劉立星

【摘 要】起重機(jī)械是隱藏危險(xiǎn)因素最多，發(fā)生事故幾率最大，事故后果最嚴(yán)重的機(jī)電類特種設(shè)備之一。目前，我國(guó)起重機(jī)械數(shù)量年均増長(zhǎng)約20%左右，各類起重機(jī)械保有量己超過(guò)250萬(wàn)臺(tái)。與此同時(shí)，涉及起重機(jī)械的傷亡事故占各類傷亡事故的比例也逐年上升。目前我國(guó)各地區(qū)、各行業(yè)發(fā)生在起重作業(yè)中的傷亡事故約占全部傷亡事故的25%左右。每年涉及起重機(jī)械事故的死亡人數(shù)在所有機(jī)械類事故死亡人數(shù)中居首位。因此，加強(qiáng)起重機(jī)械的安全管理和事故預(yù)防刻不容緩。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是事故預(yù)防的前提和基礎(chǔ)，目前針對(duì)起重機(jī)械的系統(tǒng)性安全評(píng)估方法欠缺，對(duì)于在役尤其是超期服役的起重設(shè)備而言，系統(tǒng)而實(shí)用的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法研究具有較大的理論意義和王程實(shí)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】起重機(jī)械；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；檢修策略

引言

提高在用起重機(jī)械使用環(huán)節(jié)的事故預(yù)防、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究及設(shè)備管理水平，探索一種新的檢驗(yàn)和監(jiān)管模式具有重要的工程意義和迫切的現(xiàn)實(shí)需求。對(duì)此，國(guó)家質(zhì)檢總局要求"十二五"期間需開(kāi)展適應(yīng)特種設(shè)備發(fā)展和使用需要的基于風(fēng)險(xiǎn)的安全和壽命評(píng)價(jià)技術(shù)研究，開(kāi)展適應(yīng)特種設(shè)備安全檢測(cè)腔測(cè)需耍和檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)代檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究；加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)分析理論及應(yīng)用研究，在全國(guó)特種設(shè)備科技協(xié)作平臺(tái)科研項(xiàng)目中設(shè)立風(fēng)險(xiǎn)分析課題，逐步完善風(fēng)險(xiǎn)管理制度，建立設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告制度；構(gòu)建設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)技術(shù)體系。所以提高我國(guó)起重機(jī)械的安全監(jiān)管水平，能夠有效減少事故故障的發(fā)生提供指導(dǎo)，具有重要的理論意義、迫切的現(xiàn)實(shí)價(jià)值和較高的經(jīng)濟(jì)效益。

1.起重機(jī)械的特點(diǎn)及應(yīng)用

起重機(jī)械具有間歇、重復(fù)、循環(huán)作業(yè)的工作特征，其特殊的功能和特殊的結(jié)構(gòu)形式，使起重機(jī)械及其作業(yè)方式本身具有以下特點(diǎn)：

（1）一般情況下是具有比較龐大的機(jī)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)的，在一次作業(yè)過(guò)程中能夠同時(shí)對(duì)起升、變副、回轉(zhuǎn)以及行走進(jìn)行不同方向的操作，提升了技術(shù)操作的難度；

（2）在調(diào)運(yùn)過(guò)程中所遇到的重物具有較多的種類，其中載荷的性質(zhì)以及狀態(tài)十分得不容，并且在調(diào)運(yùn)過(guò)程中也會(huì)面對(duì)比較復(fù)雜的危險(xiǎn)；

（3）實(shí)際的工作是需要在較大的空間內(nèi)進(jìn)行作業(yè)的，所需要的活動(dòng)空間較大，并且在實(shí)際的工作過(guò)程中需要有密集的工作人員以及貴重的設(shè)備；

（4）需要活動(dòng)以及暴露的零部件比較多，并且在調(diào)運(yùn)操作過(guò)程中需要與作業(yè)人員進(jìn)行直接的接觸；

（5）所處的作業(yè)環(huán)境十分復(fù)雜，其中主要會(huì)涉及到工地、企業(yè)、港口等一些特殊的場(chǎng)所等存有一些危險(xiǎn)因素；

