機械設(shè)備運行可靠性評估的發(fā)展與思考

任海峰+胡鴻志+王銘琳

摘要：如果說只是單純的去針對于某一臺特定的機器設(shè)備進(jìn)行可靠性方面的評估，那么，在基于大數(shù)據(jù)樣本條件下所得到的平均可靠值，其本身是無法滿足個體設(shè)備之間所需要的可靠性評估需求。故而，通過進(jìn)行建立對設(shè)備運行狀態(tài)信息和可靠性之間的聯(lián)系，方才能夠真正的去定義可靠性評估的價值與意義。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)備；可靠性評估；發(fā)展

引言

近些年來，隨著國內(nèi)工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，當(dāng)下，對于機械設(shè)備本身正在處于一種復(fù)雜化、精密化、高效的發(fā)展趨勢上。在這其中，尤其是航空發(fā)動機、燃?xì)廨啓C、高速列車等方面的中大型機械設(shè)備，其對于質(zhì)量和性能上的競爭主要是圍繞在可靠性競爭的方向上。所以，在第二次世界大戰(zhàn)之后，美國、歐洲等發(fā)達(dá)國家都開始進(jìn)行可靠性技術(shù)方面的綜合研究與應(yīng)用，他們正在逐漸的希望去將可靠性技術(shù)完美的滲透到產(chǎn)品的設(shè)計當(dāng)中。一般來說的話，機械設(shè)備的可靠性主要是分為了設(shè)計可靠性、制造可靠性、運行可靠性、維修可靠性等多個方面，而在這幾大方面之中，其設(shè)計可靠性和制造可靠性是體現(xiàn)了產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的工藝可靠水平，這一點屬于是先天的因素。為了能夠更好的保證設(shè)備在運行的過程中不會出現(xiàn)重大的故障，其對于機械設(shè)備運行可靠性評估的發(fā)展與思考就顯得尤為重要。

一、當(dāng)前機械可靠性評估過程中所存在的問題

（一）傳統(tǒng)評估過程中過分依賴數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

在傳統(tǒng)的可靠性評估過程中，想要真正的去了解到可靠性評估的具體數(shù)據(jù)，那么，首先就是需要去獲得足夠的數(shù)據(jù)樣本。但是，就實際情況來看，針對于某一臺特定的機械設(shè)備運行可靠性方面的評估，其本身往往都是隸屬于小樣本的問題，在對一些類似于飛機失事等方面的災(zāi)難性故障時并不具有一定概率重復(fù)性，因為這一點的緣故，對此類事故往往無法去進(jìn)行大樣本數(shù)據(jù)方面的收集統(tǒng)計。

（二）傳統(tǒng)可靠性評估過程中注重運行設(shè)計失效分布假設(shè)

從設(shè)備失效分布的角度上來說，設(shè)備失效分布本身就只是一種有限的假設(shè)，而且，這樣的假設(shè)即使是在大樣本數(shù)據(jù)的情況下，往往也無法進(jìn)行準(zhǔn)確的失效分布。故而，在進(jìn)行針對某臺設(shè)備進(jìn)行運行可靠性評估其所具有的小樣本特性，更是去進(jìn)一步的加大了失效分布參數(shù)估計上的困難程度。

（三）傳統(tǒng)可靠性評估重視二值假設(shè)和有效狀態(tài)假設(shè)

在傳統(tǒng)的數(shù)值評估過程中，其往往是基于二值假設(shè)或者是有限狀態(tài)方面的假設(shè)，這一點也是基于在正?；蛘呤鞘У那闆r下所進(jìn)行的有限狀態(tài)。但是，往往在進(jìn)行實際工程施工的過程中，對于機械設(shè)備的狀態(tài)呈現(xiàn)出的是一種漸進(jìn)的連續(xù)退化。在進(jìn)行操作的過程中具有著非常強的不確定性，在這一點上，正是因為狀態(tài)變化之間的模糊性和事故發(fā)生的隨機性、所以，這一點往往無法能夠更好的去對機械設(shè)備運行的可靠性進(jìn)行相應(yīng)的評估。

二、對于問題改正的方法和措施

如果按照實際的可靠性評估現(xiàn)狀來看，針對于當(dāng)下傳統(tǒng)可靠性評估理論的應(yīng)用局限性而言，國內(nèi)外的諸多學(xué)者從以下多個方面進(jìn)行了相應(yīng)的改正和加強，其在改正加強的過程中可以說是取得了非常明顯的研究成果、

（一）新的參數(shù)模型估計方法

首先，對傳統(tǒng)的可靠性評估方法進(jìn)行評估過程中必須依賴大量數(shù)據(jù)樣本這一方面的問題，相關(guān)的專家學(xué)者就選擇采用去依賴于較少依賴概率的分布方法，以此為基礎(chǔ)去對傳統(tǒng)的可靠性分析方法進(jìn)行了改進(jìn)。在2010年，BALAKRISHNAN等就在原本Kaplan-Meier的非參數(shù)估計基礎(chǔ)上提出了一種全新的參數(shù)模型估計方法來去對設(shè)備在截尾時刻時所產(chǎn)生的可靠度函數(shù)進(jìn)行估計，同一年，HUANG等學(xué)者專門根據(jù)實際工程初期中失效的數(shù)據(jù)和后期失效的數(shù)據(jù)等方面進(jìn)行了差異性問題的研究，不可否認(rèn)的是，以上的兩種研究方式對于機械運行可靠性評估而言是取得了非常明顯的效果。

（二）拓展新的可靠性評估理論和相關(guān)應(yīng)用范圍

在進(jìn)行研究的過程中，相關(guān)的專家學(xué)者按照傳統(tǒng)可靠性的二值假設(shè)和有限狀態(tài)下假設(shè)無法有效解釋機械設(shè)備漸進(jìn)連續(xù)性能退化的問題。相應(yīng)的專家學(xué)者提出了去對于設(shè)備性能退化數(shù)據(jù)方面的檢測，通過去進(jìn)一步的分析和假設(shè)產(chǎn)品自身的退化路徑和失效分布情況，來去更進(jìn)一步的評估設(shè)備的可靠性，在這一點上，無疑是拓寬傳統(tǒng)可靠性理論的具體應(yīng)用范圍。舉例說明，例如在2005年美國的PARK等就根據(jù)這集合布朗運動以及伽馬過程為基礎(chǔ)，建立起了新的加速性能退化模型。

結(jié)語

綜上所述，上文中所提出的問題只是機械可靠性評估問題當(dāng)中的一部分，想要去更加完善的做好機械設(shè)備運行可靠性方面的評估，還是有很多的問題需要去進(jìn)行探索和研究。在進(jìn)行可靠性、故障診斷等多方面領(lǐng)域共同結(jié)合的基礎(chǔ)上，來去更好的推進(jìn)可靠性評估理論和技術(shù)的發(fā)展和加強、

參考文獻(xiàn)：

[1]試論機械設(shè)備運行可靠性評估的發(fā)展與思考[J].李媛.科技與創(chuàng)新.2017（17）

[2]機械設(shè)備運行可靠性評估的發(fā)展與思考[J].張春陽.科技風(fēng).2016（09）

[3]機械設(shè)備運行可靠性評估的發(fā)展與思考[J].何正嘉，曹宏瑞，訾艷陽，李兵.機械工程學(xué)報.2014（02）