تحلیل درخت خطا FTA چیست؟
تحلیل درخت خطا یا FTA که مخفف عبارت Fault Tree Analysis است؛ ابزاری برای بررسی احتمال خرابی یک سیستم یا ماشین است که با نمایش گرافیکی و ریاضیِ ساختار سیستم انجام میشود. این روش رویکردی «از بالا به پایین» دارد؛ یعنی از یک خرابی نهایی یا ناخواسته شروع میکند و از طریق فرایند تحلیل علل ریشهای، بهصورت معکوس به شناسایی علل اصلی آن میپردازد.
به بیان سادهتر، اگر از خود بپرسید: «احتمال اینکه این دستگاه از کار بیفتد چقدر است؟» تحلیل درخت خطا به شما کمک میکند به این سؤال پاسخ دهید.
روشFTA نشان میدهد که خرابی چگونه در یک سیستم گسترش پیدا میکند. این روش مدلی گرافیکی ایجاد میکند که مشخص میسازد خرابی اجزای مختلف چگونه میتواند به خرابی کل سیستم منجر شود. این مدلها به مهندسان قابلیت اطمینان کمک میکنند سیستمهایی با طراحی دقیق و دارای افزونگی (Redundancy) مناسب ایجاد کنند تا از سرایت خرابی یک جزء به کل سیستم جلوگیری شود؛ به عبارت دیگر، سیستمهایی با «تحملپذیری خطا» (Fault Tolerance) بالاتر طراحی کنند.
با اینکه ممکن است این فرایند در نگاه اول پیچیده به نظر برسد، اصطلاحات مورد استفاده در FTA نسبتاً ساده و قابل فهم هستند.
نمودارهای تحلیلی مورد استفاده در این روش ظاهری شبیه درخت دارند؛ به همین دلیل «درخت خطا» نامیده میشوند. نمودار درخت خطا به شما کمک میکند درک کنید چگونه یک یا چند رخداد خرابی کوچک میتوانند به یک خرابی فاجعهبار منجر شوند. این شناخت، انتخاب اقدامات اصلاحی و پیشگیرانه مناسب در آینده را تسهیل میکند.
چه زمانی از تجزیه و تحلیل درخت خطا (FTA) استفاده میشود؟
تجزیه و تحلیل درخت خطا میتواند در مرحله طراحی سیستم یا در حین بهرهبرداری از آن انجام شود (برای پیشبینی خرابیهای احتمالی و انجام اقدامات پیشگیرانه). هدف این روش، تقویت زیرسیستمها و اجزایی است که بیشترین احتمال خرابی را دارند یا ممکن است موجب بروز یک حادثه بزرگ شوند؛ آن هم پیش از آنکه این اتفاق در عمل رخ دهد.
تکنیکFTA میتواند بهصورت مستقل اجرا شود یا بهعنوان مکملی برای تحلیل حالات و اثرات خرابی (FMEA) مورد استفاده قرار گیرد.
چه کسانی از تحلیل درخت خطا (FTA) استفاده میکنند و چرا؟
به طور کلی، تحلیل درخت خطا به پیشگیری از خرابیهای آینده کمک میکند و نقاط بحرانی و نگرانکننده را در فرایندهای کاری جدید، محصولات و خدمات شناسایی میکند. به همین دلیل، صنایع مختلف از FTA بهعنوان روشی برای تحلیل ایمنی و کاهش ریسک استفاده میکنند، از جمله:
- صنایع هوافضا، هوانوردی و دفاعی
- تولید نیرو و ایمنی سیستمهای انرژی
- تحلیل سیستمهای امنیت سایبری
- تولید مواد شیمیایی تخصصی
- حوزه سلامت و داروسازی
- مطالعات زیستمحیطی و مدیریت بحران
آیا در این فهرست الگوی مشترکی میبینید؟ اینها صنایعی هستند که در صورت بروز خطا، میتوانند تأثیرات جدی بر جان و زندگی انسانها داشته باشند. وقتی یک هواپیما سقوط میکند یا یک دستگاه پزشکی بهدرستی عمل نمیکند، خطر از دست رفتن جان افراد یا وقوع حوادث تلخ بسیار بالاست. FTA ابزاری است که این صنایع برای ایمن نگه داشتن فعالیتهای پرریسک خود از آن استفاده میکنند.
