论如何利用故障诊断系统来提高工程机械的工作效益

●陈星宁

一、引言

在工程机械领域，经常会出现因为故障导致工程进度落后耽误甚至无限期拖延的问题，因此对于工程机械故障的诊断与解决在工程建设中就显得尤为重要。合理地解决故障问题能够对工程建设和工程机械的工作效益产生重要影响，这种影响不仅体现在工程机械本身的使用效果、使用时长、贡献工作量等指标，还有故障判断时间、故障解决时间、机械停用时间等等这些因素；良好的诊断系统可以快速准确判断出故障所在并迅速解决，而旧有诊断系统则会对工程机械造成进一步的隐性伤害，不利于工程机械的工作效益提高。本文以推土机为例，通过已经建立的基于多传感器信息融合的专家系统的故障诊断架构，在理论上进行故障诊断系统对于提高工程机械效益的分析，得出相关理论依据。

二、故障诊断系统对于工程机械的重大意义

（一）正常运转的必要条件

在工程机械的实际操作过程中，经常会由于工期较长、任务量较重、机械使用时间较长等各种因素导致工程机械出现各种故障，导致停用；在推土机的故障中，由于推土机内部的结构装置趋于复杂以及推土机运行压力的逐步增大，推土机作为典型的高强度使用机械，容易引发更多的故障。因此，建立基于多传感器信息融合的专家系统的故障诊断架构，能够有效地对故障进行判断，使得推土机的故障尽快被找出并且加以解决，保证工程建设机械的正常运转与使用，提高工程建设的流畅度和可靠性。①

（二）保证机械使用寿命

如果工程机械频繁地出现较多故障，那么在诊断维修的过程中，不仅会花费大量的人力物力和时间，并且对于工程建设有一定的影响，而且长期损坏和维修的循环往复容易缩短机械的使用寿命，反而会造成更多的浪费和消耗。利用基于多传感器信息融合的专家系统的故障诊断架构，通过多源信息的融合互补，对故障进行一次性彻底排查，解决包括故障本身及其关联故障、相关零部件软硬件等问题，实现较为彻底的修复与改造，避免了反复维修与损坏，从而能够有效地提高工程机械的使用寿命，减少故障对于工程机械寿命的影响。

（三）工程机械改进的重要依据

基于多传感器信息融合的专家系统的故障诊断架构，能够有效地整合多方面信息源，通过科学细致的大数据进行分析，从而得出哪些故障属于高发故障、哪些故障属于次高发或者低发故障，通过对于故障发生频率以及发生部位的划分，以推土机为例，能够在推土机复杂的结构装置中更好地判断出故障高发区域所在，进行针对性的区域专门修复与后续重点监测；不仅是有效解决故障、避免今后故障多次发生的巧妙方法，还能够通过搜集相关故障发生频率、区域、次数等进行汇总，交由推土机等工程机械的开发者与制造者，为他们提供相应的思路和灵感，使得工程机械得以在一次次的实践中更好地得到改进升级。

三、故障诊断系统对于工程机械效益的提高体现在哪些方面

（一）适应更大工作量、更长工作时间

在其他条件不变的情况下，如果多传感器信息融合的专家系统的故障诊断架构能够有效地诊断出故障，并且之后维修人员能够快速排除修复故障，那么诸如推土机之类的工程机械就会获得更长的使用时间，如果在工程现场不只有推土机一台机械，那么就会在相当大程度上提高了工程机械的动力来源，能够为工程建设提供更好的持续输出，适应更大的工作量和更长的工作时间，使用价值的提高能够为工程建设带来更大的效益。

（二）工程机械使用效率大大提高

由于故障的出现能够在多传感器信息融合的多元信息源之下得到快速的诊断，之后通过相关人员也能快速地解决故障，实际上减少了不必要的维修时间，提高了维修效率和工程机械的使用效率，使得工程机械的空闲率大大降低，维修间隙时间进一步缩短，实际上能够更有效地衔接工程机械的使用需求，避免出现无工程机械可用的情况；这样也会进一步增强整个工程机械使用、维修、再次投入使用的流畅度，使得整个工程的运转效率得到提高，至少在机械这一环节的效率会得到大幅提高。

（三）购买以及二次维修费用开销大大减少

工程机械本身就属于高消耗品和易损坏品，而且又经常是大型工程，需要使用的机械设备大都昂贵，因此在工程建设中工程机械的购买以及保养和维修等方面是一笔不小的开销，对于整个工程的预算也有很大的影响。在多传感器信息融合的专家系统的故障诊断架构下，故障的诊断较为迅速和准确，也为后续的维修保养提供了不小的便利，这样经过维修后的工程机械能够快速地投入工程建设与生产作业，在创造效益的同时也减少了空闲率，省去了一大笔经常需要维修机械的开销，也因为故障和良好诊断和解决使得机械的使用寿命相比之前大大延长，不必频繁更换和购买新机械设备，节省了购买开销。

四、为进一步提高故障诊断系统对工程机械的效益应该注重哪些方面

（一）提高故障诊断的准确度、减少诊断时间

在大型工程建设中，特别是像推土机这种起到重要支撑性作用的工程机械，一旦因为故障停用，将会影响整个工期和建设进程，造成巨大经济损失，必须在原有多传感器信息融合的专家系统的故障诊断架构的基础上，再进一步优化升级，提高故障诊断的精确度，避免诊断错误导致花费时间延长，同时也要对信息搜集进行智能化处理，在短时间内搜集大量信息显然不可能，也会存在花费时间过久影响故障处理的情况，这时候就必须适当选择故障高发的相关信息进行搜集以便尽可能地缩短故障排查时间，为工程建设争取到更多的时间，减少在故障诊断这个环节的时间精力。②

（二）建立完善的故障诊断及处理机制

要实现相关工程建设的顺利运行，对工程机械设立专人、建立专门体系进行系统的管理是十分必要的，需要建立完善的工程机械故障诊断及处理机制，尽可能缩短维修时间，使得工程机械能够尽快投入使用；在体系建设上，要着重畅通故障诊断到故障处理这一环，尽可能减少干扰因素，使得故障能够更快更合理地得到处理解决，从而最大化地发挥工程机械的应有的效益。

（三）注重工程机械本身的保养维护

在工程机械出现故障时，可以利用相关的多传感器故障诊断系统进行判断甄别以及后续进行处理，但是出现故障是不可避免的，我们更需要注意到不让工程机械出现故障的前提——注重工程机械本身的保养维护，这种思维方式能够防患于未然，使得工程机械在使用之前、使用时、使用后都能够得到良好的保护，极大地减少了消耗与磨损等，既能减少工程机械不断的更换与淘汰、节省经济支出费用，也能提高其使用效率，从根源上减少了故障发生的可能性，是我们在迫切希望提高工程机械的工作效益时需要重点注意的一个方面。

五、总结

在多传感器信息融合的专家系统的故障诊断架构下，故障得以被良好地诊断出来和解决，保证了工程机械的正常运转和效率提升，也提高了机械使用寿命，对于工程的流畅度提升起到了不小的作用；同时，故障诊断系统也能够使得工程机械的工作效益大大提高，不仅体现在工作量和工作时间上，还体现在整个工程运转效率以及对于费用开销的减免上。但是，若想要更好地提高工程机械的工作效益，还需要注意对于故障的精确、快速诊断，相关信息传达的有效性流畅性，以及提前做好机械的保养维护等工作，都是在整个过程中需要注意的地方。

注释：

①马奕翔，浅析液压传动系统故障诊断与应对措施.南方农机，2020（13）

②王磊，刘辉.基于工程机械液压系统故障分析.建材与装饰，2020（19）