森林機(jī)械運(yùn)行可靠性分析

董磊

摘要：在運(yùn)輸和搬運(yùn)樹(shù)木的過(guò)程中是現(xiàn)代化的，森林機(jī)械和技術(shù)設(shè)備的質(zhì)量和可靠性的要求密切相關(guān)。機(jī)械運(yùn)行可靠性分析是重要的質(zhì)量執(zhí)行維護(hù)和支付的成本，本手稿的重點(diǎn)是分析在林業(yè)中使用標(biāo)準(zhǔn)森林機(jī)器的可靠性，揭示了森林機(jī)械技術(shù)效率和森林技術(shù)設(shè)備的實(shí)例分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)械運(yùn)行;森林管理;技術(shù)設(shè)備;可靠性分析

中圖分類(lèi)號(hào)：S77? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）15-0087-02

0? 引言

林業(yè)技術(shù)設(shè)備受益于機(jī)械迅速發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)林業(yè)作物處理質(zhì)量的需求不斷增加，這增加了對(duì)高效和可靠的森林技術(shù)設(shè)備來(lái)滿足該需求。如今，林業(yè)依賴于森林機(jī)械和設(shè)備的廣泛使用[1]。國(guó)際市場(chǎng)的發(fā)展，更高的客戶期望和隨之而來(lái)的全球競(jìng)爭(zhēng)的增加，導(dǎo)致制造商創(chuàng)造了越來(lái)越多的定制產(chǎn)品。如今，制造商需要在更短的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。在這種競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，制造商的目標(biāo)是在最短的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品，這導(dǎo)致制造商對(duì)機(jī)器可靠性比以往任何時(shí)候都更感興趣。采伐設(shè)備維護(hù)是制造系統(tǒng)的重要組成部分，以確保操作設(shè)備保持健康狀態(tài)，減少故障，并保證產(chǎn)品的高質(zhì)量。此外，還有其他因素促使人們對(duì)可靠性越來(lái)越感興趣，包括系統(tǒng)的復(fù)雜性和復(fù)雜性的提高，以及對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、保修程序、安全法和供應(yīng)鏈可持續(xù)性的堅(jiān)持。后一些因素也受到故障、維修或更換的高成本的影響。確保運(yùn)行可靠性的問(wèn)題由于一些特定的因素而變得復(fù)雜，例如：采伐機(jī)器的分類(lèi)、用戶的數(shù)量、不同機(jī)器構(gòu)造的復(fù)雜性、使用林業(yè)機(jī)器的季節(jié)性、對(duì)操作人員資格的高要求、設(shè)備大面積分散，缺乏存儲(chǔ)空間，以及操作和天氣條件[2]。

采伐設(shè)備可靠性預(yù)測(cè)是指在當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)估。雖然設(shè)備的可靠性不僅通過(guò)評(píng)估技術(shù)得到提高，可靠性預(yù)測(cè)的結(jié)果提供了一個(gè)早期的指示，表明設(shè)計(jì)是否可能滿足可靠性目標(biāo)[3]。在新的采伐設(shè)備結(jié)構(gòu)或設(shè)計(jì)修改中可能存在的可靠性問(wèn)題，并指明了哪些部件需要進(jìn)一步測(cè)試。它是一種評(píng)估設(shè)備可靠性或確定其在早期階段是否需要進(jìn)一步修改的方法，以有效地為公司工作。在日常生活中會(huì)遇到質(zhì)量和可靠性這樣的術(shù)語(yǔ)。生產(chǎn)商在廣告中強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的質(zhì)量，然而，所有者很少考慮產(chǎn)品的有限可靠性，只在產(chǎn)品壞掉的時(shí)候考慮它。故障可以由人為的意外或故意的失敗引起。本手稿的目的是評(píng)價(jià)林業(yè)采伐設(shè)備使用的森林機(jī)械的操作可靠性。這些機(jī)器被用于實(shí)際條件下的木材加工，木材采伐效率受到林分和地形因素的影響，這些因素與系統(tǒng)本身相互作用。利用現(xiàn)有的完整采伐作業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，確定作業(yè)環(huán)境對(duì)森林采伐作業(yè)技術(shù)效率的影響。分析作業(yè)環(huán)境對(duì)森林采伐作業(yè)技術(shù)效率的影響。作業(yè)規(guī)模、森林地形、木材種類(lèi)數(shù)和塊大小均顯著影響森林采伐作業(yè)的技術(shù)效率。

