基于故障风险的矿山机械机会维修策略研究

基于故障风险的矿山机械机会维修策略研究

张东旭

内蒙古弘扬职业安全技术咨询有限公司 内蒙古自治区通辽市028000

摘要：矿山机械系统庞大，结构复杂，因此其故障具有多样性和复杂性。有些故障不单单只造成停工停产，还可能会导致事故发生，引发人身伤害、财产损失等严重后果。因此在制定其维修策略时，不仅需要考虑机械的可靠性，还需要考虑故障风险，才能制定科学有效的维修决策，提高机械机械的可靠性，降低维修总成本。

关键词：故障风险；矿山机械机会；维修策略；

前言：采矿工程离不开机械的配 使用，而有效开 机械的管理作是推动作业高效稳定发展的前提 若出现机械故障，不仅影响作业顺利进行，还会消耗大 的维修戚本 但是当前机械管理工作中存在 些问题亟待解决，因此要加大机械管理力度，确保矿山作业的安全高效。

一、 矿山机械机会维修管理的问题

现代化的故障诊断技术已经发展为实时化和自动化操作能通过控制系统掌握机械的工作流程，一旦出现异常作业情况能及时发出警报 但是很多单位对于先进技术的引用认识不足，在这方面的投入力度极小，并存在侥幸心理，这导致机械的使用存在巨大的隐患，出现故障时排查阶段所要超费的时间较长，要经过理论知识缩小异常范围，再通过拆解替换等手段找到异常所在，造成作业进度的延缓， 利于提高工作效率

传统的维修方法与现代化机械之间存在的差距是影响机械维护保养工作顺利开展的主要原因 以往的维护手段是针对旧机械生成的 过于守旧落后，难以满足智能化 先进化的机械运转要求，导致维护工作受到了严重的阻碍。另外，机械的润滑是维护方法中的一种，也是确保机械稳定运行的基础，但部分矿业公司将修理放 了首要位 却忽视了润滑保养的重要性，机械在时间限度内得不到良好的润滑，既会影响工作效率，还会加速磨损老化，减少机械的使用寿命

安全无论是在建筑施还是矿山作业乃至各种工程中都应该被放在首要位置，安全设计即是对风险的提前预估和防护措施的筹备 部分员工缺少风险防护意识，既没根据现场实际情况制定预防解决措施，也没 规范操作和监管流程，导致安全事故频频发生，因此如何有效降低风险，确保作业的顺利进行和员工的安全健康是矿业单位应该注意的问题。一些矿山施工单位重视经济效益，却忽略了管理这一重要环节，机械在选购到使用中间的各个流程都需要渗透管理制度，但是仍存在机械采购质量不佳、储存不当缩短使用寿命、操作不正规或超负荷运转致使机械损坏等现象，这些问题都会在不同程度上影响作业进度。 另外，没有良好的监管体系就会导致安全防护意识不足.作业现场程序棍乱，并且作业人员的行为不受管理约束，很可能会出现疏忽大意的现象，一旦造成安全事故无怯在第一时间采取应对措施，影响了矿山作业的质量和效率。

二、基于故障风险的矿山机械机会维修策略

风险系数是一种标准和最常用的方法和技术，根据数据和以往的经验对系统的行为进行分析，以及机器部件故障对系统的不利影响和发生的频率。分析了评估系统部件故障风险水平的三个指标：系统损坏影响的严重程度、某些类型故障的发生和潜在故障的可检测性。系统部件故障所造成的损坏的严重程度和对整个系统的损害影响是由模糊集定义的，模糊集有以下几个术语：极低、低、中、高和极端。术语极低表示几乎不会对系统功能产生影响的潜在故障，而术语极端描述的是对系统造成巨大伤害的潜在故障，其次是由于生产延迟造成的维修成本。与对应的 1 到 7 类相关联的模糊集，其中 6 和 7 类描述了对系统和整个工艺过程造成极高损害的故障。故障发生的频率可以根据被分析系统记录的故障模式来确定。一组 5 个级别的故障模式的发生被定义：非常低、低、中等、高和非常高。非常高的发生频率是指每个月发生几次的事件，而被称为非常低的模糊集描述的是一种罕见的情况，可能每五年发生一次，甚至更少。

