淺議層次分析法在智能壓力機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上的應(yīng)用

孫 健，邵振榮，張 望

（揚(yáng)力集團(tuán)股份有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225002）

1 系統(tǒng)概述

本分析法以揚(yáng)力MIP-315（圖1）雙點(diǎn)高精度、高性能壓力機(jī)為實(shí)施對(duì)象，針對(duì)機(jī)床運(yùn)行過程中的多項(xiàng)物理信息展開監(jiān)測(cè)，獲得的數(shù)據(jù)通過層次分析法進(jìn)行編程監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)的功能包括：

圖1 MIP-315 智能高速精密壓力機(jī)

（1）壓力機(jī)運(yùn)動(dòng)副溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)。針對(duì)導(dǎo)軌滑動(dòng)副、連桿銅瓦、曲軸支承軸承、卸荷套軸承、飛輪軸承等部位的運(yùn)動(dòng)副溫升，建立高效可靠的測(cè)溫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)溫度的實(shí)時(shí)顯示、數(shù)據(jù)記錄與高溫預(yù)警。

（2）潤(rùn)滑油品質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)。在進(jìn)行多種潤(rùn)滑油介電常數(shù)測(cè)定的試驗(yàn)上，構(gòu)建了潤(rùn)滑油品質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑油指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和油品等級(jí)判定。

（3）離合器制動(dòng)器磨損與溫升檢測(cè)技術(shù)。針對(duì)結(jié)構(gòu)緊湊的組合式離合制動(dòng)器，運(yùn)用傳感器技術(shù)與數(shù)據(jù)模型測(cè)量摩擦片的實(shí)時(shí)磨損量和實(shí)時(shí)溫升，實(shí)現(xiàn)摩擦片的故障預(yù)警和磨損報(bào)警。

（4）壓力機(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)。針對(duì)機(jī)床四個(gè)立柱，在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上安裝振動(dòng)傳感器，實(shí)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)曲線的實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)通過處理，以數(shù)字化形式同步呈現(xiàn)，提供振動(dòng)異常預(yù)警。

（5）噪聲監(jiān)測(cè)。測(cè)試點(diǎn)位布置于電機(jī)后、離合器后、工作臺(tái)面、操作面板前。通過測(cè)量各個(gè)點(diǎn)位的聲壓值可獲得運(yùn)行過程中噪聲變化幅度最大點(diǎn)，從而建立相應(yīng)的監(jiān)控措施。

2 基于層次分析法（AHP）的機(jī)床狀態(tài)評(píng)估

2.1 層次分析法簡(jiǎn)介

層次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）是一種定性和定量相結(jié)合的、系統(tǒng)的、層次化的分析方法。這種方法的特點(diǎn)是在對(duì)復(fù)雜決策問題的本質(zhì)、影響因素及其內(nèi)在關(guān)系等進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，利用較少的定量信息使決策的思維過程數(shù)學(xué)化，從而為多目標(biāo)、多準(zhǔn)則或無結(jié)構(gòu)特性的復(fù)雜決策問題提供簡(jiǎn)便的決策方法。是對(duì)難以完全定量的復(fù)雜系統(tǒng)做出決策的模型和方法。程序分析法結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 層次分析法結(jié)構(gòu)圖

2.2 層次分析法解決問題的基本步驟

（1）建立遞階層次結(jié)構(gòu)。將復(fù)雜的問題分解成稱為元素的組件，然后根據(jù)不同的屬性將這些對(duì)象分為幾組，以創(chuàng)建不同的級(jí)別。相同級(jí)別的功能充當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)，并控制下一級(jí)別的某些方面的功能，此外由上一級(jí)別的元素控制。這種自上而下的統(tǒng)治建立了遞進(jìn)的等級(jí)。智能壓力機(jī)健康狀態(tài)評(píng)估層次體系結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

圖3 智能壓力機(jī)健康狀態(tài)評(píng)估層次體系

（2）構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣。在建立完成本地管理結(jié)構(gòu)之后，確定高層與底層之間的聯(lián)系。進(jìn)一步使用正確的數(shù)學(xué)計(jì)算手段從全部比較的數(shù)據(jù)中獲得更全面的信息。

（3）計(jì)算單一準(zhǔn)則下元素的相對(duì)權(quán)重。

（4）層次的一致性檢驗(yàn)和排序。為了獲得完整的等級(jí)結(jié)構(gòu)，科學(xué)整合計(jì)算獲得的結(jié)果是非常關(guān)鍵的，并進(jìn)行總的一致性檢驗(yàn)。這一步驟是由上而下逐層進(jìn)行的，最后的核算結(jié)果非常關(guān)鍵，這也就是決策過程中優(yōu)先級(jí)的加權(quán)平均值和對(duì)整個(gè)模型的判斷和評(píng)估。

以對(duì)機(jī)床溫度狀態(tài)的評(píng)估為例，可認(rèn)為是對(duì)多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)數(shù)據(jù)信息的綜合分析，具體可認(rèn)為是將各溫度指標(biāo)作為結(jié)構(gòu)圖2 中的措施，評(píng)判結(jié)果作為決策目標(biāo)，依據(jù)故障成本、維修成本、故障發(fā)生率、故障嚴(yán)重程度等作為評(píng)判準(zhǔn)則建立合理的層次結(jié)構(gòu)。由此，若評(píng)估結(jié)果Score 可由溫度指標(biāo)Y（i）和對(duì)應(yīng)的權(quán)重w（i）的加權(quán)平均進(jìn)行表示：

該方法依賴于對(duì)權(quán)重?cái)?shù)據(jù)的知識(shí)建立，該知識(shí)可由專家系統(tǒng)生成，并在實(shí)踐和反饋中逐步優(yōu)化。該方法運(yùn)算過程簡(jiǎn)便，便于在PLC 中進(jìn)行部署并進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)算。基于此分析法編寫的溫度監(jiān)測(cè)程序（部分）如圖4 所示。

圖4 基于層次分析法的溫度監(jiān)測(cè)程序（部分）

3 總結(jié)

本文圍繞壓力機(jī)智能化的實(shí)現(xiàn)，論述了一種基于層次分析法來解決壓機(jī)智能監(jiān)測(cè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，為解決和提升壓力機(jī)智能化檢測(cè)和控制提供了一套可行的解決方法。