چرا تحلیل درخت خطا (FTA)؟
تجزیه و تحلیل درخت خطا میتواند موضوعی فنی و همراه با محاسبات و حل مسئلههای متعدد باشد. با این حال، آشنایی با آن و بهکارگیریاش در کسبوکار، مزایای قابل توجهی به همراه دارد. این روش:
- به تحلیل، درک و بهبود سیستمهای شما کمک میکند.
- امکان بررسی و رسیدگی به هر خطا را بهصورت جداگانه و کاملاً نظاممند فراهم میکند.
- چندین سیستم و ارتباط میان آنها را بهطور همزمان ارزیابی میکند.
- بر علت ریشهای خرابی تمرکز دارد، نه صرفاً بر تعمیر آن.
- اولویتبندی تعمیرات را بر اساس نرخ خرابی و عواملی که به خرابیهای فاجعهبار منجر میشوند انجام میدهد.
- به طراحی و برنامهریزی نگهداری و تعمیرات متناسب با احتمال خرابی هر سیستم کمک میکند.
- خطای انسانی را نیز در تحلیلها در نظر میگیرد.
با توجه به این مزایا، بهکارگیری FTA در مجموعه ابزارهای تحلیلی سازمان منطقی و ارزشمند است. این روش به شما کمک میکند آینده را بهتر پیشبینی کرده و وقوع مشکلات احتمالی را قبل از رخ دادن مدیریت کنید.
نمادها و ساختار تحلیل درخت خطا (FTA)
تحلیل درخت خطا با ساخت «درختهای خطا» انجام میشود. این درختها دارای مجموعهای استاندارد از نمادها و قواعد نامگذاری هستند که در صنایع و واحدهای مختلف بهصورت یکسان به کار میروند.
درخت خطا یک گراف جهتدار غیر مدور (DAG) است؛ یعنی نموداری که در یک جهتِ مشخص، از ابتدا تا انتها خوانده میشود و مسیر بازگشتی (حلقه) ندارد. این نمودار جریان و ارتباط میان مجموعهای از فعالیتها یا رخدادها را نشان میدهد. این فعالیتها به دو دسته اصلی تقسیم میشوند: رویدادها (Events) و دروازهها .(Gates)
نمادهای رویدادها
رویدادها اتفاقاتی هستند که در یک سیستم یا فرایند رخ میدهند و میتوانند موجب خرابی شوند یا در بروز آن نقش داشته باشند؛ برای مثال، از کار افتادن یک جزء خاص. انواع مختلف رویدادهایی که در درخت خطا ظاهر میشوند، هر کدام نماد مشخصی دارند.
نمادهای رویداد معمولاً یک ورودی و یک خروجی دارند، زیرا یک وضعیت یا رخداد مشخص را در مسیر تحلیل نشان میدهند.
۱. رویداد رأس (Top Event – TE)
این رویداد در بالاترین نقطه درخت خطا قرار دارد و موضوع اصلی تحلیل است. معمولاً همان رویداد فاجعهبار یا خرابی نهایی است که منجر به ازکارافتادگی کل سیستم میشود. نماد آن یک مستطیل است. این رویداد دارای ورودی است اما خروجی ندارد، زیرا نقطه نهایی و نتیجه زنجیره رویدادهای درخت محسوب میشود.