在对分析的系统进行多年的维护工作后，可能检测出潜在的系统故障。与前两个指标一样，故障检测可能性的模糊集由以下语言变量构成极低、低、中等、高、很高。模糊集非常高，包括总能根据运行中的系统的行为进行预测的故障。在事件或故障发生之前无法检测到的事件或故障被分组到非常低的模糊集中。将可能的故障检测等级设为 1~7 的数值。考虑故障风险的矿山机械机会维修模型在矿山机械运行过程中，维修采取故障维修（突发故障进行维修）、预防维修和预防大修（寿命到期进行更新）三种维修方式。机会维修就是将维修时间节点邻近的部件同时维修，减少机械停机次数、降低停机损失和维修所需固定费用。其关键在于确定各部件最佳机会维修阈值，阈值太小机会维修概率小，效果不好；太大造成过维修幅度太大，带来浪费。机会维修原理如为研究方便，假设如下：1) 矿山机械部件间故障分布互相独立；2) 故障维修只能恢复部件到可用状态，对其故障率不产生任何影响；3) 部件可靠度降到Rmin时，采取预防维修活动。部件生命期最后一次维修采取预防大修，大修后部件可靠度回到初始状态；4) 机会维修只能出现在预防维修和大修的时刻，故障维修不提供机会维修；5) 维修资源充足。

以带式输送机为例，最能准确描述分析系统的指标有：故障的严重程度和系统元件故障的后果，此类事故的发生，第三个指标是潜在故障的及时检测。本研究对带式输送机的 12 个组成实体进行风险指标分析，包括电动马达、齿轮箱、第一个主动皮带轮、第二传动皮带轮、皮带轮、尾部滑轮、齿轮传动皮带轮、链轮减速器、滑轮的轴、皮带接头、滚轮、轴。在给出带式输送机 12 个组成要素风险指标隶属度函数的基础上，运用模糊逻辑理论进行了风险等级评价。根据所分析的风险指标的最小最大组合，确定每个变量的风险水平。对结果的分析表明，用语言术语来表示风险比用数值来表示风险更容易。基于分析的风险指标的最小最大值组成，确定了每个变量的风险水平。用语言表达风险比用数值表达风险更容易。结果几乎相同，但是应用模糊逻辑理论得到的结果提供了一个更广泛的关于失效行为或倾向的画面。从模糊逻辑的风险分析理论的结果中可以看出风险的倾向，对于这个具体的例子，风险水平是很高的，但在一定程度上，风险水平甚至是极端的。

维修策略。探究出现的问题，实行奖惩制企业管理人员要重视电气机械管理，要进行责任到人，每机械都需要有专人负责，建立一套管理制度，实现奖惩制度 。建立科学的机械管理程序，制定交班制电气机械管理需要 24 h 有专人负责，要制定严格的交班制度。对电气机械的管理应该实行程序化的管理模式，利于更好地对机械检测和保养。机械人员在机械的使用与维护中有着关键性的作用，机械人员的水平对机械的使用寿命产生直接影响，使用人员的技术能力强，可以减少部分维修管理的工作。强化机械维修意识加大对工作人员关于电气机械的检修意识，由于电气机械容易受到外界干扰出现机械故障，还有自身材质、功能等原因导致问题的出现。

结束语：本文针对矿山机械故障概率高，故障损失不同以及维修费用高等问题，构建了考虑故障风险的预防性机会维修决策模型，采用遗传算法对模型进行求解。表明考虑故障风险的机会预防性维修策略能够降低矿山机械的故障停机次数，减少维修费用，使矿山机械的维修策略更科学有效。

参考文献：

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