高琰

山東理工職業(yè)學(xué)院

基于故障樹(shù)的汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)可靠性研究

高琰

山東理工職業(yè)學(xué)院

交通事故的頻頻發(fā)生，使得人們不得不正視汽車(chē)的安全性和可靠性問(wèn)題。而汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，則可以為汽車(chē)的安全行駛提供保障。所以，人們對(duì)汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性提出了更高的要求，以便確保自身的生命安全。而建立汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)的故障樹(shù)，并利用故障樹(shù)分析方法完成系統(tǒng)故障的分析，則可以更好的完成系統(tǒng)的可靠性分析。因此，本文對(duì)基于故障樹(shù)的汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題進(jìn)行了研究，從而為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

故障樹(shù)；汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)；可靠性

引言

作為一種動(dòng)態(tài)的可靠性分析方法，利用故障樹(shù)分析法可以完成對(duì)典型故障的定性分析和定量分析。所以，在汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性分析的問(wèn)題上，采用這一方法可以為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供一定的理論依據(jù)，并且能夠使故障的檢查時(shí)間得以減少。因此，有關(guān)人員有必要對(duì)基于故障樹(shù)的汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題展開(kāi)研究，以便為汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)的生產(chǎn)實(shí)際和設(shè)計(jì)提供一定的參考。

1 汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)的故障樹(shù)的建立

為了利用故障樹(shù)分析法分析汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性，首先要建立汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)的故障樹(shù)。具體來(lái)講，就是將汽車(chē)檢測(cè)故障當(dāng)做是一種事件，并根據(jù)故障的原因給出系統(tǒng)故障組合分析的樹(shù)狀圖形。而由于汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)具有較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，所以可以重點(diǎn)對(duì)故障頻次高的檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)和檢測(cè)測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行分析。

1.1 各級(jí)事件的選擇

在建立故障樹(shù)之前，首先要確定故障樹(shù)的各級(jí)事件。而為了全面的對(duì)汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性管理問(wèn)題進(jìn)行分析，則需要綜合進(jìn)行環(huán)境因素、人為失誤和軟件缺陷的分析。所以，在將汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)故障當(dāng)做是故障樹(shù)的頂事件的情況下，需要完成對(duì)汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)的次級(jí)事件的細(xì)分。就目前來(lái)看，可以將檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)故障和測(cè)控系統(tǒng)故障當(dāng)做是汽車(chē)檢測(cè)故障的次級(jí)事件[1]。從選擇原則角度來(lái)看，需要按照系統(tǒng)故障部位劃分完成次級(jí)事件的選取，而次級(jí)事件中需要包含影響汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)可靠性的重點(diǎn)故障事件，以便為維修人員提供科學(xué)的依據(jù)。

1.2 故障樹(shù)的建立

在建立故障樹(shù)時(shí)，需要按照演繹推理法對(duì)故障事件的發(fā)生的原因進(jìn)行分析，以便構(gòu)造出連接故障因果的邏輯結(jié)構(gòu)圖。而在考慮汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的情況下，則可以使用“與”門(mén)、“或”門(mén)和故障事件建立故障樹(shù)，以便使系統(tǒng)得到合理的簡(jiǎn)化。首先，需要將檢測(cè)系統(tǒng)逐故障事件當(dāng)做是故障樹(shù)的第一級(jí)，并將導(dǎo)致故障出現(xiàn)的直接原因當(dāng)做是第二級(jí)。而使用相應(yīng)的事件符號(hào)，則可以將故障與原因連接起來(lái)。其次，可以將導(dǎo)致第二級(jí)故障產(chǎn)生的原因當(dāng)做是第三極，并且將其并列在第二級(jí)故障事件下面。而采用逐級(jí)展開(kāi)的方式，則可以得出導(dǎo)致故障產(chǎn)生的根本原因，繼而完成故障樹(shù)的建立。

2 基于故障樹(shù)的汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性分析

2.1 故障樹(shù)的定性分析

在分析汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性時(shí)，需要完成對(duì)系統(tǒng)故障樹(shù)的定性分析。具體來(lái)講，就是分析導(dǎo)致故障樹(shù)中的頂事件發(fā)生的最小割集。而分析的目的，則是得出導(dǎo)致故障發(fā)生的故障模式。在得到最小割集后，則可以找出故障的薄弱環(huán)節(jié)，以便進(jìn)行系統(tǒng)的改進(jìn)。而求取最小割集的常用方法為下行法，即從頂事件往下逐級(jí)進(jìn)行。在遇到與門(mén)時(shí)，則將下面的事件并列排列[2]。而在遇到或門(mén)時(shí)，則將下面的事件依次排列成一列。就目前來(lái)看，汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)故障樹(shù)事件有保險(xiǎn)絲熔斷、線路接地不良、設(shè)備線路短路和氣囊損壞等多種故障。而去掉重復(fù)的部分，則可以得出系統(tǒng)的最小割集。