۲. رویدادهای پایه (Basic Events – BE)
این رویدادها علل ریشهای هستند که در مسیر سیستم به سمت بالا گسترش یافته و در نهایت باعث وقوع رویداد رأس میشوند. نماد آنها دایره است و ورودی ندارند. این رویدادها در پایینترین سطح درخت و در نقطه مقابل رویداد رأس قرار دارند.
۳. رویدادهای میانی (Intermediate Events)
این رویدادها در نتیجه وقوع یک یا چند رویداد دیگر ایجاد میشوند. رویدادهای پایه باعث شکلگیری رویدادهای میانی میشوند و این رویدادها در نهایت به رویداد رأس منتهی میشوند. نماد آنها مستطیل است که هم ورودی و هم خروجی دارد.
۴. رویدادهای انتقالی (Transfer Events)
زمانی که درخت خطا بسیار بزرگ باشد و در یک صفحه جای نگیرد، از رویداد انتقالی استفاده میشود. در این حالت، بخشی از درخت با یک نماد جایگزین شده و ادامه آن در نموداری جداگانه تشریح میشود. نماد آن مثلث است.
- رویداد «انتقال به خارج»دارای خروجی در سمت راست مثلث است.
- رویداد انتقالی دارای ورودی در بالای مثلث است.
۵. رویدادهای توسعهنیافته (Underdeveloped Events)
گاهی رویدادی رخ میدهد که پایهای نیست، اما اطلاعات کافی برای توسعه یک زیردرخت (Subtree) برای آن وجود ندارد. چنین رویدادهایی بهعنوان «توسعهنیافته» علامتگذاری میشوند و نماد آنها لوزی است.
۶ رویدادهای شرطی(Conditional Events)
این رویدادها بهعنوان شرط برای یک دروازه INHIBIT (که بعداً توضیح داده میشود) عمل میکنند. نماد آنها بیضی است.
۷. رویدادهای خانه (House Events)
اینها رویدادهای خارجی هستند که معمولاً انتظار میرود رخ دهند. این رویدادها یا اتفاق میافتند یا نمیافتند، بنابراین احتمال وقوع آنها بهترتیب ۱ یا ۰ در نظر گرفته میشود.
نمادهای دروازه (Gate Symbols)
دروازهها که گاهی «دروازههای منطقی» (Logic Gates) نیز نامیده میشوند، نشان میدهند که خرابیها چگونه در یک سیستم گسترش مییابند.
در برخی موارد، یک رویداد منفرد میتواند بهتنهایی منجر به رویداد سطح بالا (یعنی خرابی فاجعهبار) شود. اما در موارد دیگر، ترکیب دو یا چند رویداد مختلف باعث وقوع رویداد رأس میشود. در اینجاست که مفهوم منطق بولی (Boolean Logic) مطرح میشود.
دروازهها عملگرهای منطق بولی مانند و (AND)، یا (OR)، اجتماع (UNION)، نقیض (NOT) و غیره را نمایش میدهند و مشخص میکنند رویدادها چگونه با یکدیگر ترکیب میشوند تا خرابی ایجاد شود.
هر دروازه تنها یک خروجی (یک رویداد حاصل) دارد، اما میتواند یک یا چند ورودی (رویدادهای اولیه) داشته باشد.
پرکاربردترین دروازهها در ترسیم درخت خطا به شرح زیر هستند:
۱. دروازه AND
این دروازه میتواند هر تعداد رویداد ورودی داشته باشد. رویداد خروجی تنها زمانی رخ میدهد که همه رویدادهای ورودی اتفاق بیفتند. نماد آن دارای بخش بالایی گرد است که خروجی از آن خارج میشود.
۲. دروازه AND اولویتدار
رویداد خروجی فقط در صورتی رخ میدهد که همه رویدادهای ورودی در یک ترتیب مشخص اتفاق بیفتند. شکل آن بسیار شبیه دروازه AND است، با این تفاوت که یک خط اضافی در پایین آن دارد.
