論如何利用故障診斷系統來提高工程機械的工作效益

●陳星寧

一、引言

在工程機械領域，經常會出現因為故障導致工程進度落后耽誤甚至無限期拖延的問題，因此對于工程機械故障的診斷與解決在工程建設中就顯得尤為重要。合理地解決故障問題能夠對工程建設和工程機械的工作效益產生重要影響，這種影響不僅體現在工程機械本身的使用效果、使用時長、貢獻工作量等指標，還有故障判斷時間、故障解決時間、機械停用時間等等這些因素；良好的診斷系統可以快速準確判斷出故障所在并迅速解決，而舊有診斷系統則會對工程機械造成進一步的隱性傷害，不利于工程機械的工作效益提高。本文以推土機為例，通過已經建立的基于多傳感器信息融合的專家系統的故障診斷架構，在理論上進行故障診斷系統對于提高工程機械效益的分析，得出相關理論依據。

二、故障診斷系統對于工程機械的重大意義

（一）正常運轉的必要條件

在工程機械的實際操作過程中，經常會由于工期較長、任務量較重、機械使用時間較長等各種因素導致工程機械出現各種故障，導致停用；在推土機的故障中，由于推土機內部的結構裝置趨于復雜以及推土機運行壓力的逐步增大，推土機作為典型的高強度使用機械，容易引發更多的故障。因此，建立基于多傳感器信息融合的專家系統的故障診斷架構，能夠有效地對故障進行判斷，使得推土機的故障盡快被找出并且加以解決，保證工程建設機械的正常運轉與使用，提高工程建設的流暢度和可靠性。①

（二）保證機械使用壽命

如果工程機械頻繁地出現較多故障，那么在診斷維修的過程中，不僅會花費大量的人力物力和時間，并且對于工程建設有一定的影響，而且長期損壞和維修的循環往復容易縮短機械的使用壽命，反而會造成更多的浪費和消耗。利用基于多傳感器信息融合的專家系統的故障診斷架構，通過多源信息的融合互補，對故障進行一次性徹底排查，解決包括故障本身及其關聯故障、相關零部件軟硬件等問題，實現較為徹底的修復與改造，避免了反復維修與損壞，從而能夠有效地提高工程機械的使用壽命，減少故障對于工程機械壽命的影響。

（三）工程機械改進的重要依據

基于多傳感器信息融合的專家系統的故障診斷架構，能夠有效地整合多方面信息源，通過科學細致的大數據進行分析，從而得出哪些故障屬于高發故障、哪些故障屬于次高發或者低發故障，通過對于故障發生頻率以及發生部位的劃分，以推土機為例，能夠在推土機復雜的結構裝置中更好地判斷出故障高發區域所在，進行針對性的區域專門修復與后續重點監測；不僅是有效解決故障、避免今后故障多次發生的巧妙方法，還能夠通過搜集相關故障發生頻率、區域、次數等進行匯總，交由推土機等工程機械的開發者與制造者，為他們提供相應的思路和靈感，使得工程機械得以在一次次的實踐中更好地得到改進升級。

三、故障診斷系統對于工程機械效益的提高體現在哪些方面

（一）適應更大工作量、更長工作時間

在其他條件不變的情況下，如果多傳感器信息融合的專家系統的故障診斷架構能夠有效地診斷出故障，并且之后維修人員能夠快速排除修復故障，那么諸如推土機之類的工程機械就會獲得更長的使用時間，如果在工程現場不只有推土機一臺機械，那么就會在相當大程度上提高了工程機械的動力來源，能夠為工程建設提供更好的持續輸出，適應更大的工作量和更長的工作時間，使用價值的提高能夠為工程建設帶來更大的效益。

