荀小兵

(北京高隆世紀(jì)綠源科技有限公司,北京 100022)

機(jī)電系統(tǒng)故障預(yù)測技術(shù)的現(xiàn)狀及分析

荀小兵

(北京高隆世紀(jì)綠源科技有限公司,北京 100022)

隨著社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,機(jī)電系統(tǒng)的運行安全和機(jī)電設(shè)備的維修成本對高新技術(shù)企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展起著非常關(guān)鍵的作用。本文通過對機(jī)電系統(tǒng)故障預(yù)測技術(shù)的現(xiàn)狀以及技術(shù)特點進(jìn)行分析,從而制定合理的機(jī)電設(shè)備維修方案,以避免機(jī)電設(shè)備因產(chǎn)生故障而導(dǎo)致的系統(tǒng)問題。

機(jī)電系統(tǒng) 故障預(yù)測技術(shù) 現(xiàn)狀

對于機(jī)電工程系統(tǒng)來說，機(jī)電系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定，對工程的正常進(jìn)行有著非常重要的作用。同時，機(jī)電系統(tǒng)也逐漸運用與航天、鐵路、軍事、電力以及石化等行業(yè)，對企業(yè)以及國家的競爭能力有著十分關(guān)鍵的作用。對機(jī)電系統(tǒng)的故障預(yù)測，進(jìn)而進(jìn)行維護(hù)，保證機(jī)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，已成為企業(yè)和國家發(fā)展重要研究和探討的問題。

1 機(jī)電系統(tǒng)故障預(yù)測技術(shù)的現(xiàn)狀

當(dāng)前，我國多機(jī)電系統(tǒng)的維護(hù)方式，主要還是在設(shè)備出現(xiàn)故障后，進(jìn)行針對性的維修。另外還對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行定期的有計劃的維護(hù)。這種傳統(tǒng)的維護(hù)不能夠?qū)C(jī)電設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的了解，無法預(yù)測機(jī)電設(shè)備的實際運行狀態(tài)，從而也就無法保證設(shè)備的穩(wěn)定運行，給實際的工作和生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的安全隱患，特別是一些電力、航天以及鐵路行業(yè)。另外，定期的計劃性維護(hù)方案，不能根據(jù)機(jī)電設(shè)備的實際運行情況，做出準(zhǔn)確預(yù)判，出現(xiàn)過度的維護(hù)或者維護(hù)不到位，嚴(yán)重影響了工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定運行，提高了設(shè)備的維護(hù)成本和資源的浪費。機(jī)電系統(tǒng)故障預(yù)測技術(shù)可以通過對機(jī)電系統(tǒng)的進(jìn)行監(jiān)測，了解機(jī)電設(shè)備的運行狀況，對系統(tǒng)故障進(jìn)行預(yù)測和及時制定維修的決策，能夠有效提高機(jī)電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，運用機(jī)電故障預(yù)測技術(shù)，能夠有效降低機(jī)電系統(tǒng)的故障發(fā)生概率，減少設(shè)備的維護(hù)費用，優(yōu)化機(jī)電設(shè)備資源的利用效率，從而提高機(jī)電系統(tǒng)的維護(hù)效率，節(jié)約機(jī)電系統(tǒng)的維護(hù)成本。但是，現(xiàn)有的機(jī)電故障預(yù)測技術(shù)還存在一定的缺陷。首先，在在故障預(yù)測方面，許多對機(jī)電故障預(yù)測系統(tǒng)的預(yù)測方法都十分簡單，大多建立在單一的故障模式下預(yù)測，對于各個故障之間的關(guān)聯(lián)沒有做到有效地結(jié)合。其次，在機(jī)電系統(tǒng)故障預(yù)測過程中，沒有排除人員活動的干擾以及系統(tǒng)外部環(huán)境的影響。技術(shù)人員在對機(jī)電系統(tǒng)的維護(hù)過程中，對故障預(yù)測產(chǎn)生一定的干擾。另外，在機(jī)電系統(tǒng)故障預(yù)測的性能評價方面，并沒有一個健全統(tǒng)一的系統(tǒng)評價標(biāo)準(zhǔn)。

北京高隆世紀(jì)綠源科技有限公司 ，積極以高、精、尖科技、設(shè)備和人才為依托，充分研發(fā)和創(chuàng)新機(jī)電系統(tǒng)故障預(yù)測技術(shù)，不斷推出新的產(chǎn)品技術(shù)，為機(jī)械、航天、鐵路、石化等行業(yè)提供安全穩(wěn)定的機(jī)電系統(tǒng)故障預(yù)測技術(shù)，保障企業(yè)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

2 機(jī)電系統(tǒng)故障預(yù)測技術(shù)分析

機(jī)電系統(tǒng)故障預(yù)測技術(shù)主要是以當(dāng)前的機(jī)電設(shè)備運行狀況作為基礎(chǔ)，然后結(jié)合設(shè)備的結(jié)構(gòu)特性、設(shè)備的參數(shù)等具體情況，對機(jī)電設(shè)備的可能發(fā)生的故障進(jìn)行分析和預(yù)判，從而確定故障將會產(chǎn)生的原因以及特點，以便技術(shù)人員進(jìn)行及時的故障排除與維護(hù)，保障機(jī)電系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行，確保工業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行。在實際的工程活動中，機(jī)電系統(tǒng)故障預(yù)測方法有許多種。