1? 森林設(shè)備機(jī)械運(yùn)行可靠性分析

設(shè)備構(gòu)件的選擇和可靠性對(duì)最終產(chǎn)品的可靠性有重要影響?？煽啃允且粋€(gè)非常復(fù)雜的范疇，僅根據(jù)工程的理論分析很難界定。通常有必要的正式測(cè)試，其中模擬了預(yù)期的操作條件，從操作時(shí)間和故障發(fā)生的角度評(píng)估對(duì)象。在實(shí)時(shí)運(yùn)行中，導(dǎo)致可修系統(tǒng)失效的因素是多種多樣的。這些故障可以分為不同類(lèi)型的故障模式分析和多種故障模式。此外，屬于一種模式的故障會(huì)導(dǎo)致其他模式故障的出現(xiàn)。測(cè)試的重要性有很多原因。測(cè)試的結(jié)果往往是做出決定所必需的（從質(zhì)量的角度來(lái)看），通過(guò)提供可靠性評(píng)估的手段以及規(guī)劃和選擇過(guò)程。充分的測(cè)試可以帶來(lái)高可靠性的結(jié)果和非常好的質(zhì)量。

可靠性工程專注于機(jī)器的維護(hù)和壽命，作為一門(mén)工程學(xué)科，它包括在設(shè)備的整個(gè)生命周期中對(duì)價(jià)值的系統(tǒng)應(yīng)用，因此可靠性可以從開(kāi)始（即概念計(jì)劃）到結(jié)束（即設(shè)備的磨損）進(jìn)行檢查[4]?？煽啃约夹g(shù)人員可以定義可靠性要求，評(píng)估、測(cè)試、評(píng)估和優(yōu)化系統(tǒng)性能，因?yàn)樯謾C(jī)械在實(shí)際操作條件下使用的可靠性可能性。這些修改有利于業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)設(shè)施，但也會(huì)在機(jī)器或設(shè)備內(nèi)的系統(tǒng)之間產(chǎn)生未知的故障、技術(shù)和功能關(guān)系。這意味著這臺(tái)機(jī)器經(jīng)常在運(yùn)行中加載，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行小時(shí)的數(shù)量非常高，但與其他觀察到的機(jī)器相比，故障的數(shù)量不是最大的。離機(jī)器最近的是貨代號(hào)，它涉及到故障率和平均失效時(shí)間，機(jī)器之間的故障時(shí)間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2? 森林機(jī)械技術(shù)效率的分析

作業(yè)規(guī)模、地形坡度、原木種類(lèi)數(shù)和塊大小對(duì)森林采伐作業(yè)技術(shù)效率的影響均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而林地面積的影響不顯著。這說(shuō)明采伐作業(yè)的技術(shù)效率會(huì)隨著作業(yè)環(huán)境的變化而由高到低。這項(xiàng)研究結(jié)果的意義不僅在于更好地了解受作業(yè)環(huán)境影響的森林采伐作業(yè)的技術(shù)效率。森林區(qū)域?qū)ι植煞プ鳂I(yè)的技術(shù)效率影響不大，這表明森林區(qū)域可能沒(méi)有能夠顯著影響采伐效率的顯著特征。但是，森林區(qū)域?qū)ι植煞バ视绊懙慕Y(jié)果對(duì)不同國(guó)家可能是不同的。作業(yè)規(guī)模對(duì)采伐效率的積極影響表明，采伐需要提高其處理大規(guī)模采伐作業(yè)的能力。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，可以探討對(duì)設(shè)備和人力開(kāi)發(fā)的資本投資，以受益于規(guī)模經(jīng)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)。眾所周知，森林所有者的數(shù)量正在增加，小森林面積涉及的數(shù)量少，以及將設(shè)備移動(dòng)到孤立的小區(qū)域的相關(guān)高成本，使得許多森林的采伐不經(jīng)濟(jì)。建議森林公司必須制訂政策，鼓勵(lì)將大片森林承包給采伐，采伐可以是單一的大片森林，也可以是靠近或有共同邊界的大片森林。正如預(yù)期的那樣，森林地形坡度的增加對(duì)技術(shù)效率產(chǎn)生了越來(lái)越大的負(fù)面影響，因?yàn)樵诙盖偷男逼律嫌行У厥褂蒙謾C(jī)器非常困難。盡管機(jī)械化程度有所提高，但陡峭地形的采伐仍然是對(duì)體力要求最高的森林采伐作業(yè)之一。