（6）作業(yè)中常常需要多人配合，共同進(jìn)斤。作業(yè)人員應(yīng)有處理現(xiàn)場(chǎng)紫急情況的能力。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，起重機(jī)械作為現(xiàn)代化生產(chǎn)中的重要基礎(chǔ)裝備，起重機(jī)械廣泛應(yīng)用于各種物料的起重、運(yùn)輸、裝卸、安裝和人員運(yùn)輸?shù)淖鳂I(yè)場(chǎng)合，具有巨大的市場(chǎng)需求。目前，我國(guó)起重機(jī)械數(shù)量年均増長(zhǎng)約20%左右，各類起重機(jī)械保有量已超過(guò)250萬(wàn)臺(tái)。

綜上可見(jiàn)：起重機(jī)械無(wú)論從保有數(shù)量上，還是從經(jīng)濟(jì)比重上，都在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。但起重機(jī)械在工作過(guò)程中存在許多危險(xiǎn)因素，一旦發(fā)生事故必然造成重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，因此保障起重機(jī)械的安全運(yùn)行意義重大。

2.起重機(jī)械定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

起重機(jī)械零部件眾多，以橋口式起重機(jī)為例，共有主要零部件40多，相應(yīng)的故障模式170多種，故障原因370多種。簡(jiǎn)單有效的定性分析能夠辨明零部件的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，減少定量分析的工作量。定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估通過(guò)輸入描述性信息，并以工程推斷和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)作為失效概率和失效后果的分析基礎(chǔ)，給出定性評(píng)估結(jié)果：如"高"、"中高"、"中低"。定性分析能夠在缺乏具體定量數(shù)據(jù)的情況下完成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，篩選高風(fēng)險(xiǎn)零部件，為起重機(jī)械定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估確定研究工作重點(diǎn)

2.1起重機(jī)零部件失效可能性評(píng)估

失效可能性的定性評(píng)估通過(guò)使用"非常不可能"、"不可能"、"可能"、"經(jīng)常發(fā)生"和"頻繁發(fā)生"來(lái)表示起重機(jī)的失效可能性。失效可能性評(píng)估是根據(jù)當(dāng)前起重機(jī)相關(guān)信息對(duì)起重機(jī)零部件的失效可能性等級(jí)進(jìn)行評(píng)估。失效可能性評(píng)估過(guò)程中考慮的因素有：設(shè)備失效速率的變化、運(yùn)行狀態(tài)的變化等失效相關(guān)因素。結(jié)合我國(guó)起重機(jī)械行業(yè)的將點(diǎn)，考慮上述評(píng)估因素的影響，制定了失效可能性的定性評(píng)估方法。首先定義了起重機(jī)事故發(fā)生的五個(gè)影響系數(shù)：（1）破壞系數(shù)是與零部件的失效模式和失效原因有關(guān)的風(fēng)隱的一種度量；（2）檢測(cè)系數(shù)是當(dāng)前檢測(cè)程序識(shí)別零部件正在或潛在發(fā)生的失效模式和失效原因有效性的一種度量，此項(xiàng)為負(fù)數(shù)化權(quán)；（3）條件系數(shù)是從維護(hù)保養(yǎng)方面描述起重機(jī)的物理?xiàng)l件；（4）機(jī)械設(shè)計(jì)系數(shù)考慮起重機(jī)各零部件的設(shè)計(jì)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的影響；（5）工藝系數(shù)是與起重機(jī)運(yùn)行中的實(shí)際工況有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)的度量，是考慮非計(jì)劃中斷和運(yùn)行過(guò)程穩(wěn)定性引起失效潛在因素的一個(gè)函數(shù)。論文通過(guò)對(duì)這五個(gè)影響系數(shù)的評(píng)定、求和，最終確定失效可能性等級(jí)。

