機械故障診斷基礎研究“何去何從”

馬艷雪

上世紀60年代，出現了一門以理論和實際結合的機械故障診斷學科，經過多年的實際應用和發展，機械故障診斷這一學科的理論研究已經逐漸深入，并形成較為完善的體系，在具體的實際應用中，機械故障診斷也深入到社會生產生活的各個領域中，如機械、石化等行業。雖然機械故障診斷在近半世紀的發展之后，取得了一定的成果，但是，隨著應用的逐漸深入和廣泛化，其也存在一些問題和不足之處。筆者在本文中針對機械故障診斷的基礎研究未來的發展方向以及根源進行研究，并對此提出一些觀點。

針對機械類設備的運行情況進行判斷的技術為機械故障診斷技術，其具有監測、診斷和預防的三方面職能，這項技術最為核心的要素在于將機械故障診斷的理論研究和實際的應用緊密結合起來。基于機械設備出現故障的特殊性，可見診斷技術是具有非常重要的作用的。具體來講，機械設備，尤其是大型的機械設備，一旦其出現故障時，對周邊環境、人員以及社會所造成的影響都非常惡劣和嚴重。目前，國內外由于機械設備出現故障所造成的重大事故時有發生，如果能夠在初期發現設備故障的原因，并且能夠及時監測到設備故障，那么能夠有效的避免更多事故的發展，保證設備的穩定安全運行。

機械故障診斷基礎研究的現狀分析

研究狀況分析。相關調查顯示，機械設備故障診斷的技術在全世界范圍內開始推行的時間在上世紀的60年代，以美國為中心逐漸向全球范圍的擴展蔓延，從事機械設備故障診斷的研究的工作人員以及科學家在信號、故障、技術等各個方面進行了非常深入的研究，并且取得了非常耀眼的成績。具體來講，首先，在上世紀60年代末期，美國首次針對機械設備故障的事故進行綜合性的分析研究，通過多次的研究之后發現了設備故障信號獲取以及傳感技術，這一成果的發現使機械設備故障診斷技術的產生出現了最初的源頭。之后，在2008年，科學家針對機械設備發生故障的機理以及故障發生初期的狀況進行研究，并就此發表了一系列的研究論文和文章，為后續的研究提供了具有高度參考價值的理論依據。機械設備在運行的過程中，如何發現設備的故障，是對故障進行診斷和解決的前提，針對此種情況，加拿大的學者于2006年首次提出了機械設備信號的分析和處理方法相關的理論，在此基礎上，對此進行了后續的深入研究。

機械設備故障診斷基礎研究存在的問題。首先，針對機械設備故障的機理方面，距今為止此項目的研究仍然存在著很明顯的問題，具體來講，機械的故障機理分析原理在于以理論知識、實驗作為基礎數據，從中歸納和分析機械發生故障時的規律。具體的做法為：將需要作為分析對象的機械設備的多方面特征總結，通過此來建立一個數據模型，然后以此來進行仿真性質的研究，從而來獲取類似的特征，之后再通過實踐的檢驗來對數據模型進行改造，尋求最為符合的特征。根據調查分析，目前這類情況的研究在多方面都存在薄弱的環節，比如，針對大型、超大型的機械設備來講，分析其故障機理是需要足夠的數據作為支撐，而數據模型的建立相對來講，要更為的困難。后期的實踐和試驗，都需要通過多次來反復驗證其可行性，一定程度上加大了難度，延長了時間。另外，針對試驗得出的機理特征與結果，需要通過實際的應用來加以驗證，并不能完全的適用于每一項工程項目。

其次，針對如何分析和確定設備發生故障以及引發故障的原因的方法，目前也存在一些問題。機械運行過程中，安全運行、故障等都會呈現出不同的狀態，發送不同的信號，那么這些信號所傳達的信息即為機械設備的狀態信息，從這些信號當中獲取不同的狀態信息，即以信號作為媒介來了解機械設備的狀態，從而來診斷機械設備的故障。目前，雖然此項目的研究已經提出了很多具有價值意義的方法，但是針對細小方面、早期性質的故障等，目前并沒有較為行之有效的診斷方法。

第三，智能化時代、信息技術水平的不斷提升，機械設備也逐漸趨于智能化、自動化的方向發展，而面對著智能機械設備的大量投入使用，相對于的診斷研究方法并沒有智能化。具體來講，智能化的診斷方法，對于不同的設備具有其各自的優劣勢，從另一角度分析，即一項智能診斷方法對應的機械設備診斷，一定程度上是具有局限性的。

機械故障診斷基礎研究的發展方向分析

深入對機械設備故障發生機理的研究。務必要明確機理是根本，找出機械設備發生故障的機理，才能真正的明確機械設備發生故障的原因，才能從中找出規律，總結經驗，才能確保后續的預防以及維修。伴隨著社會的高速發展，機械設備所使用的技術也逐漸智能化，老舊的機械設備逐漸被市場和社會所淘汰，現今社會中新型的機械設備層出不窮，因此，對這些設備來講，其所應用的環境以及用途都具有的一定的特殊性，那么其故障發生的機理一定要明確，才能保證設備的安全穩定運行。

進行大量的有層次實踐和理論研究。基于機械設備故障的研究，務必要首先確定機械運行是否發生故障，是否某一部位、零件存在故障，當確認故障存在之后，需要利用工具或其他手段來確認設備發生故障的位置，然后在此基礎上來對設備故障的程度進行評估，在確認上述三步之后，再根據實際的情況來分析設備的使用年限。而這些數據的來源，包括對設備使用年限的判斷，是需要經過大量的實踐和理論研究，才能根據不同的情況來有效判斷設備的故障以及后續的狀況。

總而言之，機械故障診斷的基礎研究需要從實際出發，從細小部位著手，確定故障存在的位置、程度等因素，來判斷機械故障的具體情況。另外，針對不同的機械設備故障，我們是需要依靠足夠的實驗作為支撐，才能確認這一故障的機理、類型等情況。未來，機械故障診斷技術必然需要不斷的更新和發展，相對應的，其基礎研究也需要不斷的深入和發展。endprint