機械設備運行可靠性評估的發展與思考

劉津梁

摘要：在世界范圍內，我國的機械制造水平雖然與強國之間存在著一定的差距，不過隨著相關領域和發展和技藝的提升，這種差距被逐漸縮小。本文主要圍繞機械制造和機械設備運行可靠性評估的發展展開，并從更深層次對其進行研究，以期對我國機械領域發展提供參考意見。

關鍵詞：機械設備;運行;評估;發展

引言

隨著我國經濟的快速發展和社會的不斷進步，我國的機械設備制造也進入了一個嶄新的發展階段，并在該領域取得了一些較為矚目的科研成果，但是由于我國的實際情況，導致我國在機械設備制造領域的起步較晚，機械設備的可靠性和國外相比仍存在一定的差距，所以這就需要機械設計部門加強機械設備運行的可靠性評估，全面提升機械設備的設計可靠性、制造可靠性以及運行可靠性。

一、機械設備運行可靠性評估的意義及現狀

我國在上世紀80年代制定出機械設備運行可靠性評估相關標準，并且各大高等院校也投入大量的人力物力，投入到機械設備評估的研究和部署當中，而一些國內的工業部門更是將其評估放在首要位置，經過數十年的發展，雖然我國的工業部門對其仍是十分重視，然而各大高校在可靠性評估研究方面的學術成果仍是強差人意，現在的評價狀況不容樂觀，此發展趨勢之下，機械設備運行可靠性評估研究亟待找出新的發展方向。

國內對于機械設備運行可靠性評估的研究起步較晚，最早的記錄還局限于一些期刊對機械設備運行可靠性評估結果，但是國內部分專業充分意識到了可靠性評估的重要性，迅速針對機械設備運行可靠性評估進行全面研究，從定義評估規范流程，到制定工作綱領和相關標準，并開展全國性的機械可靠性評估有關的學術探討，且還包括了動態建模和故障分析等專業性較強的課題研究和學術成果分享，這對于我國機械設備運行可靠性評估有著重大意義。

二、機械設備可靠性評價存在的問題

設備是失效分布只是一種有限假設，即使在大樣本數據之下，仍然難以評估其失效分布。對于某臺機械設備運行的小樣本特性進行可靠性評估，再度加大了失效分布參數評估的難度。

對于正在運行的機械設備，評估人員的關注點在于其運行過程當中的可靠性，然而設備的運行條件和運行環境都在不斷變化，傳統的可靠性評價根本很難實現對機械運行當中的可靠性評價，即難以實現在線評估。

機械設備由于自身內部結構十分復雜，各個零件之間存在相互運動和耦合作用，這也就意味著各個零件的失效分布規律不盡相同，基于概率的可靠性數學模型只是在事后盡相失效分布規律的統計，對于機械設備運行中或者零件部位失效前的變化情況難以預估。

三、機械設備運行可靠性評估的基本思路和評估方法

小到人們日常生活當中使用的空調、洗衣機，大到代表科技頂端的航空產品，都需要對其進行機械設備運行可靠性評估，以此來將其作為其能夠正常投入使用的依據。不管是國有企業還是一些工業企業，都將機械設備運行可靠性評估作為市場核心的主要保障，由此可見可靠性評估的重要性。可靠性是一門具備基礎理論支持的學科，其涉及范圍不僅包括數學和物理學，還涉及到統計學、失效性物理學和機械設備設計方法學等新型的交叉性學科，才外，機械設備運行可靠性評估和機械的運行環境也有著千絲萬縷的關系，需要對其進行全方位綜合考量。最后，機械設備運行可靠性評估是一項工作周期長、損耗資源巨大的工作，需要專業團隊甚至幾個部門通力合作才能完成，這也就意味著再進行可靠性評估時，要結合多種專業型人才，進行精確、全方位的評估。

應力強度干涉理論是進行機械設備運行可靠性評估最常使用的理論之一，如果應力和強度都是隨機的，那么機械設備要想達到可靠的標準，就需要滿足一定條件，這里的可靠標準即為產品可靠度。機械設備運行可靠性評估的方式涉及到眾多學科理論知識，比如對于隨機變量X函數在較為復雜的情況下可以利用泰勒級數進行近似值求解，這就需要用到一維隨機變量函數或者多個隨機變量進行可靠程度的計算，在計算過程中要注意影響應力的基本隨機因素和影響強度的隨機因素。應力、溫度、電流都作為機械設備運行失效的原因，而強度則是機械運行阻止失效的重要階段，此外還包括額定電流以及極限應力，如果需要遵從某種分度，則需要計算概率密度函數以及失效概率，比如兩個是獨立的隨機變量，那么它們同時發生的概率就是各自發生概率的乘積。

機械設備運行可靠性評估當中最難以計算的當屬疲勞強度，比如當靜應力作用下的結構強度工作應力超出極限時，其機械結構就會出現破壞，嚴重的還會出現明顯的塑性變形，當機械結構受到復合應力的作用時，則需要根據某種強度理論去判斷機械的可靠性。然而在交變應力的作用下，其結構強度就不能依靠簡單的數據或者理論進行判斷了，需要用相應的疲勞理論做出全面的分析。

四、總結

要機械設備運行可靠性評估并不是短時間可以實現的事情，需要經過長期的、全面的綜合性評估。當下國內的許多專家和學者都在進行機械設的安全運行可靠性研究，但是由于機械可靠性評估涉及到眾多學科和領域，知識結構也相當復雜，甚至還涉及到一些一級學科和二級學科的交叉內容，這就意味著機械設備運行可靠性評估沒有尚未形成一套完整、系統的理論體系，還需要專業人員不斷探究。

參考文獻：

[1]張俊培.機械設備運行可靠性評估的發展與思考[J].時代農機，2017，44（09）：45+47.

[2]華鑫斌.論機械設備運行可靠性評估的發展與思考[J].赤峰學院學報（自然科學版），2018，34（03）：87-89.

[3]潘華武.建筑工程質量檢測設備運行可靠性評估的發展與思考[J].中國設備工程，2018（14）：106-107.

[4]劉景強，李傳誠.機械設備運行可靠性評估的發展與思考[J].山東工業技術，2018（24）：53.

江漢大學智能制造學院 430056