專業(yè)化通常被認(rèn)為可以提高效率，因此，投資于開(kāi)發(fā)和優(yōu)化用于陡峭地形采收的專門(mén)技術(shù)（例如，電纜輔助地面采收系統(tǒng)，以及更新和更有效的堆場(chǎng)系統(tǒng)），可以幫助減少與陡峭森林采伐有關(guān)的技術(shù)效率低下。例如，機(jī)器人技術(shù)可以幫助從復(fù)雜地形中采集原木，以提高生產(chǎn)率，并有效地管理在這種地形上配備人員的安全法規(guī)合規(guī)成本。由于技術(shù)產(chǎn)品和工藝創(chuàng)新是競(jìng)爭(zhēng)力的一些關(guān)鍵決定因素，這些戰(zhàn)略有可能提高在陡峭地形上的收獲性能。日志排序數(shù)量的增加會(huì)對(duì)采收作業(yè)的技術(shù)效率產(chǎn)生負(fù)面影響。然而，在大規(guī)模操作中，由于大量日志排序而造成的效率損失通常會(huì)被更高的值恢復(fù)所抵消。也就是說(shuō)，在實(shí)際操作中，大量的日志排序有利于大規(guī)模操作的技術(shù)效率，因?yàn)槊總€(gè)排序都可以很容易地從一個(gè)站點(diǎn)獲得大量的莖，從而導(dǎo)致每天的容量大大增加。在小規(guī)模操作中，通常會(huì)獲得少量的莖，因?yàn)樾∫?guī)模操作中建議使用如此少量的日志排序?；谡呺H效應(yīng)，以噸/莖為單位的塊大小可以說(shuō)是對(duì)森林采伐技術(shù)效率影響最大的外生因素。

先前的研究表明，樹(shù)木的大小是影響采伐產(chǎn)量的最重要因素，隨著樹(shù)木大小的增加，產(chǎn)量也會(huì)增加。切片大小對(duì)收獲生產(chǎn)率的強(qiáng)正向影響，這與本研究的發(fā)現(xiàn)一致。塊的大小對(duì)技術(shù)效率的積極影響表明，需要加強(qiáng)森林工業(yè)利益攸關(guān)方正在進(jìn)行的鼓勵(lì)采伐成熟樹(shù)木的運(yùn)動(dòng)。人工林造林制度的變化，從修剪（清除）到結(jié)構(gòu)（框架）可能會(huì)對(duì)采伐效率產(chǎn)生負(fù)面影響，因?yàn)樾K的尺寸。進(jìn)一步的研究建議更好地理解工件尺寸對(duì)效率的影響，因?yàn)樗赡芘c機(jī)器類(lèi)型、尺寸和操作技能有一些相互作用。在實(shí)際應(yīng)用中，研究為評(píng)價(jià)管理績(jī)效提供了有用的信息，也確定了通過(guò)更好的管理實(shí)踐提高收獲績(jī)效時(shí)需要考慮的重要外部因素。采用兩階段的程序來(lái)確定作業(yè)環(huán)境因素對(duì)森林采伐作業(yè)技術(shù)效率的影響。大多數(shù)采收作業(yè)具有很高的規(guī)模效益，但各單位之間效率低下的根源是技術(shù)。研究表明，森林采伐作業(yè)的技術(shù)效率會(huì)受到采伐地點(diǎn)獨(dú)特的作業(yè)環(huán)境特征的顯著影響，這些環(huán)境特征與管理控制是外在的。環(huán)境因素包括作業(yè)規(guī)模、地形坡度、木材種類(lèi)的數(shù)量和塊的大小。這些外在因素可能導(dǎo)致效率低下，行業(yè)利益相關(guān)者在評(píng)估業(yè)績(jī)和評(píng)價(jià)潛在的業(yè)務(wù)改進(jìn)戰(zhàn)略或政策時(shí)必須考慮到這些因素。