۳. دروازه OR
رویداد خروجی زمانی رخ میدهد که حداقل یکی از رویدادهای ورودی اتفاق بیفتد. نماد این دروازه در بالا نوکتیز است (محل خروجی) و بخش پایینی آن خمیده است که به ورودیها متصل میشود و ظاهری شبیه موشک دارد.
۴. دروازه XOR یا انحصاری
رویداد خروجی فقط زمانی رخ میدهد که دقیقاً یکی از ورودیها اتفاق بیفتد (نه بیشتر). نماد آن شبیه دروازه OR است، با این تفاوت که گویی یک مثلث داخل نماد OR رسم شده است.
۵. دروازه k/N یا رأیگیری
این دروازه دارای N رویداد ورودی و یک رویداد خروجی است. خروجی زمانی رخ میدهد که حداقل k مورد از N ورودی اتفاق بیفتد. نماد آن شبیه دروازه OR است، با عبارت «k/N» که در پایین آن نوشته میشود.
۶. دروازه INHIBIT یا بازدارنده
این دروازه مشابه AND عمل میکند؛ یعنی رویداد خروجی زمانی رخ میدهد که رویداد(های) ورودی اتفاق بیفتند و همزمان یک رویداد شرطی نیز برقرار باشد. نماد آن یک ششضلعی است.
-
- رویداد ورودی در پایین دروازه متصل میشود.
- رویداد شرطی در سمت راست دروازه قرار میگیرد.
- خروجی در بالای نماد، مشابه سایر دروازهها، نمایش داده میشود.
| نوع دروازه (مخفف) | تعریف | شرط وقوع خروجی |
|---|---|---|
| دروازه AND | ترکیب همزمان چند رویداد با منطق «و» | وقوع همه رویدادهای ورودی |
| دروازه AND اولویتدار (PAND) | ترکیب رویدادها با ترتیب مشخص | وقوع همه ورودیها با ترتیب تعیینشده |
| دروازه OR | ترکیب رویدادها با منطق «یا» | وقوع حداقل یک ورودی |
| دروازه XOR | یا انحصاری بین رویدادها | وقوع فقط یکی از ورودیها |
| دروازه رأیگیری (k/N) | منطق رأیگیری بین چند رویداد | وقوع حداقل k رویداد از N رویداد |
| دروازه بازدارنده (INHIBIT) | وقوع رویداد وابسته به شرط | وقوع ورودی همراه با برقرار بودن شرط |
انواع تحلیل درخت خطا (FTA)
تحلیل درخت خطای استاندارد تنها روش موجود نیست. برای کاربردها و صنایع خاص، نسخههای توسعهیافتهای از FTA طراحی شدهاند. این نسخهها میتوانند ویژگیها و رفتارهایی را مدلسازی و نمایش دهند که در درختهای خطای استاندارد بهراحتی قابل بیان نیستند. برخی از این انواع عبارتاند از:
۱. FTA پویا (FTA – DFT)
درختهای خطای پویا نسخه توسعهیافته FTA استاندارد هستند که رفتارها و تعاملات پیچیده اجزای سیستم را مدلسازی میکنند.
۲. FTA قابل تعمیر (Repairable FTA – RFT)
این روش با در نظر گرفتن امکان تعمیر، مدل FTA را گسترش میدهد و امکان توصیف تعمیرات وابسته و پیچیده بین اجزای سیستم را فراهم میکند.
۳. FTA توسعهیافته (Extended FTA)
در این نوع، اجزای چندحالته و احتمالهای تصادفی در تحلیل لحاظ میشوند.
۴. FTA فازی (Fuzzy FTA)
این روش عوامل نامطمئن و دشوار برای پیشبینی (مانند باد یا شرایط آبوهوایی) را با استفاده از مفهومی ریاضی به نام «نظریه مجموعههای فازی» در نظر میگیرد.
