1. 什麼是故障樹分析（Fault Tree Analysis，FTA）？
故障樹分析是一種圖形化的系統失效分析工具，用於推理並找出系統層級下不期望結果與故障發生的原因。故障樹分析利用布林邏輯來分析系統，找出導致失效的路徑。FTA 採用由上而下的方式，從頂端單一主事件出發，往下分支檢查各系統狀態。
在進行故障樹分析時，會運用邏輯符號來追蹤系統底層的失敗原因，藉由檢查基本事件來找出導致系統層級故障的成因。故障樹圖以邏輯閘與事件呈現失敗鏈，運用真/偽判斷將事件串聯，建立邏輯圖形，以追查根本失效原因。
故障樹圖透過邏輯閘確認系統中的基本事件狀態，呈現整體系統狀態。主要事件置於頂端，再畫出代表成因的分支。每條分支會再細分，表示其直接原因，如此層層細化，直到系統的最低層級。
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2. 故障樹分析常用符號
在繪製故障樹圖時，可結合邏輯閘、符號與指定故障樹分析圖形。詳細可參考此文章介紹故障樹分析符號.
第一個失敗事件以圓形表示。外部事件則用類似「房子」的符號，代表該事件可預期或一般性發生。未展開事件會用特殊符號標示，表示該事件因資訊不足，不須再深入調查或細分。
有條件限制的事件，會以條件事件符號表示。不同事件結果則以布林關係闡述。
AND 閘（與閘）
當所有輸入條件都成立時，此事件才會發生。
OR 閘（或閘）
只要其中一項事件發生，該事件就會成立。
優先 AND 閘
此為限定情境，僅在特定條件滿足後事件才會發生。
互斥 OR 閘
與優先 AND 閘相反，條件只需成立其中一項即可，而非全部。
抑制閘
當所有列入條件事件的情境都出現後，此事件才會發生。
常見符號包含以下圖形：
外部事件
通常會以房屋符號表示，指可預期發生的外部因素。
基本/主要事件
圓形代表元件或系統中發生的錯誤或失效。
未展開事件
因資料不足，這類事件不再細部分析或調查。
條件事件
通常代表對邏輯閘的限制條件。
中間事件
這類事件位於主要事件之上，會有更詳細說明，且多為前因。
以下列出故障樹圖常用標準圖示與對應圖形表示法。
3. 故障樹分析範例
以下幾個故障樹分析範本.
在此故障樹分析 範例中，您可以看到影響飛機失事的成因，例如導航故障或飛機速度過低。進一步分析時，低速可能因主馬達提前關閉或助推火箭過早分離等造成。
員工離職故障樹分析有助於找出離職潛在原因，主要分為員工進入、員工離開與員工變動三大類。以下是完整員工離職分析圖。
使用故障樹分析可以有效剖析鷹架墜落事故。潛在原因包含意外跌落及安全帶失效。安全帶失效又細分成「設備損壞」與「未繫安全帶」兩種情境。意外跌落原因也可透過此圖深入分析。
4. 為什麼故障樹分析很重要？
運用故障樹分析建立以風險為基礎的路徑，是找出不良事件根本原因的主要方法。它亦有助於問題分析時，追溯與根因相關的事件鏈。
故障樹分析的主要目標
- 其核心在於於不良事件發生後找出系統故障的潛在主因。
- 可結合統計或分析方法，評估頂層事件的發生機率。
- 這些計算有助於取得失效率、失效概率與修復率等可靠性關鍵資訊。
故障樹分析的優點
- 它提供系統的視覺化邏輯關聯紀錄，清楚展示造成故障的原因與事件間關係。
- 分析結果有助於讓其他人迅速理解系統狀況、找出弱點。
- 同時也建立後續進一步分析與評估的基礎。
- 當您需更新或變更系統時，透過故障樹分析，已有標準步驟可作為調整或評估依據。
- 故障樹圖亦可用來維護作業程序、設計品質測試。
5. 何時適合使用故障樹分析？
幾乎所有產業都能利用故障樹分析於以下面向：