3? 森林技術(shù)設(shè)備的實(shí)例分析

觀察是在實(shí)際工作條件下進(jìn)行的，公司經(jīng)營(yíng)的木材加工業(yè)務(wù)遵循所有的服務(wù)要求。公司有自己的維修車(chē)間，有合格的人員進(jìn)行日常和非線路維修。利用觀測(cè)對(duì)象、軟件和統(tǒng)計(jì)方法對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析[5]。這些都將解決維修費(fèi)用的問(wèn)題，并提供更有效的操作條件。信度測(cè)試的主要方法有四個(gè)基本步驟：對(duì)公司所有的機(jī)器進(jìn)行了分析。這些機(jī)器的購(gòu)置價(jià)格太高，不能忽視保養(yǎng)。這就是為什么該公司需要維護(hù)系統(tǒng)配置的最佳解決方案的原因。人為因素的影響不是研究的對(duì)象，因?yàn)樵谟^察期間，部件損壞的根本原因是唯一不是人為因素造成的機(jī)械問(wèn)題。分析基于工作關(guān)系，其中記錄了有關(guān)技術(shù)的數(shù)據(jù)（技術(shù)特征、工作關(guān)系等）[6]。執(zhí)行集中于質(zhì)量的測(cè)試的目的是定義盡可能多的失敗，目的是闡明它們的起源，以及在它們的技術(shù)定義方面每個(gè)失敗可能意味著什么。定量結(jié)果定義了預(yù)測(cè)可靠性因素?cái)?shù)字值的可能性。數(shù)據(jù)的復(fù)雜性和質(zhì)量和定量分析的總結(jié)顯示了與可靠性最相關(guān)的失效和相互作用。

采伐設(shè)備可靠性評(píng)估和測(cè)試的使用條件也在標(biāo)準(zhǔn)中顯示。根據(jù)可靠性分析程序?qū)C(jī)器進(jìn)行研究的確切方法。為每臺(tái)機(jī)器分別設(shè)計(jì)機(jī)器數(shù)據(jù)表：獲取有關(guān)機(jī)器的技術(shù)信息，收集工作任務(wù)和圖紙。每臺(tái)機(jī)器的組件組設(shè)計(jì)：這使記錄維護(hù)記錄的輸出成為可能。這些機(jī)器被分為以下組件組：轉(zhuǎn)向架（包括車(chē)體、彈簧、減震器、底盤(pán)、車(chē)輪、輪胎、輪軸承、剎車(chē)、轉(zhuǎn)向等）齒輪和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（離合器、變速箱、軸、接頭、差速器、帶角帶的齒輪、鏈條齒輪等）、發(fā)動(dòng)機(jī)（燃油系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體和其他發(fā)動(dòng)機(jī)部件、氣缸、氣缸頭、活塞及其部件等）、潤(rùn)滑和冷卻系統(tǒng)、機(jī)器電氣控制部件（包括傳感器）、機(jī)器液壓系統(tǒng)、液壓起重機(jī)、機(jī)艙及控制元件。每臺(tái)設(shè)備在統(tǒng)計(jì)程序中采集數(shù)據(jù);這使得定義失敗和確定如何評(píng)估度量成為可能。對(duì)每個(gè)設(shè)備的統(tǒng)一數(shù)據(jù)表的定義：即每個(gè)數(shù)據(jù)表具有相同的結(jié)構(gòu)，從而提供了重復(fù)測(cè)量和記錄它們的通用性和可能性。所得數(shù)據(jù)通過(guò)統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行評(píng)估。

4? 結(jié)論

分析表明，對(duì)森林采伐機(jī)械設(shè)備可靠性的研究是非常有意的。在實(shí)際工作條件下使用這些機(jī)器公司設(shè)備，為森林采伐提供了積極的解決方案。為預(yù)測(cè)性維護(hù)提供最佳的設(shè)備記錄，這也為預(yù)防性維護(hù)提高系統(tǒng)的工作可靠性提供了實(shí)際指示。這取決于提高工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備維修效率的設(shè)計(jì)和方法。

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