（二）工程機械使用效率大大提高

由于故障的出現能夠在多傳感器信息融合的多元信息源之下得到快速的診斷，之后通過相關人員也能快速地解決故障，實際上減少了不必要的維修時間，提高了維修效率和工程機械的使用效率，使得工程機械的空閑率大大降低，維修間隙時間進一步縮短，實際上能夠更有效地銜接工程機械的使用需求，避免出現無工程機械可用的情況；這樣也會進一步增強整個工程機械使用、維修、再次投入使用的流暢度，使得整個工程的運轉效率得到提高，至少在機械這一環節的效率會得到大幅提高。

（三）購買以及二次維修費用開銷大大減少

工程機械本身就屬于高消耗品和易損壞品，而且又經常是大型工程，需要使用的機械設備大都昂貴，因此在工程建設中工程機械的購買以及保養和維修等方面是一筆不小的開銷，對于整個工程的預算也有很大的影響。在多傳感器信息融合的專家系統的故障診斷架構下，故障的診斷較為迅速和準確，也為后續的維修保養提供了不小的便利，這樣經過維修后的工程機械能夠快速地投入工程建設與生產作業，在創造效益的同時也減少了空閑率，省去了一大筆經常需要維修機械的開銷，也因為故障和良好診斷和解決使得機械的使用壽命相比之前大大延長，不必頻繁更換和購買新機械設備，節省了購買開銷。

四、為進一步提高故障診斷系統對工程機械的效益應該注重哪些方面

（一）提高故障診斷的準確度、減少診斷時間

在大型工程建設中，特別是像推土機這種起到重要支撐性作用的工程機械，一旦因為故障停用，將會影響整個工期和建設進程，造成巨大經濟損失，必須在原有多傳感器信息融合的專家系統的故障診斷架構的基礎上，再進一步優化升級，提高故障診斷的精確度，避免診斷錯誤導致花費時間延長，同時也要對信息搜集進行智能化處理，在短時間內搜集大量信息顯然不可能，也會存在花費時間過久影響故障處理的情況，這時候就必須適當選擇故障高發的相關信息進行搜集以便盡可能地縮短故障排查時間，為工程建設爭取到更多的時間，減少在故障診斷這個環節的時間精力。②

（二）建立完善的故障診斷及處理機制

要實現相關工程建設的順利運行，對工程機械設立專人、建立專門體系進行系統的管理是十分必要的，需要建立完善的工程機械故障診斷及處理機制，盡可能縮短維修時間，使得工程機械能夠盡快投入使用；在體系建設上，要著重暢通故障診斷到故障處理這一環，盡可能減少干擾因素，使得故障能夠更快更合理地得到處理解決，從而最大化地發揮工程機械的應有的效益。

（三）注重工程機械本身的保養維護

在工程機械出現故障時，可以利用相關的多傳感器故障診斷系統進行判斷甄別以及后續進行處理，但是出現故障是不可避免的，我們更需要注意到不讓工程機械出現故障的前提——注重工程機械本身的保養維護，這種思維方式能夠防患于未然，使得工程機械在使用之前、使用時、使用后都能夠得到良好的保護，極大地減少了消耗與磨損等，既能減少工程機械不斷的更換與淘汰、節省經濟支出費用，也能提高其使用效率，從根源上減少了故障發生的可能性，是我們在迫切希望提高工程機械的工作效益時需要重點注意的一個方面。

五、總結

在多傳感器信息融合的專家系統的故障診斷架構下，故障得以被良好地診斷出來和解決，保證了工程機械的正常運轉和效率提升，也提高了機械使用壽命，對于工程的流暢度提升起到了不小的作用；同時，故障診斷系統也能夠使得工程機械的工作效益大大提高，不僅體現在工作量和工作時間上，還體現在整個工程運轉效率以及對于費用開銷的減免上。但是，若想要更好地提高工程機械的工作效益，還需要注意對于故障的精確、快速診斷，相關信息傳達的有效性流暢性，以及提前做好機械的保養維護等工作，都是在整個過程中需要注意的地方。

注釋：

①馬奕翔，淺析液壓傳動系統故障診斷與應對措施.南方農機，2020（13）

②王磊，劉輝.基于工程機械液壓系統故障分析.建材與裝飾，2020（19）