故障树分析法在工程机械维修中的应用
中图分类号：TG44 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）11-0033-02
当前，工程机械得到了广泛的应用，作为大型项目施工的工具和设备，其在我国的各地的基础设施建设等方面发挥着极其重要的作用，但也常常发生故障，对于施工质量和施工进度造成影响，基于此，对发生故障的工程机械进行及时维修很重要，针对此，基于工程机械维修可靠性方面的考虑，本文探讨了故障树分析法在工程机械维修中的应用。
1 故障树分析法及其特点、流程
FTA即故障树分析法，最早由美国贝尔电话研究所H.A.Watson于1961年提出，借助于分析可能造成系统故障的各个因素，将其对应的故障树画出来，继而对系统失效原因及组合方式进行确定，得出其具体的发生概率，在此基础上，将系统故障概率计算出来，实施针对性纠正，促使对应机械系统的可靠性得以提高，即为故障树分析法[1]。
从其特点看来，主要表现为以下方面[2]：
①对单因素和多因素故障都可分析，且可对故障实施定量、抑或是定性分析；
②从整体各系统到零件，从大系统到小系统，都可进行分析；
③可借助计算机实现，因为是基于逻辑门构成的逻辑图，具备了诊断高效、简单直观及、易更新知识库的特点。
就其运用的流程来看，首要的是对边界条件初始条件的定义，在此基础上，对顶事件进行定义，并结合此进行故障树构建，完善后，即可实施针对性的定性分析，最终的步骤是输出诊断结果，结合此实施对应维修等。
2 故障树基本事件和符号、定性分析
基本事件及对应意义，见表1。
对应的故障树基本符号及意义方面，见表2。
3 定性分析
综合看来，当同时发生几个底事件的前提下，方能引发顶事件发生，对应的，定义这几个底事件构成的集合为的割集，基于此定义，每个割集对应的一种故障情况。
上述情况外，存在某一个割集去掉任意一个底事件的基础上，将不再是割集的情况，需针对性定义此割集为最小割集。基于此，可看出系统故障树包含的所有最小割集，皆为系统发生故障所有模式或种类的代表。
基于此，寻找系统的全部最小割集，显然是故障树定性分析的目标，借此来完善工程机械故障诊断[3]。
与割集和最小割集相反，还可进行路集和最小路集的定义。顶事件会因为几个底事件集合均不发生而不发生，这样可设定多个底事件的集合即为路集，与上述相似，去掉某路集中一个底事件，将会出现该路集不再是路集的路集的情况，则称其为最小路集，类似于上述的最小割集，系统保证顶事件正常工作时的全部可能途径，即为其意义，是研究的重点。
4 故障树分析法的数学表达
结合分析需要，设n个底事件构成一个系统，y 为顶事件的状态变量，并定义底事件的状态变量为Xi（i=1，2，...n），这样，当事件发生时，取值对应的状态变量为0，由此可得出，y是底事件状态变量Xi的函数，表示为：
y=f（X1，X2，...Xi，...Xn）。
根据上述内容，若某底事件集合X中，Xi即其状态变量均等于1的情况下y也等于1，这样，可得X为一个割集，从而当无法找到一个割集Xi完全属于X，则可以得出其X为最小割集，并按照下式进行顶事件状态变量y值取值：
对于工程机械故障诊断而言，寻找系统的全部最小割集显然是实施定性分析的目标，所以笔者只讨论了和说明了割集和最小割集的数学表达。
5 实例应用分析
新时期基础设施建设中，作为现代工程机械的重要动力来源，柴油机运用范围较广，占据着工程机械维修总量的较大份额，本文涉及到的案例为Caterpillar C6.6 ACERT 型柴油发动机，将对其工程机械维修中运用故障树分析法进行分析。
设定发动机不转动为该柴油机故障的具体表现，继而将顶事件设立为“发动机不转动”，这样，即可建立故障树，如图1所示。
结合上图可得，共有17个顶事件对应的底事件。依次是X17，基于此，结合故障树逻辑关系，我们可得出共有16个最小割集，依次为：
[可根据故障树提供的逻辑关系，结合给出底事件的发生概率和公式（3），即可将顶事件的概率求出。
6 结 语
综上所述，在工程机械的维修方面，借助于故障树分析法，可以清楚、全面地对造成故障的可能一一列出，借助于相应的定性分析，可以发现潜在的故障等等，在工程机械维修中具备了广泛的应用前景，应当对其进行有效运用，以此提高工程建设的效率和质量等。
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