基于模糊故障树和蒙特卡洛方法的智能铲运系统可靠性分析

来源：黄金科学技术杂志2023年第3期北京时间：

作者：刘志祥,王凯,杨小聪,万串串,周玉成

单位： 中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083, 矿冶科技集团有限公司，北京 102628, 国家金属矿绿色开采国际联合研究中心，北京 102628

摘要：为了分析智能铲运系统在三山岛矿区内实际运行使用的可靠性，提出将模糊故障树分析与蒙特卡洛仿真相结合的研究方法。以智能铲运系统运行使用故障为顶事件，确定了16个中间事件和33个底事件，并构建了故障树模型。采用模糊集合理论的方法，通过10位专家的结果反馈，求取了各底事件的发生概率，进而对故障树进行了定量分析，得到顶事件发生概率为0.3481%。基于建立的故障树模型，采用蒙特卡洛仿真模拟的方法，编写蒙特卡洛仿真算法，合理设置仿真参数，最后得到了平均无故障时间、可靠性与不可靠性曲线以及系统失效概率曲线。通过对底事件的仿真重要度进行计算，结果表明：操作规范不合格（管理原因）和信息沟通失误（人员原因）对系统可靠性影响最大，影响最大的机械原因为操作装置故障和制动系统老化。通过将计算结果与实际数据进行对比分析，验证了该方法的准确性和有效性。

关键词：智能铲运系统,可靠性指标,模糊故障树,故障概率,蒙特卡洛仿真,仿真重要度

基金资助：山东省重大科技创新工程项目“深部金属矿智能化开采关键技术及装备集成研究和工程示范”(2019SDZY05),国家自然科学基金项目“海底金属矿开采充填体约束矿柱群力学模型构建与混沌破坏机制”(51974359),“金属矿海底基岩开采裂隙分形演化与突水混沌孕育机制”(51674288)