۵. FTA حالت – رویداد (State-Event FTA – SEFT)
این روش برای تحلیل رفتارهای پویا به کار میرود که درختهای خطای معمولی قادر به مدلسازی آنها نیستند.
بهطور کلی، تحلیلهای درخت خطا (FTA) در دو دسته اصلی قرار میگیرند: کیفی و کمی.
تحلیل کیفی در هر حالت انجام میشود و بخش پایهای هر مطالعه FTA محسوب میشود. اما تحلیل کمی زمانی به آن افزوده میشود که احتمال وقوع رویدادهای موجود در درخت خطا مشخص و قابل محاسبه باشد.
در ادامه، هر یک از این دو نوع تحلیل را دقیقتر بررسی میکنیم.
تحلیل کیفی درخت خطا
تحلیل کیفی FTA برای کسب بینش درباره ساختار درخت خطا و شناسایی نقاط ضعف یک سیستم استفاده میشود. روشهای مختلفی برای انجام تحلیل کیفی وجود دارد، از جمله:
۱. مجموعههای حداقل برش (Minimal Cut Sets – MCS)
این روش به شناسایی آسیبپذیریهای سیستم کمک میکند. اگر یک درخت خطا شامل تعداد کمی از اجزا یا مجموعهای از عناصر با احتمال بالای خرابی باشد، سیستم غیرقابل اعتماد تلقی میشود. روش MCS این مجموعهها را شناسایی میکند. با کاهش احتمال خرابی برخی اجزا یا افزودن افزونگی، میتوان قابلیت اطمینان سیستم را افزایش داد.
۲. مجموعههای مسیر حداقلی (Minimal Path Sets – MPS)
این روش به تعیین میزان مقاومت سیستم کمک میکند. هدف آن شناسایی کمترین مجموعهای از اجزا است که میتواند سیستم را در حالت عملیاتی نگه دارد. پس از شناسایی این اجزا، میتوان روی کاهش احتمال خرابی آنها کار کرد تا قابلیت اطمینان کلی سیستم افزایش یابد.
۳. خرابیهای ناشی از علت مشترک (Common Cause Failures – CCF)
این روش بررسی میکند که آیا چندین خرابی میتوانند ناشی از یک عنصر واحد باشند یا خیر. اجزایی که از طریق CCF شناسایی میشوند، بهعنوان اجزای بحرانی در نظر گرفته میشوند. تیم نگهداری و تعمیرات باید مطمئن شود که این اجزا بهطور منظم بازرسی و در صورت نیاز تعویض میشوند. استفاده از یک نرم افزار نگهداری و تعمیرات مانند سامانه CMMS پگاه آفتاب میتواند نگهداشت و برنامهریزی تعمیر این اجزا را سازماندهی کنند.
تحلیل کمی درخت خطا
تحلیل کمی FTA برای محاسبه احتمال واقعی وقوع خرابی که در حال تحلیل آن هستید، استفاده میشود. اختصاص دادن یک مقدار عددی به احتمال خرابی به شما کمک میکند ریسکها را بهتر درک و اولویتبندی کنید.
نتایج تحلیل کمی معمولاً به دو شکل ارائه میشوند:
- شاخصهای تصادفی: این شاخصها احتمال وقوع خرابی سیستم را به شما میدهند.
- شاخصهای اهمیت: این شاخصها میزان اهمیت یک مجموعه برش (Cut Set) یا مسیر (Path) را در قابلیت اطمینان کل سیستم تعیین میکنند.
وقتی احتمال رویدادهای پایه خود را میدانید، میتوانید به راحتی احتمال وقوع رویدادهای میانی را بر اساس دروازههایی که آنها را به هم متصل میکنند، محاسبه کنید. دروازههای متداول در این محاسبات AND و OR هستند.