2.1 基于模型的故障預(yù)測技術(shù)

基于模型的故障預(yù)測方法，可以通過計算機(jī)電設(shè)備的損傷情況，判斷設(shè)備的損傷程度，建立起相關(guān)的模型，以評估機(jī)電設(shè)備的預(yù)計使用時間及發(fā)生故障的概率。在一般的情況下，對機(jī)電系統(tǒng)故障預(yù)測與選用的模型參數(shù)有很大的關(guān)聯(lián)。通過對機(jī)電系統(tǒng)或者設(shè)備的故障演練機(jī)理研究，可以修正和調(diào)整模型，從而提高機(jī)電系統(tǒng)故障預(yù)測的準(zhǔn)確性?；疑Ｐ褪潜容^常用的一種預(yù)測模型，對于機(jī)電系統(tǒng)故障的短期預(yù)測有著很好的效果。

2.2 基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的故障預(yù)測技術(shù)

在實際的機(jī)電系統(tǒng)運行過程中，許多設(shè)備工作運行很難建立一個準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，這有可能會導(dǎo)致機(jī)電系統(tǒng)故障的預(yù)測出現(xiàn)誤差，機(jī)電設(shè)備在傳感器或者測試的數(shù)據(jù)可以作為機(jī)電系統(tǒng)故障預(yù)測的一種方法。這種故障預(yù)測方法就是數(shù)據(jù)驅(qū)動的故障預(yù)測技術(shù)，通過利用歷史的機(jī)電設(shè)備數(shù)據(jù)記錄以及設(shè)備監(jiān)測的數(shù)據(jù)，建立起可靠的數(shù)學(xué)模型。這種故障預(yù)測模型能夠解決許多機(jī)電系統(tǒng)中故障預(yù)測的問題。基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的故障預(yù)測方法主要有神經(jīng)網(wǎng)路、模糊系統(tǒng)等等。數(shù)據(jù)驅(qū)動方法主要劃分為人工智能技術(shù)和統(tǒng)計技術(shù)這兩大類。

2.3 基于概率統(tǒng)計的故障預(yù)測技術(shù)

基于概率統(tǒng)計的故障預(yù)測方法，主要是在不能確定完整動態(tài)模型時，通過對機(jī)電系統(tǒng)曾經(jīng)出現(xiàn)的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計與分析，從而進(jìn)行概率統(tǒng)計，掌握機(jī)電系統(tǒng)故障的可能發(fā)生情況?；诟怕式y(tǒng)計的故障預(yù)測技術(shù)主要有回歸預(yù)測法、時間序列預(yù)測法等。

回歸預(yù)測法主要是更具機(jī)電系統(tǒng)的歷史的具體數(shù)據(jù)和變化規(guī)律，找出自變量和因變量兩者之間的回歸式方程，從而確定預(yù)測模型的參數(shù)據(jù)，對機(jī)電系統(tǒng)故障進(jìn)行預(yù)測。這種預(yù)測方法需要的數(shù)據(jù)量比較大，而且要有很好的數(shù)據(jù)分布規(guī)律，預(yù)測的時間長度過大，很容易導(dǎo)致預(yù)測出現(xiàn)偏差情況。

時間序列預(yù)測法主要將預(yù)測機(jī)電系統(tǒng)對象的歷史數(shù)據(jù)按照一定的時間間隔，進(jìn)行排列組合，建造一個能夠隨著時間變化的統(tǒng)計序列和數(shù)據(jù)隨著時間變化的機(jī)電系統(tǒng)預(yù)測模型，然后利用這個模型，預(yù)測機(jī)電系統(tǒng)的的可能產(chǎn)生情況。這種方法需要以過去的機(jī)電系統(tǒng)發(fā)展模式能夠延續(xù)到未來，因此這種方法，對機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行短期的預(yù)測效果十分明顯。

3 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，高、精、尖科技以及設(shè)備的不斷進(jìn)步，機(jī)電系統(tǒng)故障預(yù)測技術(shù)在工程生產(chǎn)工作過程中，起的作用也越來越大。采用新進(jìn)的機(jī)電系統(tǒng)故障預(yù)測技術(shù)，能夠以通過對機(jī)電系統(tǒng)的進(jìn)行監(jiān)測，了解機(jī)電設(shè)備的運行狀況，對系統(tǒng)故障進(jìn)行預(yù)測和及時制定維修的決策，能夠有效提高機(jī)電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，保障企業(yè)的正常穩(wěn)定生產(chǎn)。

[1]陶來發(fā),樊煥貞,呂琛,欒家輝.機(jī)電系統(tǒng)故障預(yù)測技術(shù)的現(xiàn)狀與分析[J].控制工程,2011,18(04):636-639.

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荀小兵(1973—),男,江蘇靖江人,2011年畢業(yè)于中南大學(xué)工商管理專業(yè),現(xiàn)供職北京高隆世紀(jì)綠源科技有限公司總經(jīng)理,研究方向:機(jī)電自動化。