淺談機械設(shè)備的管理與維護

【摘 要】 大慶市自來水有限公司是大慶市最大一家轉(zhuǎn)供水企業(yè)。公司以開展和諧創(chuàng)建活動為契機，確立新的發(fā)展思路，破解企業(yè)發(fā)展難題，公司緊緊圍繞增收節(jié)支這個中心，以深化改革，建立現(xiàn)代企業(yè)制度為突破口，采取有效措施降低水損，增收水費，發(fā)展副業(yè)，保證了企業(yè)增效，職工增收，供水安全目標(biāo)的實現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】 現(xiàn)狀 方向

Abstract ： The paper mainly discusses the machinery and equipment management and maintenance.

我國自從改革開放以來，各個工業(yè)部門先后出現(xiàn)了一大批生產(chǎn)能力大、效率高、技術(shù)先進的生產(chǎn)機械設(shè)備，為國民經(jīng)濟的快速發(fā)展起到重大作用。這些生產(chǎn)設(shè)備，無論是引進的或國產(chǎn)的，一次性投資很大，使用和維護要求較高，在一定程度上體現(xiàn)了當(dāng)代的先進技術(shù)水平。如何加強對這些設(shè)備的維護與管理，提高使用的可靠性，減少因故障停機帶來的直接和間接經(jīng)濟損失，是保證生產(chǎn)裝置長周期穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)的關(guān)鍵。

1.現(xiàn)狀

1.1基本過程及內(nèi)容

機械故障檢測診斷的基本過程（如圖所示）：

典型故障————

它包含兩方面內(nèi)容：（1）對設(shè)備運行狀態(tài)進行檢測；（2）發(fā)現(xiàn)異常情況后對設(shè)備的故障進行分析、診斷。其發(fā)展也經(jīng)歷了從簡易診斷到精密診斷，從一般診斷到智能診斷，從單機診斷到網(wǎng)絡(luò)診斷的過程。

1.2主要技術(shù)方法現(xiàn)狀

根據(jù)系統(tǒng)采用的特征描述和決策方法，故障檢測診斷的方法概括起來分為：基于系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的故障診斷方法和基于非模型的故障診斷方法兩大類。

1.2.1基于系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的故障診斷方法

基于模型的故障診斷技術(shù)是通過構(gòu)造觀測器估計出系統(tǒng)輸出，然后將它與輸出的測量值比較從中取得故障信息。該方法能與控制系統(tǒng)緊密結(jié)合，是監(jiān)控、容錯控制、系統(tǒng)修復(fù)和重構(gòu)的前提；是以現(xiàn)代控制理論和現(xiàn)代優(yōu)化方法的指導(dǎo)，以系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，利用觀測器、等價空間方程、濾波器、參數(shù)模型估計和辨識等方法產(chǎn)生殘差，然后基于某種準(zhǔn)則或閾值對該殘差進行評功價和決策。

1.2.2基于非模型的故障診斷方法

（1）基于可測信號處理的故障診斷方法，系統(tǒng)的輸出在幅值、相信、頻率及相關(guān)性上與故障源存在著某種關(guān)系，利用這種關(guān)系可確定系統(tǒng)的故障。常用的方法有譜分析、相關(guān)分析、功譜分析和概率密度法。

（2）基于故障診斷專家系統(tǒng)的診斷方法。專家系統(tǒng)是近年來故障診斷領(lǐng)域最顯著的成就之一，內(nèi)容包括診斷知識的表達、診斷推理方法、不確定性推理以及診斷知識的獲取等。隨著計算機和工人智能的發(fā)展，基于專家系統(tǒng)的故障診斷方法克服了基于模型的故障診斷方法對模型的過分依賴性，成為故障檢測的有效方法。

（3）故障模型識別的故障診斷方法。這是一種靜態(tài)診斷方法，它以模式識別技術(shù)為基礎(chǔ)，其關(guān)鍵是故障模式特征量的選取取和提取。該方法分為離線分析和在線分析兩個階段。通過離線分析來確定表達系統(tǒng)故障狀態(tài)的特征向量集和以該特征向量集描述故障模式向量，并由此形成故障的基本模式集，以確定區(qū)分識別這些故障模式向量的叛別函數(shù)，然后通過在線診斷提取故障的特征微向量，出叛別函數(shù)對故障進行分離定位。