اینجا، A، B، C و D رویدادهای پایهای هستند. E یک رویداد میانی و TE رویداد راس (یا نهایی) است. رویداد میانی E با استفاده از یک دروازه AND به رویدادهای پایهای A، B و C متصل است. برای رخ دادن رویداد میانی E، لازم است که هر سه رویداد A، B و C شکست بخورند. احتمال شکست رویدادهای A، B و C مشخص است. بنابراین:
رویداد بالایی TE با اتصال E و D از طریق یک دروازه OR حاصل میشود. خود E یک رویداد شکست است و احتمال وقوع رویداد پایهای D مشخص است.
احتمال شکست رویداد بالایی را میتوان با استفاده از روش کیفی تحلیل درخت خطا (FTA) به این شکل محاسبه کرد.
مثال از تحلیل درخت خطا (FTA)
در اینجا دو مثال مختلف از تحلیل درخت خطا ارائه شده است تا به درک بهتر نحوه عملکرد این فرایند کمک کند.
خودرو روشن نمیشود
توضیحی که در ادامه ارائه میدهیم، دقیقاً با درخت خطای نشان داده شده در بالا مطابقت ندارد. هدف ما ارائه یک توضیح عملیتر است.
فرض کنید یک صبح از خواب بیدار میشوید و برای رفتن به سر کار آماده میشوید. سوار خودرو میشوید، سوئیچ را میچرخانید اما هیچ اتفاقی نمیافتد. خودرو روشن نمیشود.
چون کمی در مورد خودروها میدانید، از ماشین پیاده میشوید، کاپوت را بالا میزنید و باتری را بررسی میکنید. سپس گیج سوخت را چک میکنید تا مطمئن شوید بنزین تمام نشده است و قبل از بازگشت به ماشین، مطمئن میشوید چراغها شب گذشته روشن نمانده باشند.
در این مثال، روشن نشدن خودرو همان خرابی یا رویداد رأس (Top Event – TE) است. سه دلیل احتمالی برای روشن نشدن خودرو با دروازه OR به هم متصل شدهاند، یعنی هر یک از این سه دلیل یا ترکیبی از آنها میتواند باعث روشن نشدن خودرو شود.
یک قدم جلوتر، وقتی باتری را بررسی میکنید، چند دلیل ممکن برای خرابی وجود دارد: باتری قدیمی است و نیاز به تعویض دارد یا باتری خالی است و نیاز به شارژ مجدد دارد. پرسش بعدی این است که چرا باتری خالی شده است؟ اگر چراغها روشن مانده باشند، مرحله بعدی شما باید تعیین راهکاری برای جلوگیری از این مشکل در آینده باشد، مثلاً اطمینان از خاموش بودن چراغها قبل از پیاده شدن از خودرو.
اگر بخواهید احتمال وقوع خرابی را محاسبه کنید، لازم است به هر رویداد یک عدد اختصاص دهید که نشاندهنده احتمال وقوع آن باشد و سپس با استفاده از روش FTA کمی احتمال وقوع رویداد رأس را محاسبه کنید.
سرور دچار خرابی فاجعهبار میشود
این مثال کمی فنیتر از مثال خودرو است. فرض کنید شما یک سرور دارید که دادههای حیاتی را ذخیره میکند و این سرور دچار یک خرابی فاجعهبار میشود.
در ادامه توضیحات کوتاهی درباره برخی عناصر ارائه شده است:
- B یک گذرگاه (Bus) سیستمیِ غیرتکراری است.
- PSمنبع تغذیهٔ سرور است.
- C1و C2 دو واحد پردازش مرکزی (CPU) افزونه (Redundant) برای سرور هستند؛ به این معنا که خرابی یکی از این دو CPU باعث از کار افتادن کامل سیستم نمیشود.
- M1، M2 و M3 اجزای حافظهای هستند که میتوانند بین هر دو CPU بهصورت مشترک استفاده شوند.
این درخت خطا مسیر، مجموعههای برش (Cut Sets) و احتمالات وقوع رویداد رأس (خرابی سیستم) را نشان میدهد.
