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Analisi dell'albero dei guasti (FTA)

1962
  • H.A. Watson
Diagramma di analisi ad albero dei guasti per la progettazione di sistemi e la valutazione dei rischi.

L'FTA è una tecnica di analisi dei guasti di tipo top-down e deduttivo. Parte da un potenziale evento indesiderato (il "top event") e utilizza le porte logiche booleane (AND, OR, ecc.) per determinare le combinazioni di guasti dei componenti o errori umani che potrebbero causarlo. Fornisce un modello grafico per comprendere e quantificare il rischio del sistema, identificando i percorsi critici di guasto.

L'analisi dell'albero dei guasti (Fault Tree Analysis) fu sviluppata presso i Bell Laboratories nei primi anni '60 per valutare la sicurezza del sistema di controllo del lancio del missile balistico intercontinentale (ICBM) Minuteman I. La tecnica fu successivamente adottata e ampiamente utilizzata da Boeing e NASA.

Il processo di analisi inizia con la definizione dell'evento principale, ovvero un guasto o un pericolo specifico del sistema. L'analista lavora quindi a ritroso per identificare tutte le possibili cause immediate. Queste cause sono collegate all'evento principale mediante porte logiche. Una porta "OR" implica che uno qualsiasi degli ingressi eventi è sufficiente a causare l'evento in uscita, mentre una porta "AND" richiede che tutti gli eventi in ingresso si verifichino contemporaneamente. Il processo continua verso il basso, scomponendo gli eventi in cause più fondamentali, fino a raggiungere gli eventi di base. Gli eventi di base sono tipicamente guasti di componenti o errori umani per i quali sono disponibili dati sulla probabilità di guasto.

Una volta costruito l'albero dei guasti, è possibile analizzarlo qualitativamente per identificare singoli punti di guasto e set di taglio minimi (le più piccole combinazioni di eventi di base che causeranno l'evento massimo). Può anche essere analizzato quantitativamente assegnando probabilità agli eventi di base e utilizzando l'algebra booleana per calcolare la probabilità che si verifichi l'evento massimo. Questo rende l'FTA uno strumento potente per la valutazione del rischio e per stabilire le priorità per i miglioramenti progettuali.

UNESCO Nomenclature: 3313
- Progettazione e teoria dei sistemi

Tipo

Software/Algoritmo

Interruzione

Rivoluzionario

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • algebra booleana sviluppata da George Boole
  • concetti di ingegneria della sicurezza dei sistemi degli anni '50
  • diagrammi a blocchi di affidabilità
  • analisi dell'albero degli eventi (un approccio logico induttivo in avanti)

Applicazioni

  • analisi di sicurezza delle centrali nucleari
  • valutazione del rischio nel settore aerospaziale, anche per il programma Apollo
  • analisi dei rischi negli impianti di lavorazione chimica
  • analisi di affidabilità di sistemi di segnalamento ferroviario complessi

Brevetti:

NA

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