود و براي رويدادهاي فاجعه بار و بحراني استفاده مي شود يك طرح گران و زمان بر است .
- احتراق متان يك رويداد اصلي بنابراين در مستطيل قرار مي گيرند زيرا نياز به توضيح بيشتر دارد .
- استفاده از دروازه (و) ، زيرا قسمتي استفاده مي شود كه دو رويداد در يك لحظه با يكديگر رخ دهد تا رويداد اصلي به وقوع بپيوندد.
- متان بيش از حد و منبع احتراق در مستطيل قرار مي گيرد زير رخ دادن آن نياز بهتوضيح دارد.
- هوا، در خانه قرار گرفته ، زيرا وجود هوا در مدن يك امر طبيعي است .
- «يا» رويدادهاي موجود در آن ها هر يك مستقل از ديگري بوده و براي ايجاد رويداد بالايي نياز نيست كه همزمان رخ دهد .
لوزي : مواد قرار گرفته در لوزي نياز به تجزيه و تحليل ندارد .
دايره : كارشناس ايمني معتقد است كه موارد فوق نياز به تجربه و تحليل بيشتري داشته و يك نرخ يا احتمال به آن نسبت داده مي شود .
تكنيک تجزيه و تحلیل درخت خطا :
- ساخت درخت خطا
- تجزيه و تحليل كيفي درخت خطا
- تجزيه و تحليل كمي درخت خطا
تجزيه و تحليل كيفي درخت خطا :
پژوهشگر پس از ساختن و آزمودن درخت خطا برخي علل ريشه اي رويداد اصلي را شناسايي كرده و متوجه خواهد شد كه با كنترل نرخ استخراج، تهويه مناسب و شعله در معدن مي توان معدن را در برابر انفجار محافظت كرد .
هر سيستمي كه «و» زيادي دارد ايمن‌تر است و هر سيستمي كه «يا» زيادي دارد داراي خطرات بيشتري است .
تجزيه و تحليل كمي درخت خطا :
دروازه هاي (و) به ضرب كردن و دروازه هاي (يا) به جمع كردن نياز دارند و با استفاده از اين تكنيك مي توان تجزيه وتحليل را كمي كرده و احتمال وقوع رويداد اصلي را نيز تعيين كرد .
بدون دیدگاه