خرابی از رویدادهای پایه به رویداد رأس از طریق دروازههای G1تا G6 گسترش مییابد.
دروازه G1 یک دروازه بازدارنده (INHIBIT) است با این شرط که خرابی سیستم تنها زمانی رخ میدهد که سیستم در حال استفاده باشد. این بدان معناست که خطاها میتوانند در زمانهای توقف برنامهریزیشده که برای نگهداری و تعمیرات اختصاص داده شدهاند، برطرف شوند.
دروازه G2 نشان میدهد که خرابی هر یک از رویداد پایه B یا خرابی زیرسیستمی که تا G3 انتشار یافته است، میتواند موجب خرابی شود.
دروازه G3 تنها زمانی از کار میافتد که هر دو زیرسیستم پردازنده (شامل C1 وC2 ) دچار خرابی شوند.
هر زیرسیستم پردازنده (CPU) شامل منبع تغذیه (PS) ، پردازنده C1 یا C2 و مؤلفه حافظه است که از طریق دروازه G6 به هم مرتبط شدهاند. هر زیرسیستم CPU در صورتی از کار میافتد که منبع تغذیه، پردازنده یا مؤلفه حافظه دچار خرابی شود.
خرابی در سطوح بالاتر تنها زمانی رخ میدهد که هر دو زیرسیستم پردازنده از کار بیفتند.
دروازه G6 یک دروازه رأیگیری (Voting Gate) است و برای انتشار خرابی از این دروازه، دستکم دو مورد از سه مؤلفه حافظه باید دچار خرابی شوند.
عبارات بولی برای سیستم به شرح زیر است (علامت ∩ نشاندهنده عملگر بولی “union” است، که اساساً جایی است که عملکرد دو جزء به هم میپیوندد یا همپوشانی دارد):
- G1 = U ∩ G2
- G2 = B ∩ G3
ترکیب این دو عبارت:
- G1 = U ∩ (B ∩ G3)
- G1 = (U ∩ B) ∪ (U ∩ G3)
میتوانید به همین روش ادامه دهید تا زمانی که همه رویدادهای میانی حذف شوند و تنها رویدادهای پایه باقی بمانند؛ در این صورت به مجموعهبرشهای کمینه (Minimal Cut Sets) خواهید رسید. این روش، رویکرد بالا به پایین (Top-Down Approach) نام دارد.
از آنجا که احتمال وقوع رویدادهای پایه ارائه نشده است، انجام تحلیل کمی امکانپذیر نیست.
مقایسه تحلیل درخت خطا (FTA) با سایر روشهای تحلیلی
روش FTA تنها روش تحلیلی موجود نیست. در ادامه چند روش دیگر و مقایسه آنها با FTA ارائه شده است:
روش FMEA
روش FTA از روش بالا به پایین برای شناسایی نقاط خرابی استفاده میکند، در حالی که تحلیل حالات و اثرات خرابی (Failure Modes and Effects Analysis – FMEA) از روش پایین به بالا استفاده میکند.
در FMEA ابتدا بررسی میشود که در هر مرحله چه چیزی ممکن است اشتباه پیش برود و باعث خرابی شود، به جای اینکه ابتدا خرابی نهایی را بررسی کند.
همچنین، FMEA ارتباط بین رویدادهای مختلف یا رویدادهای شرطی را بررسی نمیکند، در حالی که FTA این روابط را مدلسازی میکند. بنابراین، FTA پیچیدهتر است اما تحلیل کاملتری ارائه میدهد.
روش FMECA
تحلیل حالات خرابی، اثرات و بحرانی بودن (Failure Modes, Effects, and Criticality Analysis – FMECA) مشابه FMEA است، با این تفاوت که تحلیل بحرانی بودن یا رتبهبندی را اضافه میکند.
