機械設備運行可靠性評估的發展與思考

付一品

摘 要：隨著工業技術的進一步發展，為了可以更好的滿足現階段人們對于生活的多方面的要求來，各種機械設備正在進行著快速的改革，其正在朝著復雜化、智能化、低能耗方向發展。對于航天機械、燃氣輪機等大型機械的國際市場競爭，也往往由機械本身所具有的性能極其質量所決定。這就使得可靠性評估方法受到了更加廣泛的重視。自上個世紀以來，西方國家已經開始了機械的運行可靠性評估研究。藉此，本文對機械設備運行可靠性評估的發展進行了簡要的分析，對其存在的問題及解決方法進行了思考。

關鍵詞：機械設備；運行可靠性評估；發展；思考

美國國家航天局已經將機械設備的可靠性評估作為了其三大技術之一。立足于此方面來看，我們國家的機械設備可靠性研究與發達國家相比還存在著不小的差距，從某種程度上來說，這也是制約我們國家從制造大國成為制造強國的主要原因。例如，我們國家雖然研制出了和國際水平相互接近的數控機床，但是其在實際使用過程當中所具有的可靠性與國際水平仍然相差甚遠。平均的無故障時間與其相差了一倍之多。因此，對機械設備運行可靠性評估的發展與思考有著鮮明的現實意義。

一、機械設備運行可靠性評估的發展及存在的問題

（一）機械設備運行可靠性評估的發展

機械設備運行可靠性評估研究歷經了一個世紀的發展，其無論是在理論研究環節還是在實際的應用過程當中，都積累了大量的經驗，并取得了很好的研究成果。在傳統的可靠性研究過程當中，概率論與數理統計在很大程度之上會作為其研究的主要數學工具。在研究過程當中， 傳統研究方法利用了大量的數據概率樣本，以此來確定機械設備的失效分布，進而獲得宏觀意義的設備運行平均可靠性。但是各個機械設備在實際的應用過程當中往往處于不同的工作環境，所以設備在運行過程當中所產生的損傷也是不同的，也就是說設備運行的可靠性也是不同的[1]。在2000年，國際上著名的可靠性研究學者OCONNOR對其進行了深入的研究與分析，并且指出了現階段的可靠性研究仍然局限于傳統的數理概率統計方法，闡述了基于傳統數理概率統計方法研究的局限性，可能出現的問題。2009年，意大利的ZIO深刻的指出了可靠性這一問題將會面臨的新挑戰，將復雜系統的可靠性分析作為了可靠性工程的“大敵”。并將狀態監測方法作為了維護機械設備可靠性運行的方法。我國學者黃洪鐘對可靠性理論進行了辯證研究，并進行了批判性的綜述，指出二值邏輯假設在實際應用過程當中的諸多不合理性，以及數理概率方法在實際應用過程當中的不現實性[2]。

（二）機械設備在進行運行可靠性評估時面臨的問題

傳統的評估方法在很大程度之上決定了其在對機械設備進行評估的過程當中，必須應用樣本統計數據。但是在實際的應用過程當中，最終決定機械可靠性運行的往往是小數據樣本，并且在對飛機失事等大型事故及災難性事故并不能利用概率統計的方法進行統計。加之傳統的可靠性研究方法最終將會依賴于失效分布，但是失效分布是一種假設，最終難以估計其數據的準確性。機械設備并不是由一個單一零件所組成的，其往往是由多個不同的設備元件所共同構成的，這樣設備基礎元件之間便會存在十分復雜的運動關系或是耦合關系。并且不同的零件其失效分布也是不同的，如果采用失效分布的方法進行分析，實難得出正確的結果[3]。

二、機械設備運行可靠性評估方法的改進思考

國內外學者針對傳統方法所存在的不足之處提出了很多的改進方法，例如設計性能退化路徑、動態可靠性分析方法等都取得了可喜的研究成果，但是這些方法在很大程度之上仍然存在著局限性。一方面，在對原有數理概率模型進行重新構架的過程當中，仍然依賴于大數據樣本。另一方面，眾多的方法都沒有對機械設備的失效機理進行深入的研究，也沒有在分析的過程當中利用機械設備的動態運行信息。東北大學的李常有等人，在對機械進行可靠性研究的過程當中將機械的實效機理引入到了研究的整體過程當中，并且通過仿真手段以及試驗方法，建立了機械設備失效概率與誘發失效物理參數之間的關系模型，以此為基礎分析了機械設別的可靠性，從而為機械設備運行的可靠性評估提供了必要的借鑒[4]。

三、結語

綜上所述，我們國家現階段的機械設備可靠性研究仍然處于初級階段，其中仍然存在著很多的問題需要解決。例如，應該如何進一步的加強機械設備運行的可靠性基礎，為機械設備的運行提供必要的技術支撐。對于具體設備來說，應該如何選擇合理且最優的方法保證機械設備的運行狀態等。以上所說的問題其實都是機械設備運行可靠性研究的冰山一角，對與其技術的發展還應該立足于多個角度進行研究，雖然仍然面臨著眾多的發展問題，但是的技術革新本就不是一蹴而就的，應該堅實的走好每一步。

參考文獻：

[1]何正嘉，曹宏瑞，訾艷陽，李兵.機械設備運行可靠性評估的發展與思考[J].機械工程學報，2014，02：171186.

[2]何正嘉，蔡改改，申中杰，曹宏瑞，李兵.基于機械診斷信息的設備運行可靠性研究[J].中國工程科學，2013，01：914.

[3]付興海.基于診斷信息的空壓機運行可靠性評估與RCM的改進[D].大連理工大學，2013.

[4]楊勇虎.船舶動力裝置壽命預測與風險評估的研究及系統開發[D].武漢理工大學，2003.