工程機械可靠性數據管理系統設計

摘要：在一個工程機械系統中，往往有眾多不同的部件，一個部件損壞或是有誤將會對整體機械的壽命和使用狀態造成負面影響。因此，工程機械對于可靠性的要求較高。基于此，本文就具體討論了工程機械可靠性數據管理系統的設計，以此來為優化設計，提高數據管理系統的可靠性和計算效率提供參考。

關鍵詞：工程機械;可靠性;數據管理;系統設計

當前工程機械領域最為重要且被普遍應用的技術就是可靠性技術，而可靠性數據管理系統則是物聯網技術將采集到的數據匯總并建立起數據庫供給使用者分析數據的一種系統，其系統模塊類型多樣，例如工程機械產品樹模塊、影響及危害性分析模塊、工程機械維修分析模塊等等，主要是分析工程機械中可能出現的問題，在問題的發現和解決過程中提高工程機械的可靠性。以下就對工程機械可靠性數據管理系統的現存問題和設計流程進行詳細說明。

一、工程機械可靠性數據管理系統現存問題

我國是世界公認的制造大國，工業企業的發展促進了我國經濟的發展，工程機械的制造可以說是我國經濟發展的基礎行業，然而在實際工作中，卻出現機械易損壞或是易發生故障的現象，不僅浪費了資源，還降低了機械的使用壽命，影響正常的建設，直接損害了企業的經濟效益。常見的問題主要有以下幾點：

（一）對可靠性數據管理系統缺乏研究

工程機械的可靠性研究需要貫穿到產品生產的各個時期——從設計，生產到使用。設計階段尤為重要，設計階段增強了對數據管理系統的可靠性，就能極大地增強機械生產制造和使用方面的質量，從而解決使用過程中機械易出現故障的問題。但是當前我國的研究主要在生產后的機械使用上，只是對試驗中的錯誤數據進行分析，從而導致研究缺乏重點，忽視了對設計階段的研究。

（二）工程機械的維修性和可靠性相分離

當前我國工程機械可靠性較低的問題還體現在維修性和可靠性研究相分離方面，可靠性保障了機械在使用中盡可能少的出現問題，維修性則保證了機械在使用中一旦出現故障就能得到及時的修復，都對機械的質量問題有所保障，甚至決定了機械的使用質量。但是當前我國對機械的可靠性和維修性總是分開研究，使其在實際使用中缺乏綜合性的保障措施。

二、可靠性數據管理系統設計

（一）功能模塊設計

對工程機械進行可靠性建模是可靠性數據管理系統設計的基礎所在，利用物聯網收集到的數據，可以對機械工程的類型進行相應地劃分，接著對其分配可靠性指標，檢查結果與目標是否一致，有誤情況需要重新進行調整，最后根據機械的故障數據建立可靠性框圖模型，進行詳細地分析，以此來檢查結果是否滿足可靠性要求。一旦出現不滿足的情況，就需要對機械的部件進行相應的替換，常見的模塊設計有可靠性框圖模塊，用分布函數對故障數據進行模擬，計算其可靠度;工程機械產品樹模塊，基于產品信息建立的模塊;FMECA模塊，主要是對故障信息進行收集、歸檔，記錄故障機械的信息，在分析人員解決問題提出糾正措施后記錄在冊，為以后相類似的故障問題提供參考;可靠性分配和預計模塊，用平均分配法進行的模塊設計;RCMA模塊，主要對可靠性進行維修分析，劃分故障機械的維修級別，按順序給出合理的故障維修排列;FTA模塊，對故障機械建立故障樹建模，分析整體機械故障的概率，排列其關鍵程度和重要性，為維修順序提供參考。

（二）運行框架設計

工程機械可靠性數據管理系統的運行流程主要是先將機械參數錄入到產品樹中，對可靠性分配和可靠性預計進行分析，根據分析結果查看是否符合要求，符合要求的就為工程機械設計提出改進意見;同時還要進行可靠性框圖的分析，對電子部分的失效率和平均壽命進行分析，對機械部分的安全可靠度進行分析，同樣根據結果提出改進意見;利用物聯網對數據進行收集并導入數據庫中，對機械類型進行編號后記錄每個部件的可靠性信息和失效信息，可靠性信息進入可靠性框圖分析流程中，失效信息進入故障診斷大綱中;對失效信息進行FMECA模塊和故障數分析，分析故障模式的危害程度，以及最小割集頂事件故障時效概率和底事件的重要程度，通過RCMA得出最終的故障診斷大綱。工程機械可靠性數據管理系統結構框架內容有以下幾方面：

（1）產品樹：數據輸入、參數設計、打印報表。

（2）可靠性預計與分配：評分輸入、可靠性預計分析、可靠性分配分析、打印報表。

（3）可靠性框圖分析：框圖建模、數據導入、可靠度分析、打印報表。

（4）故障模式影響分析：輸入故障參數、導入故障信息、危害度據算、打印報表。

（5）FRACAS：信息錄入、故障表，分析，糾正、打印報表。

（6）故障樹：故障數建模、故障信息輸入、故障數分析、打印報表。

（7）RCMA：信息輸入、維修記錄表、維修建議大綱。

結語

當前工程機械領域的可靠性數據管理系統對機械的可靠性進行了詳細且有效地分析，并能根據分析結果直接展示相關的建議，減少了大量的人力成本。但由于發展時間較短，在設計方面依舊有很大的發展空間，需要相關工作者去主動研究開發，促進工程機械更好地發展。

參考文獻：

[1]李文芳，劉超，李宏策.一種工程機械行車數據管理系統設計[J].測控技術，2015，34（8）：27-29.

[2]張曉南，劉安心，高清振.工程機械復雜系統可靠性設計的模糊故障樹方法[J].機械設計，2011，28（1）：9-13.

[3]曾楊，鄭慶華.工程機械智能監控系統與關鍵技術研究[J].建設機械技術與管理，2010（1）.

作者簡介：

胡江平（1970.2-），男，湖北陽新人，大學本科，教授，高級工程師，研究方面：機械設計與制造。