應急機械系統的展望

葛文博

（東北石油大學機械科學與工程學院，黑龍江大慶，163318）

應急機械系統的展望

葛文博

（東北石油大學機械科學與工程學院，黑龍江大慶，163318）

機械應急系統研究對于減少災害造成的影響具有重要的意義。現如今的機械應急系統主要包含應急控制研究、應急決策研究以及應急系統設計研究這幾方面的工作,文章在簡述了該系統目前的研究現狀和應用現狀的基礎上,并給出其應急設計的定義。鑒于機械應急系統研究,尤其是關于應急設計研究方面的工作仍稍顯薄弱。

機械系統；研制

經過研究之后發現,如今關于機械應急系統方面的研究重點主要為應急控制系統方面的研究以及應急決策系統方面的研究,而其應用的領域主要為機床制造技術、車輛制造技術、船舶制造技術以及航空航天工業等領域。文本認為今后這一系統在進一步研究以上兩方面工作的基礎上，還需要對應急設計系統的設計進行深入的研究，以滿足抗災、減災以及救災等方面的工作。

1 機械應急控制系統概述

這一系統是在機械工程領域當中使用非常廣泛的一類系統,其主要是以在緊急或者突發情況下發生的破壞性事件為主要服務對象,是一類較為復雜的系統工程。它研制的任務是為了快速并且有效的對各類災害作出較為及時的預防及處理工作。

Liu等人將模糊數學算法應用在機床故障的識別領域。CNC數控機床的故障是一種較為典型的故障類型,運用模糊數學的相關知識，通過對機器重要組件的數據進行抽取從而得到發生故障的原因。這一方法能夠在獲得較少數據的基礎上，找出機床發生故障的主要部件，以及出現故障的種類，因此對保障機器的使用壽命及加工產品質量十分有利,并能夠較為有效的預防機床故障的出現。

Gorgon等人把“虛擬緩沖器”這一元件使用于拖拉機的運行控制當中。這一元器件具有在縱向上及橫向上作出沖突避免能力,可以在正常或者是各類緊急條件下完成對車輛的控制。它的狀態根據雷達和激光距離探測器探測得到的車輛周圍的情況而改變。使用“虛擬緩沖器”沖突避免算法控制阻抗控制器的狀態,進而控制車輛的運動學特征,并在Navistar國際拖拉機實驗室測試了車輛對目標車輛固定、突然減速停止、加速、減速等情況下的適應能力。結果表明,“虛擬緩沖器”能夠很好地發揮作用,預防交通事故的發生。這種方法采用虛擬、沖突避免算法等技術,利用雷達、激光等現代化工具對車輛進行控制,很好地解決了車輛的沖突避免問題。

2 機械應急決策系統

機械應急決策一般應是一個群體的決策行為,必須要有合理的專業知識結構、能力結構和年齡結構。應按項目式組織結構建立。只有這樣才能保證應急決策群體有良好的工作性功能,提高應急決策的科學性和快速性。但目前機械工程中的群體決策還相對較少。其客觀上的可能原因,一是機械系統本身相對可靠;二是機械系統往往并不獨立存在,如構成核工業工程、水利水電工程、動力工程、航空航天工程等中的組成部分。因此,在應急決策上也就不去單獨研究,而是僅研究其規模較小的輔助決策。但就發展而言,這是遠遠不夠的。

3 機械產品或裝備的應急設計系統

經計算機文獻檢索,尚未見機械產品或裝備的應急設計的定義。我們試給的定義是,由于人為或自然災害致使設計系統內部和外部環境波動的非正常環境下,實現特殊功能要求的急需的非現成的機械產品、裝備或整個機械系統的快速設計系統。機械應急設計是非常重要的問題,例如第二次世界大戰時前蘇聯的拖拉機廠轉產為坦克,英、德的快速更新坦克,地震時應急的工程機械,洪水時江河決堤的搶修潰堤的機械裝備,核電站事故的搶災或補救的機械(包括特種功能機器人)等。它與起應急作用的應急裝置的設計是不同的。現存技術主要是針對某種具體的起應急作用的機械裝置進行設計,而非應急設計。但其中有些技術和思想是可以借鑒的,例如巧妙的機械結構設計,模塊化設計,各種技術綜合,理論、設計、試驗相結合等。另外,現代設計方法,如快速設計、模塊化設計、協同設計、自適應設計、大規模定制設計等也隱含著快速的應急設計的含義。但是,上述設計方法一般不考慮人為和自然災害的非正常情況下的特點,特別是設計資源受損和設計系統本身受損的情況。換句話說,其應急設計有自己的屬性和特點。

4 結束語

從總體上說,機械應急系統研究顯得相對薄弱和滯后,應該針對帶災難約束的特點,吸取其它行業應急系統研究和現代設計理論、方法和工具中有益的思想、策略、方法、技術加以發展,并注意在理論與實踐相結合過程中不斷地完善。

[1] 翟曉敏,盛昭瀚,何建敏.應急研究綜述與展望.系統工程理論與實踐,1998(7): 17～24

[2] Ong S K,An N, Nee A Y C. W eb-based FaultDiagnostic and Learning System.InternationalJournal of Advanced M anufacturing Technology,2001,18(7): 502～511

[3] Liu Q,Zhang C,Lin A C.Pattern Recognition ofM achine ToolFaultsw ith a FuzzyM athematicsA l-gorithm.International Journal of Production Research,1998,36(8):2301～2314

[4] 王太勇,文松,郭紅旗,等.機床在線監測與突發故障自動保護系統的研究.機械工程學報, 1997, 33

葛文博，男，1992年3月28日，東北石油大學機械科學與工程學院在讀本科生

The development of a mechanical system

Ge Wenbo
(College of Mechanical Science and Engineering,Northeast Petroleum University,Daqing,163318,China)

The mechanical emergency system research to reduce the impact of disasters has the vital significance.Mechanical emergency system research mainly includes the emergency control,emergency decision-making and emergency design system,summarizes the research and application status of mechanical emergency system,and gives the definition of its emergency design.In view of mechanical emergency system research,especially the emergency design research is relatively weak and lagging,suggest that attention and accelerate the research and development.

mechanical system;To develop

圖1 系統流程圖