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工程机械维修和管理中故障树分析法的应用探析

来源:用户上传      作者: 何硕超

  【摘要】随着我国现代功能设备复杂化、大型化与智能化发展,确保工程设备安全性与可靠性成为工程机械维修与管理中的突出问题。其中,故障树分析法是进行系统安全性与可靠性分析的重要手段,在故障预测、故障模式识别和故障诊断中的应用极为广泛,有利于维修员准确而快速的寻找设备故障,并对系统中薄弱环节进行有效分析与改进。因此,故障树分析法是工程机械故障诊断技术中极为重要的组成部分。本文通过分析故障树分析法概念及作用,总结归纳故障树分析法在工程机械维修与管理中的应用要点。
  【关键词】故障树分析法;工程机械维修与管理;应用要点
  目前,我国智能化、大型化基础设施建设进入了重要时期。而这些包含工程机械的大型化基础设施建设与人民的日常生活息息相关。其中,在大型化基础建设施工项目中,工程机械的工具与设备有着不可或缺的作用。而在《资本论》中,马克思曾提到:“一台机器的构造,不管怎样完美无缺,进入生产过程后,在实际使用上就会出现一些欠缺,必须用补充劳动来纠正。”可见,对工程机械进行维修与管理,是意义重大且极为必要的事情。但工程机械修与管理过程中,通常会出现诊断错误,从而浪费了大量的物力、人力和财力。尤其是大规模的工程项目施工中,关键设备及其关键部位的安全性能够直接影响工程施工质量和施工进度。同时,工程项目的施工现场一般没有复杂诊断设备,因而,可靠的诊断方法在分析工程机械故障问题时,显得极为重要。
  1. 故障树分析法概念及特点
  故障树分析法,即故障树分析技术是在1962年由美国贝尔电报公司开发研究的,其在系统故障分析、系统可靠性设计、安全工程等有广泛应用。故障树分析法,是将系统故障的形成原因从总体到部分,根据树枝状的逐级细化的一种分析方法。首先,故障树分析法将研究系统中最不期望发生的故障,作为故障分析目标,即“顶事件”,接下来逐级探查可直接导致故障发生的“中间事件”与“底事件”,最后,使用适当逻辑门将“顶事件”、“中间事件”与“底事件”联系在一起,形成故障树,并根据故障树图形化分析导致系统出现故障及证实体统故障的诸多因素之间逻辑关系。
  故障树分析法的主要特点包括:①自大系统至小系统、自整机各个系统至零件,采取逐级细化方法进行分析;②可进行单因素故障分析,也可进行多因素故障分析,不仅可采取定性方法分析系统故障,同时也可采取定量分析法进行系统故障分析;③故障树系基于逻辑门所构建的逻辑图,可由计算机完成。同时,故障树分析法还具有知识库容易更新、诊断高效以及简单直观的特征。
  2. 故障树分析法的流程、基本事件及符号
  故障树分析法流程共计5步,主要是定义边界条件与初始条件、定一定时间、构建故障树、定性分析与输出诊断结果。同时,故障树分析法的基本事件与符号均有不同的代表意义,具体见表1.
  3. 故障树分析法――定性分析
  在故障树中所对应的底事件中,如果某几项底事件在同一时间发生,且必定引发故障树中对应的顶事件时,则可将这几项底事件所构建形成的集合称为“割集”。显而易见,每个割集可对应整个系统中故障的某种情况。如果割集中,某个割集去除其中任何一项底事件之后,这个割集就不再成为割集,那么可将这个割集定义为最小割集。由最小割集定义可知,整个系统中所包含的全部的最小割集,即代表系统出现故障的全部故障种类与故障模式。在故障树分析法当中,最小割集作用体现于为维修系统故障提供了必须维修的最基本的故障点。对工程机械故障诊断而言,故障树分析法中的定性分析目标,是探寻整个体统中全部的最小割集。此外,还有除割集与最小割集以外的定义,即路集与最小路集,如果某几项底事件集合均不发生,则顶事件同样不发生,那么这几项底事件所构成的集合为路集。相应的,去掉整个路集中任意一个底事件,此路集不再为路集,那么这个路集即为最小路集。路集与最小路集的定义,同割集与最小割集的定义相反。最小路集可代表整个系统确保顶事件正常运行时所有的可能途径。
  4. 故障树分析法在工程机械维修与管理中的作用
  故障树分析法于实际工程机械维修与管理应用中,具有以下四方面的作用和优越性:①故障树分析属于一种图形演绎的方法,故障树的图形可清晰表达整个体统内在的联系,同时揭示出体统和零件之间逻辑关系。故障树分析法,是故障事件在一定条件下的逻辑分析法,其可围绕特定故障状态进行层层深入的研究分析,以此寻找出整个体统所有的故障谱和薄弱环节。②在工程机械维修和管理中使用故障树分析法,可考虑所有的有可能导致系统失效的各类因素,如此不但能分析出某些机械零件故障对于整个体统的影响,还能考虑到环境因素、人为因素和软件因素等。 ③故障树图建成之后,对于不曾参与过系统设计的维修人员和管理人员而言,相当于一个形象管理与维修指南,因而,可以用故障树分析法来培训系统管理及维修人员,同时也可检查系统发生故障的原因。④故障树分析法对系统发生的故障作定量分析和定性分析。其不仅能分析因单个零件引发的系统故障,还能分析多个部位出现故障所引发的系统故障。
  5. 结语
  综上所述,故障树分析法具有以下优点:能将故障发生原因全面而直观的表现出来,有利于管理人员进行定量分析和定性分析;有利于管理人员探寻原本未发现的机械问题,从而找到系统潜在故障;通过故障树的建立,清晰的列出各种导致故障发生的可能,为施工现场维修人员进行准确而快速的检查、维修提供依据;可经过建立故障树而发现由环境因素或者人为因素形成的故障,方便在不同施工环境中设置并完善机械检查与维修制度。
  参考文献
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  [2] 高莉春. 故障树分析法在工程机械维修与管理中的应用[J]. 设备管理与维修. 2014(10):94―96.
  [3] 田建涛,余志龙,闫青. 故障树分析法在工程机械维修中应用[J]. 工程机械文摘. 2015(1):86―87.
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