2.2 故障樹(shù)的定量分析

完成故障樹(shù)的定性分析后，需要對(duì)故障樹(shù)進(jìn)行定量分析。就目前來(lái)看，可以使用最小割集法對(duì)汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)的故障樹(shù)進(jìn)行定量分析。具體來(lái)講，就是先完成子系統(tǒng)的定量分析，而后進(jìn)行故障概率模糊數(shù)及其概率重要度的計(jì)算。首先，需要分別進(jìn)行檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)、軸重制動(dòng)檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)和速度表檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)等多個(gè)子系統(tǒng)的次級(jí)事件的概率模糊數(shù)的計(jì)算。而根據(jù)各事件的模糊概率重要度，則可以完成語(yǔ)言值的評(píng)價(jià)，并分析出影響系統(tǒng)的主要部位。在可靠性工程中，每個(gè)事件對(duì)頂事件做出的“貢獻(xiàn)”的大小，即為模糊重要度[3]。而在汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)中，排放檢測(cè)設(shè)備故障事件具有較高的重要度，所以可以認(rèn)為該故障為影響系統(tǒng)的主要故障。在對(duì)故障樹(shù)的各次級(jí)事件進(jìn)行定量分析時(shí)，則可以采用類(lèi)似的方法完成事件的概率模糊數(shù)的計(jì)算。

2.3 系統(tǒng)可靠性分析結(jié)論

在完成汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)故障樹(shù)的定量分析和定性分析后可以發(fā)現(xiàn)，汽車(chē)檢測(cè)測(cè)控系統(tǒng)具有較高的模糊概率重要度。在測(cè)控系統(tǒng)中，底盤(pán)測(cè)控系統(tǒng)、軸重制動(dòng)檢測(cè)測(cè)控系統(tǒng)和懸架間隙檢測(cè)測(cè)控系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)的模糊概率重要度是由高到低排列的。相較于測(cè)控系統(tǒng)，汽車(chē)檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)也具有一定的模糊概率重要度。而在這一系統(tǒng)中，懸架間隙檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)的模糊概率重要度較高。在故障模式方面，測(cè)控系統(tǒng)具有傳感器測(cè)控故障、光電開(kāi)關(guān)損壞、軟件漏洞等多種故障模式。其中，導(dǎo)致傳感器故障的主要原因?yàn)閭鞲衅黛`敏度和截面符合過(guò)大，而導(dǎo)致開(kāi)關(guān)損壞的原因則為人為損壞。而檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)則將出現(xiàn)儀表不工作、零件失效等故障，其本身也是系統(tǒng)故障的多發(fā)部位。在對(duì)整個(gè)系統(tǒng)故障樹(shù)進(jìn)行一級(jí)一級(jí)分析時(shí)，可以清楚了解每個(gè)事件對(duì)系統(tǒng)整體故障的影響。例如，在三相電缺相時(shí)，制動(dòng)電機(jī)將無(wú)法啟動(dòng)，繼而引起軸重制動(dòng)檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)故障[4]。

結(jié)論

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車(chē)的數(shù)量也將越來(lái)越多。在這種情況下，車(chē)輛的可靠性檢測(cè)值得進(jìn)一步的加強(qiáng)，以便更好促進(jìn)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展。而采用故障樹(shù)分析方法對(duì)汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行分析，則可以建立汽車(chē)檢測(cè)故障事件之間的邏輯關(guān)系圖。根據(jù)這一關(guān)系圖，則可以完成對(duì)故障發(fā)生的原因組合的確定，繼而為汽車(chē)的可靠性檢測(cè)工作提供較為科學(xué)的方法。因此，本文對(duì)基于故障樹(shù)的汽車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)可靠性問(wèn)題進(jìn)行研究，可以為汽車(chē)設(shè)計(jì)和檢修提供一定的指導(dǎo)。

[1]洪強(qiáng),梁亮.基于動(dòng)態(tài)故障樹(shù)的汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)可靠性分析[J].電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn),2009,S1:206-212.

[2]陶勇劍,董德存,任鵬.基于故障樹(shù)的系統(tǒng)可靠性估計(jì)不確定性分析[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,01:141-145.

[3]苗明,王真,張樂(lè)等.基于故障樹(shù)的動(dòng)臂塔機(jī)液壓頂升系統(tǒng)可靠性仿真分析[J].機(jī)床與液壓,2013,21:175-179+66.

[4]王萍,楊保年.基于故障樹(shù)的地鐵車(chē)輛客室自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)可靠性分析[J].南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2013,02:47-49.