2.2起重機(jī)零部件失效后果評(píng)估

失效后果評(píng)估是對(duì)事故引起不利影響程度的估計(jì)，將起重機(jī)的失效后果分為五個(gè)等級(jí)，分別辦啡常低"、"低"、"中’、"高"、"非常高"，并用1、2、3、4、5表示。研究從經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和健康三個(gè)方面評(píng)價(jià)起重機(jī)的事故后果，并通過(guò)四個(gè)影響系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)：設(shè)備系數(shù)，描述事故造成起重機(jī)和吊重的損壞程度；（2）經(jīng)濟(jì)系數(shù)，描述事故造成的經(jīng)濟(jì)損失程度；（3）健康系數(shù)，描述事故對(duì)人員造成的傷亡程度；（4）環(huán)境系數(shù)，描述事故對(duì)周?chē)h(huán)境的污染程度。

3.基于RCM技術(shù)的起重機(jī)械預(yù)防性檢修策略硏究

3.1起重化械設(shè)備維修方式的選擇

選擇合理的設(shè)備維修方式，降低設(shè)備的維修成本是目前研巧領(lǐng)域內(nèi)的熱點(diǎn)。設(shè)備維修方式的選擇是RCM實(shí)施的前提。針對(duì)起重機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及維修方式選擇的主觀性和模糊性，提出了基于蒙特卡羅仿真的綜合評(píng)判法，該方法首先采用層次分析法計(jì)算影響設(shè)備維修方式選擇的所有影響因素的權(quán)重，建立各種因素的優(yōu)先級(jí)排序；然后采用模糊判斷法，建立維修方式對(duì)使用度的評(píng)估模型；最后采用蒙特卡羅仿真的方法同時(shí)改變各因素的極重值，統(tǒng)計(jì)各維修方式的適用度排序，根據(jù)各維修方式適用度排序的概率值確定最佳的維修方式。該方法需要的主觀數(shù)據(jù)比較少，同時(shí)増加維修方式適用度排序的魯棒性，降化主觀判斷的影響，能夠準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)各維修方式對(duì)各零部件的適用度評(píng)估。應(yīng)用該方法對(duì)起重機(jī)械設(shè)備內(nèi)需要實(shí)施RCM的零部件進(jìn)行維修方式?jīng)Q策，得出該零部件最佳的維修方式。

3.2維修方式影響因素的評(píng)估模型

基于RCM理論，對(duì)維修對(duì)象按部件予以分類，根據(jù)部件的可靠性、維修性、經(jīng)濟(jì)性等影響因素，判斷設(shè)備應(yīng)該采取何種維修方式。由于衡量部件重要程度的指標(biāo)具有模糊性，而且衡量設(shè)備重要程度的因素是多方面的，這些因素之間存在著主次的關(guān)系，以及各因素么間的權(quán)重問(wèn)題，所采用模糊數(shù)學(xué)的方式進(jìn)行設(shè)備維修方式?jīng)Q策是合理可行的。確定因素集：因素是對(duì)象的各種屬性或性能，它們綜合反映出對(duì)象的質(zhì)量。進(jìn)行維修方式劃分的第一步是確定與采用何種維修方式緊密相連的影響因素，即因素集合U。進(jìn)行劃分的目的是實(shí)現(xiàn)設(shè)備的全壽命周期費(fèi)用最低，因此應(yīng)從可靠性、維修性、經(jīng)濟(jì)性三方面予以考慮。

結(jié)語(yǔ)

機(jī)械風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與事故預(yù)防檢修策略開(kāi)展研究工作，以機(jī)械可靠性工程為基礎(chǔ)提出了起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的實(shí)施體系。從而更加有效地提升起重機(jī)機(jī)械風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估整體水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]李紅昌，慕生勇.起重機(jī)械風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及預(yù)防性檢修方案分析[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程，2018，47（4）.

[2]丁高耀.基于層次分析理論的岸邊集裝箱起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法研究[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2017（4）：14-18.