Introduzione alla Fault Tree

Una Fault Tree (FT) è un approccio deduttivo top-down, sistematico, failure-based illustrato tramite un modello grafico logico degli eventi (necessari e sufficienti) e delle loro connessioni per eseguire analisi di sicurezza.

Si definisce deduttivo top-down perché, partendo all’evento indesiderato (top event), ad esempio “la macchina non parte”, si deducono a cascata tutte le sue possibili cause.

Si parla di metodo sistematico perché il processo di deduzione che porta alla realizzazione della FT segue delle regole, le gorund rules.

Esiste una differenza sostanziale tra Failure e Fault nelle FT. Una Failure è un guasto responsabile e definito mentre una Fault è un non funzionamento generalizzato e non direttamente imputabili al componente.

Una FT è una rappresentazione grafica logica degli eventi e connessioni. Un esempio elementare viene riportato nella figura seguente figura, in cui è presente la più semplice conessione che si può osservare in una FT.

Una FT è un modello principalmente qualitativo che può fornire informazioni anche di tipo quantitativo. Quest’ultimo approccio negli ultimi anni sta assumendo nelle industrie un’importanza sempre maggiore nelle analisi di sicurezza e affidabilità.

Esistono due tipologie di FT, statiche e dinamiche. Le FT statiche sono teoricamente più semplici da definire ma non possono rappresentare eventi complessi come l’avvenimento di eventi in una determinata successione (formazione della cricca e sua crescita), la presenza di ridondanze, e cosi via.

A cosa serve una Fault Tree Analysis

Una Fault Tree Analysis (FTA) è un metodo che fornisce:

  • informazioni importanti per la valutazione e prioritizzazione delle cause che portano al top event;
  • una chiara visione delle cause di malfunzionamento dominanti che devono essere al centro delle attività di affidabilità e safety;
  • una base di valutazione per la gestione ottimale delle risorse, riducendo i costi e le probabilità di guasto;
  • uno strumento per la RCM (Root Cause Analysis) nel processo FRACAS (Failure Reporting, Analysis and Correttive Action System).

Processo di una Fault Tree Analysis

Una FTA di successo richiede che vengano seguiti vari step, rappresentati nella segeuente figura.

I primi cinque passaggi si riferiscono alla fase di formulazione della FTA, mentre nei rimanenti tre passaggi si esegue le vera costruzione e valutazione di una FT.

Quando possono eseguire una FTA?

Le FT possono essere utilizzate su sistemi già esistenti oppure su nuovi sistemi in fase di progettazione

  • Sistemi nuovi: stima delle probabilità di guasto dei componenti ed il loro contributo
  • Sistemi già esistenti: identificazione delle debolezze del sistema e valutazione dei possibili miglioramenti attuabili nelle versioni future

Quando devo eseguire una FTA?

Una FTA è un strumento indispensabile ogni volta che è necessario:

  • prendere una decisione importante;
  • valutare il livello di rischio degli eventi che portano a guasti critici o catastrofici;
  • migliorare l’allocazione delle risorse per la sicurezza (safety);
  • eseguire una Root Cause Analysis.

Il ruolo della FTA nel “Prendere una Decisione”

Le FTA sono utilizzate come base per prendere le decisioni importanti in quanto presentano una varietà di informazioni critiche. Le FT posso essere utilizzate per:

  • comprendere la logica degli eventi elementari (eventi ai livelli più bassi) che ha portato al verificarsi del Top Event;
  • prioritizzare i contributi che portano al verificarsi del Top Event;
  • monitorare le performance del sistema in tempo reale;
  • minimizzare e ottimizzare le risorse per la sicurezza (safety);
  • assistere il progettista nella fase di progettazione;
  • diagnosticare correttamente le cause del che hanno portato al verificarsi del Top Event.

Come posso eseguire una FTA?

Sebbene una FTA possa essere eseguita anche su un foglio di carta (con tanta pazienza), oggi le aziende si avvalgono di strumenti software dedicati e altamente integrati.

L’integrazione con altri strumenti (FMEA, FRACAS, RBD, Weibull) permette non sono di eseguire una FTA di qualità ma anche di comprendere meglio i dati che si stanno analizzando migliorando notevolmente il “know-how” anziendale.

ReliaSoft BlockSim

ReliaSoft BlockSim è uno strumento software che permette di eseguire una moltitudine di analisi per i sistemi complessi, come ad esempio quelli meccatronici. ReliaSoft BlockSim predispone degli strumenti necessari per eseguire RAMS Analysis, FTA, Markov Analysis, Allocation Analysis, Phase Diagram, Optimum Replacement, Process Flow Simulation, etc.

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