工程機(jī)械可靠性數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計

摘要：在一個工程機(jī)械系統(tǒng)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(jī)械的壽命和使用狀態(tài)造成負(fù)面影響。因此，工程機(jī)械對于可靠性的要求較高?；诖?，本文就具體討論了工程機(jī)械可靠性數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計，以此來為優(yōu)化設(shè)計，提高數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的可靠性和計算效率提供參考。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械;可靠性;數(shù)據(jù)管理;系統(tǒng)設(shè)計

當(dāng)前工程機(jī)械領(lǐng)域最為重要且被普遍應(yīng)用的技術(shù)就是可靠性技術(shù)，而可靠性數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)則是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將采集到的數(shù)據(jù)匯總并建立起數(shù)據(jù)庫供給使用者分析數(shù)據(jù)的一種系統(tǒng)，其系統(tǒng)模塊類型多樣，例如工程機(jī)械產(chǎn)品樹模塊、影響及危害性分析模塊、工程機(jī)械維修分析模塊等等，主要是分析工程機(jī)械中可能出現(xiàn)的問題，在問題的發(fā)現(xiàn)和解決過程中提高工程機(jī)械的可靠性。以下就對工程機(jī)械可靠性數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的現(xiàn)存問題和設(shè)計流程進(jìn)行詳細(xì)說明。

一、工程機(jī)械可靠性數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)現(xiàn)存問題

我國是世界公認(rèn)的制造大國，工業(yè)企業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工程機(jī)械的制造可以說是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)行業(yè)，然而在實際工作中，卻出現(xiàn)機(jī)械易損壞或是易發(fā)生故障的現(xiàn)象，不僅浪費了資源，還降低了機(jī)械的使用壽命，影響正常的建設(shè)，直接損害了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。常見的問題主要有以下幾點：

（一）對可靠性數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)缺乏研究

工程機(jī)械的可靠性研究需要貫穿到產(chǎn)品生產(chǎn)的各個時期——從設(shè)計，生產(chǎn)到使用。設(shè)計階段尤為重要，設(shè)計階段增強(qiáng)了對數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的可靠性，就能極大地增強(qiáng)機(jī)械生產(chǎn)制造和使用方面的質(zhì)量，從而解決使用過程中機(jī)械易出現(xiàn)故障的問題。但是當(dāng)前我國的研究主要在生產(chǎn)后的機(jī)械使用上，只是對試驗中的錯誤數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而導(dǎo)致研究缺乏重點，忽視了對設(shè)計階段的研究。

（二）工程機(jī)械的維修性和可靠性相分離

當(dāng)前我國工程機(jī)械可靠性較低的問題還體現(xiàn)在維修性和可靠性研究相分離方面，可靠性保障了機(jī)械在使用中盡可能少的出現(xiàn)問題，維修性則保證了機(jī)械在使用中一旦出現(xiàn)故障就能得到及時的修復(fù)，都對機(jī)械的質(zhì)量問題有所保障，甚至決定了機(jī)械的使用質(zhì)量。但是當(dāng)前我國對機(jī)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(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計

（一）功能模塊設(shè)計

對工程機(jī)械進(jìn)行可靠性建模是可靠性數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)所在，利用物聯(lián)網(wǎng)收集到的數(shù)據(jù)，可以對機(jī)械工程的類型進(jìn)行相應(yīng)地劃分，接著對其分配可靠性指標(biāo)，檢查結(jié)果與目標(biāo)是否一致，有誤情況需要重新進(jìn)行調(diào)整，最后根據(jù)機(jī)械的故障數(shù)據(jù)建立可靠性框圖模型，進(jìn)行詳細(xì)地分析，以此來檢查結(jié)果是否滿足可靠性要求。一旦出現(xiàn)不滿足的情況，就需要對機(jī)械的部件進(jìn)行相應(yīng)的替換，常見的模塊設(shè)計有可靠性框圖模塊，用分布函數(shù)對故障數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，計算其可靠度;工程機(jī)械產(chǎn)品樹模塊，基于產(chǎn)品信息建立的模塊;FMECA模塊，主要是對故障信息進(jìn)行收集、歸檔，記錄故障機(jī)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(yù)計模塊，用平均分配法進(jìn)行的模塊設(shè)計;RCMA模塊，主要對可靠性進(jìn)行維修分析，劃分故障機(jī)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(jī)械建立故障樹建模，分析整體機(jī)械故障的概率，排列其關(guān)鍵程度和重要性，為維修順序提供參考。

（二）運行框架設(shè)計

工程機(jī)械可靠性數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的運行流程主要是先將機(jī)械參數(shù)錄入到產(chǎn)品樹中，對可靠性分配和可靠性預(yù)計進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果查看是否符合要求，符合要求的就為工程機(jī)械設(shè)計提出改進(jìn)意見;同時還要進(jìn)行可靠性框圖的分析，對電子部分的失效率和平均壽命進(jìn)行分析，對機(jī)械部分的安全可靠度進(jìn)行分析，同樣根據(jù)結(jié)果提出改進(jìn)意見;利用物聯(lián)網(wǎng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中，對機(jī)械類型進(jìn)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(jìn)入可靠性框圖分析流程中，失效信息進(jìn)入故障診斷大綱中;對失效信息進(jìn)行FMECA模塊和故障數(shù)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(jī)械可靠性數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架內(nèi)容有以下幾方面：

（1）產(chǎn)品樹：數(shù)據(jù)輸入、參數(shù)設(shè)計、打印報表。

（2）可靠性預(yù)計與分配：評分輸入、可靠性預(yù)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(shù)據(jù)導(dǎo)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(shù)、導(dǎo)入故障信息、危害度據(jù)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(shù)建模、故障信息輸入、故障數(shù)分析、打印報表。

（7）RCMA：信息輸入、維修記錄表、維修建議大綱。

結(jié)語

當(dāng)前工程機(jī)械領(lǐng)域的可靠性數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對機(jī)械的可靠性進(jìn)行了詳細(xì)且有效地分析，并能根據(jù)分析結(jié)果直接展示相關(guān)的建議，減少了大量的人力成本。但由于發(fā)展時間較短，在設(shè)計方面依舊有很大的發(fā)展空間，需要相關(guān)工作者去主動研究開發(fā)，促進(jìn)工程機(jī)械更好地發(fā)展。

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作者簡介：

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