失效機率評估：FTA 常用於評估系統或事件的失敗機率。透過故障樹圖分析系統底層的基本事件，可快速計算失效發生的可能性。參考失效分析結果後，也有助於後續評估成功率。專案規劃亦可利用此法預判系統可能遭遇的失敗風險。
定義系統頂層故障：故障樹分析能自頂至底劃分並細緻化系統結構。故障樹圖由頂端分支向下展開，層層定義每個基礎事件及直接成因。用此方法可找出頂層故障核心原因。
識別系統特性與進階事件：分析有助於理解系統特性，以及後續可能發生的事件鏈。自頂而下的故障樹分析能辨識所有相關事件的連鎖路徑，從而找出潛在失敗原因。這些事件串聯起來，建構出完整失效分析路徑。
利用邏輯閘追查根本原因：FTA 可找出各事件失效的根本原因。系統設計時，若需追溯並修正失敗成因，通常會更加複雜。故障樹圖可利用邏輯閘分析任何正向或負向事件的源頭，找出令系統失效的負向事件，以及讓系統運作正常的正面因素。
6. 故障樹分析與事件樹分析差異
以下整理故障樹分析與事件樹分析的主要差異重點。
7. 故障樹分析的限制
雖然故障樹分析有多項應用，但也存在一些限制：
- 分析前必須預見並評估不希望發生的事件，因此需要先考慮所有可能貢獻原因。
- 若未具備相關技術，自行分析 FTA 可能既費時又費力，甚至成本高昂。
- 如果閱讀者缺乏必備技能，故障樹分析則故障樹分析可能並不適用。
8. 故障樹分析的發展歷史
故障樹分析是一種視覺化的系統層級風險評估與安全分析工具。1962 年，貝爾實驗室的 H. A. Watson 為美國空軍提出此方法，並於 Minuteman 發射管制系統大獲好評，使故障樹成為系統設計與開發關鍵利器。1966 年，波音航太公司進一步引用 FTA 概念，開發可解析多達 12 個階段失效的多相位故障樹。
歷年來在多位專家的推動下，故障樹理論持續進步，催生出相關演算法與專用軟體。除對航太產業影響深遠外，核能產業也廣泛導入 FTA 用於核電廠設計。後續化工與機器人產業亦陸續採用故障樹分析與圖表工具，以提升工程品質與可靠性。
9. 如何執行故障樹分析
運用故障樹分析等最佳線上工具（如 EdrawMax 流程圖軟體）進行故障樹分析十分簡便。推薦 EdrawMax 免費版，支援三個專案免費製作，且介面直覺易用。
繪製故障樹分析分析圖前，建議考量如下重點：
- 確認頂層失效事件。
- 以邏輯閘（如 AND、OR ）串聯連結第一層關鍵成因。
- 以邏輯閘連結次一層關鍵成因。
- 分類並定義最小割集。
- 評估並檢查整個故障樹分析推論結果。
以下為使用故障樹分析EdrawMax Online 製作故障樹分析圖的教學步驟
請先開啟 EdrawMax Online 官方網站，並註冊帳號。登入後可免費套用範本，開始建立專案。
本步驟可於搜尋欄輸入「故障樹分析」關鍵字，或點選「管理」於側邊欄，接著選擇「故障樹分析」範本，即可於主介面開始編輯。
接下來請從免費範本列表，開啟欲使用的故障樹分析範本。平台提供多種免費與付費選項，升級會員可無限建立專案，免費版則限定三個專案。
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10. 故障樹分析常見問題（FAQ）
故障樹分析可以用來做什麼？
我們運用故障樹分析找出系統層級的失效原因。透過繪製故障樹圖，以布林邏輯分析系統基本事件。每個事件分支出更底層原因，搭配即時追蹤，讓我們快速釐清引發頂層失敗的核心事件。
故障樹分析在安全管理上怎麼應用？
FTA 也是風險管理與安全分析常用的專業工具。這方法能解析系統設計、結構，並找出與安全相關的重要功能。運用故障樹分析，不論高階或基層安全關鍵失效，都能精準檢視與掌握。
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