（4）基于故障礙樹的診斷方法。故障樹是表示系統(tǒng)或設(shè)備特定事件或不希望事件與它的各子系統(tǒng)或各部件故障事件之間的邏輯結(jié)構(gòu)圖，通過結(jié)構(gòu)圖對系統(tǒng)故障形成的原因做出總體至部分按樹狀逐漸地詳細劃分。這是一種圖形演繹法，把系統(tǒng)故障與導(dǎo)致該故障的各種因素形象地繪成故障圖表，較直觀地反映故障、元部件、系統(tǒng)及因素、原因之間的相互關(guān)系，也能定量計算故障程度、概率、原因等。

（5）基于模糊數(shù)學(xué)的故障診斷方法。根據(jù)模糊集合論征兆空間與故障狀態(tài)空間的某種映射關(guān)系，由征兆來診斷故障。由于模糊集合論尚未成熟，通常只能憑經(jīng)驗和大量試驗來確定。另外因系統(tǒng)本身不確定的和模糊的信息，以及要對每一個征兆和特征參數(shù)確定其上下限和合適的隸屬度函數(shù)，而使其應(yīng)用有局限性。但隨著模糊集合論的完善，相信該方法有較光明的前景。

1.2.3技術(shù)研究現(xiàn)狀

目前，主要在以下幾方面開展研究：

（1）傳感技術(shù)研究；（2）關(guān)于信號分析與處理技術(shù)的研究；（3）關(guān)于人工智能和專家系統(tǒng)的研究；（4）關(guān)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究；（5）關(guān)于診斷系統(tǒng)的開發(fā)與研究；（6）專門化與便攜式診斷儀器與設(shè)備的研制與開發(fā)。

2.發(fā)展方向

發(fā)展方向為傳感器的精密化、多維化，診斷理論、診斷模型的多元化、檢測診斷技術(shù)趨于自動化、數(shù)字化、智能化和綜合化，應(yīng)用軟件規(guī)范化、硬件專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化，診斷儀表與裝置趨向工程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展。具體表現(xiàn)在以下幾方面：

2.1與最新信號處理方法相融合。開展基于小波分析上的故障診斷技術(shù)研究。小波分析是一種全新的信號一尺度分析方法，其分析基函數(shù)是一系列尺度可變有簡諧函數(shù)，具有良好的時一頻定性特性以及對信號的自適應(yīng)能力。機械設(shè)備故障診斷中由于設(shè)備零件結(jié)構(gòu)不同，產(chǎn)生的信號中含有大量的非平穩(wěn)成分，利用小波分析可把不同頻率信號分解到不同頻道的分解序列，從而為故障特征的提取提供理論依據(jù)。由于它具有時域和頻域局部化分析功能和可變分辨率的特點，使之在分析瞬變信號時比傅立葉分析更具優(yōu)越性。

2.2與非線性原理和方法及多元傳感技術(shù)的融合。現(xiàn)代化大生產(chǎn)要求對設(shè)備進行全方位、多角度的監(jiān)測與維護。以便對設(shè)備的運行狀態(tài)有整體的、全方面的了解。在進行設(shè)備故障檢測診斷時，可采用多個傳感器同時對設(shè)備的各個位置進行監(jiān)測，然后按照一定的方法以這些信息進行處理。機械設(shè)備在發(fā)生故障時，又往往表現(xiàn)為非線性特征，隨著混沌與分型幾何方法的日趨完善，這類問題也必將得到進一步解決。

2.3與現(xiàn)代化智能方法的融合。現(xiàn)代智能技術(shù)包括專家系統(tǒng)、模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進行計算等。現(xiàn)代智能方法在設(shè)備故障診斷技術(shù)中已得到廣泛的應(yīng)用，隨著智能科技的不斷發(fā)展，設(shè)備狀態(tài)的智能監(jiān)和故障診斷將是故障診斷技術(shù)的最終目標(biāo)。

總之

隨著微電子、計算機、智能技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，機械設(shè)備故障檢測診斷的準(zhǔn)確性會越來越高，操作使用越來越方便，在機械設(shè)備維修中會起著越來越重要的作用，它可以直接提高企業(yè)設(shè)備管理和維護水平，提高企業(yè)效益和國際競爭力。

（作者單位：大慶市自來水有限公司）