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Análisis del árbol de fallas (FTA)

1962
  • H.A. Watson
Diagrama de análisis de árbol de fallos para el diseño de sistemas y la evaluación de riesgos.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

El análisis de fallos (FTA, por sus siglas en inglés) es una técnica deductiva de análisis de fallos descendente. Parte de un posible evento no deseado (el "evento principal") y utiliza compuertas lógicas booleanas (AND, OR, etc.) para determinar las combinaciones de fallos de componentes o errores humanos que podrían causarlo. Proporciona un modelo gráfico para comprender y cuantificar el riesgo del sistema, identificando las rutas de fallo críticas.

El análisis del árbol de fallas se desarrolló en los Laboratorios Bell a principios de la década de 1960 para evaluar la seguridad del sistema de control de lanzamiento del misil balístico intercontinental (ICBM) Minuteman I. Posteriormente, Boeing y la NASA adoptaron y utilizaron ampliamente esta técnica.

El proceso de análisis comienza definiendo el evento principal, que es una falla o riesgo específico del sistema. A continuación, el analista trabaja hacia atrás para identificar todas las posibles causas inmediatas. Estas causas se vinculan al evento principal mediante compuertas lógicas. Una compuerta "OR" implica que cualquiera de los eventos de entrada es suficiente para causar el evento de salida, mientras que una compuerta "AND" requiere que todos los eventos de entrada ocurran simultáneamente. El proceso continúa hacia abajo, desglosando los eventos en causas más fundamentales, hasta llegar a los eventos básicos. Los eventos básicos suelen ser fallas de componentes o errores humanos para los que se dispone de datos de probabilidad de falla.

Once the fault tree is constructed, it can be analyzed qualitatively to identify single points of failure and minimal cut sets (the smallest combinations of basic events that will cause the top event). It can also be analyzed quantitatively by assigning probabilities to the basic events and using Álgebra booleana to calculate the probability of the top event occurring. This makes FTA a powerful tool for Evaluación de riesgos and for prioritizing design improvements.

UNESCO Nomenclature: 3313
Diseño y teoría de sistemas

Tipo

Software/Algoritmo

Ruptura

Revolucionario

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • álgebra booleana desarrollada por George Boole
  • Conceptos de ingeniería de seguridad de sistemas de la década de 1950
  • diagramas de bloques de confiabilidad
  • Análisis del árbol de eventos (un enfoque lógico inductivo directo)

Aplicaciones

  • análisis de seguridad de las centrales nucleares
  • Evaluación de riesgos en la industria aeroespacial, incluido el programa Apolo
  • hazard analysis in chemical processing plants
  • Análisis de fiabilidad de sistemas complejos de señalización ferroviaria

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Generación automatizada de FTA a partir de esquemas de diseño de sistemas (modelos CAD/CAE)
  • árboles de fallas dinámicos que modelan dependencias secuenciales y reconfiguraciones del sistema
  • Integración de FTA con aprendizaje automático para predecir las principales probabilidades de eventos a partir de datos de sensores.
  • interactive, web-based fta tools for collaborative revisiones de diseño
  • using fta to analyze ciberseguridad vulnerabilities in networked systems
  • FTA para analizar posibles modos de fallo en algoritmos complejos de negociación financiera
  • Análisis de causa raíz basado en IA que sugiere ramificaciones de FTA según informes de incidentes.
  • Software de capacitación gamificado que enseña a los ingenieros FTA al pedirles que resuelvan acertijos de fallas.
Relacionado con: análisis de árbol de fallas, FTA, evaluación de riesgos, análisis descendente, lógica booleana, ingeniería de seguridad, conjunto mínimo de corte, seguridad del sistema.

Contexto histórico

Análisis del árbol de fallas (FTA)

1960
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1962
1963
1965-12-21
1970
1960
1960
1960
1960
1962-10-09
1964
1970
1970

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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