روش FMEA به یک فهرست طولانی از «چه میشود اگر…»ها نگاه میکند، اما FMECA امکان رتبهبندی خرابیها را فراهم میکند تا بتوان برنامهریزی و اولویتبندی کارها را بهتر انجام داد.
روش ETA
تحلیل درخت رویداد (Event Tree Analysis – ETA) بر سؤالات خاص تمرکز دارد و آنها را به روشی بسیار مستقیم پاسخ میدهد. برخلاف FTA، ETA کاربرد عمومی ندارد و بیشتر در صنایع مالی استفاده میشود.
سادهسازی فرایند با استفاده از نرمافزار FTA
برای سیستمهای بزرگ و پیچیده، درختهای خطا میتوانند به سرعت آنقدر گسترده شوند که امکان ترسیم آنها روی یک صفحه یا وایتبرد وجود نداشته باشد. یکی از راهکارها استفاده از عناصر انتقالی (Transfer Elements) است، اما حتی با آنها، نمودار ممکن است بیش از حد بزرگ و دشوار برای مدیریت، خواندن و درک شود. نرمافزار تحلیل درخت خطا راهحل مناسبی برای این مشکل است.
- علاوه بر سادهسازی نمایش گرافیکی، برخی نرمافزارها دارای الگوریتمهایی هستند که میتوانند جنبههای کمی FTA مانند MCS ، MPS و CCF را بهطور خودکار شناسایی کنند.
- اگر احتمال خرابی رویدادهای پایه را بدانید، میتوان احتمال وقوع رویداد رأس و خرابی زیرسیستمها را تنها با یک کلیک محاسبه کرد.
چند نرمافزار معروف برای FTA
- Visual Paradigm – نرمافزار FTA با قابلیتهای گسترده و دوره آزمایشی رایگان.
- BlockSim – نرمافزاری برای FTA که بخشی از مجموعه نرمافزارهای اطمینانپذیری ReliaSoft است.
- ALD Fault Tree Analyzer – نرمافزار FTA رایگان و مبتنی بر فضای ابری.
این فهرست تمام نرمافزارهای موجود نیست و تنها محبوبترینها را شامل میشود. نرمافزارهای زیادی با قابلیتهای متفاوت و مناسب برای کاربردهای مختلف وجود دارند. بسته به هدف و صنعت خود، میتوانید محصول مناسب را انتخاب کنید.
منابع اضافی
همانطور که مشاهده میکنید، تحقیقات و تخصص زیادی در توسعه فرایند تحلیل درخت خطا (FTA) صرف شده است. اگر میخواهید عمیقتر به این موضوع بپردازید، منابع زیر مفید خواهند بود:
- کتاب Fault Tree Analysis Primer نوشته Clifton A. Ericson
- کتاب Fault Tree Analysis: A Complete Guide نوشته Gerardus Blokdyk
جمعبندی
تحلیل درخت خطا (FTA) میتواند پیچیده باشد، اما اگر تیم مناسب را گرد هم بیاورید و تمرین کافی داشته باشید، به مرور احساس خواهید کرد که میتوانید به آینده نگاه کنید و خرابیها و علل آنها را پیشبینی کنید. شما به نوعی جادوگری تبدیل میشوید که برنامه نگهداری و تعمیرات را در زمان توقف برنامهریزی شده نگه میدارد و تیم خود را بیشتر بهصورت پیشگیرانه نسبت به واکنشی هدایت میکنید.
در پگاه آفتاب، ما در هر مرحله همراه شما هستیم. سیستم CMMS ما تمام اطلاعات لازم برای ساخت مؤثر FTA، مدیریت فعالیتها برای کاهش ریسک و موارد بسیار دیگر را در اختیار شما قرار میدهد. مأموریت ما این است که کار شما تا حد ممکن ساده و روان باشد. برای پرسشها یا مشاهده اینکه سیستم CMMS ما چگونه میتواند از شما پشتیبانی کند، با ما تماس بگیرید.
