1、机器人系统组成
故障树分析是可靠性工程中的一项重要工作，是量化评估系统可靠性、安全性的重要手段。企业设计生产的机器人设备由电源模块、探测模块、通信模块、移动控制模块、计算模块组成。由于机器人本身的复杂性以及各模块间的耦合关系，移动控制模块的故障不仅跟控制系统本身组件有关，与通信模块也有关，这里假设通信模块正常，以控制系统异常作为顶事件进行故障树分析。
现要求使用故障树分析工具进行该机器人的控制模块可靠性分析，一方面量化评估控制模块的失效概率，以便做进一步的改进决策；另一方面进行可用性仿真，判断是否满足使用要求。
2、机器人故障树分析FTA
机器人控制系统出现控制失效时有三种情况：站立阶段状态异常，驱动故障，控制单元故障，三者的故障逻辑关系为只要其中一个发生故障，则顶事件发生，所以建立故障树时用或门。站立阶段状态异常分支往下分析，有两种故障模式：关节角度有误和报警声长鸣。再往下分析，报警声长鸣事件就得到了其根本原因，而关节角度有误这一分支还有两个“或”关系的中间事件，还需要继续往下寻找才得到导致其的根本原因，即底事件。实际情况中，当下肢助行外骨骼机器人处于站立阶段，出现下肢没有站直，即关节角度有误，最有可能故障原因为关节处的磁感编码器参数漂移。在站立阶段，关节角度有误的另一种故障现象为关节转动角度偏差过大，已达到机械限位角度却依然还有转动趋势，出现此故障的原因一般为关节磁感编码器信号线开路或失效。
使用PosVim的故障树分析模块(FTA)绘制控制系统故障树模型，并对各基本事件的发生概率进行量化，比如信号线开路的发生概率为1.3E-6。具体数据如下图所示。定义好各基本事件后，可进行顶事件发生概率计算、最小割集计算、重要度计算，并可进行可用度仿真分析，输出相应的分析结果。
通过计算，机器人控制系统的故障发生概率为4.68E-5,最小割集都是1阶，可用度仿真结果为0.99998，MTBF计算结果为3321小时。
