◎馬艷雪

機(jī)械故障診斷基礎(chǔ)研究“何去何從”

◎馬艷雪

上世紀(jì)60年代，出現(xiàn)了一門以理論和實(shí)際結(jié)合的機(jī)械故障診斷學(xué)科，經(jīng)過多年的實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展，機(jī)械故障診斷這一學(xué)科的理論研究已經(jīng)逐漸深入，并形成較為完善的體系，在具體的實(shí)際應(yīng)用中，機(jī)械故障診斷也深入到社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域中，如機(jī)械、石化等行業(yè)。雖然機(jī)械故障診斷在近半世紀(jì)的發(fā)展之后，取得了一定的成果，但是，隨著應(yīng)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(duì)機(jī)械故障診斷的基礎(chǔ)研究未來的發(fā)展方向以及根源進(jìn)行研究，并對(duì)此提出一些觀點(diǎn)。

針對(duì)機(jī)械類設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行判斷的技術(shù)為機(jī)械故障診斷技術(shù)，其具有監(jiān)測(cè)、診斷和預(yù)防的三方面職能，這項(xiàng)技術(shù)最為核心的要素在于將機(jī)械故障診斷的理論研究和實(shí)際的應(yīng)用緊密結(jié)合起來。基于機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障的特殊性，可見診斷技術(shù)是具有非常重要的作用的。具體來講，機(jī)械設(shè)備，尤其是大型的機(jī)械設(shè)備，一旦其出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)周邊環(huán)境、人員以及社會(huì)所造成的影響都非常惡劣和嚴(yán)重。目前，國(guó)內(nèi)外由于機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障所造成的重大事故時(shí)有發(fā)生，如果能夠在初期發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障的原因，并且能夠及時(shí)監(jiān)測(cè)到設(shè)備故障，那么能夠有效的避免更多事故的發(fā)展，保證設(shè)備的穩(wěn)定安全運(yùn)行。

機(jī)械故障診斷基礎(chǔ)研究的現(xiàn)狀分析

研究狀況分析。相關(guān)調(diào)查顯示，機(jī)械設(shè)備故障診斷的技術(shù)在全世界范圍內(nèi)開始推行的時(shí)間在上世紀(jì)的60年代，以美國(guó)為中心逐漸向全球范圍的擴(kuò)展蔓延，從事機(jī)械設(shè)備故障診斷的研究的工作人員以及科學(xué)家在信號(hào)、故障、技術(shù)等各個(gè)方面進(jìn)行了非常深入的研究，并且取得了非常耀眼的成績(jī)。具體來講，首先，在上世紀(jì)60年代末期，美國(guó)首次針對(duì)機(jī)械設(shè)備故障的事故進(jìn)行綜合性的分析研究，通過多次的研究之后發(fā)現(xiàn)了設(shè)備故障信號(hào)獲取以及傳感技術(shù)，這一成果的發(fā)現(xiàn)使機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)的產(chǎn)生出現(xiàn)了最初的源頭。之后，在2008年，科學(xué)家針對(duì)機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障的機(jī)理以及故障發(fā)生初期的狀況進(jìn)行研究，并就此發(fā)表了一系列的研究論文和文章，為后續(xù)的研究提供了具有高度參考價(jià)值的理論依據(jù)。機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行的過程中，如何發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障，是對(duì)故障進(jìn)行診斷和解決的前提，針對(duì)此種情況，加拿大的學(xué)者于2006年首次提出了機(jī)械設(shè)備信號(hào)的分析和處理方法相關(guān)的理論，在此基礎(chǔ)上，對(duì)此進(jìn)行了后續(xù)的深入研究。

機(jī)械設(shè)備故障診斷基礎(chǔ)研究存在的問題。首先，針對(duì)機(jī)械設(shè)備故障的機(jī)理方面，距今為止此項(xiàng)目的研究仍然存在著很明顯的問題，具體來講， 機(jī)械的故障機(jī)理分析原理在于以理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從中歸納和分析機(jī)械發(fā)生故障時(shí)的規(guī)律。具體的做法為：將需要作為分析對(duì)象的機(jī)械設(shè)備的多方面特征總結(jié)，通過此來建立一個(gè)數(shù)據(jù)模型，然后以此來進(jìn)行仿真性質(zhì)的研究，從而來獲取類似的特征，之后再通過實(shí)踐的檢驗(yàn)來對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行改造，尋求最為符合的特征。根據(jù)調(diào)查分析，目前這類情況的研究在多方面都存在薄弱的環(huán)節(jié)，比如，針對(duì)大型、超大型的機(jī)械設(shè)備來講，分析其故障機(jī)理是需要足夠的數(shù)據(jù)作為支撐，而數(shù)據(jù)模型的建立相對(duì)來講，要更為的困難。后期的實(shí)踐和試驗(yàn)，都需要通過多次來反復(fù)驗(yàn)證其可行性，一定程度上加大了難度，延長(zhǎng)了時(shí)間。另外，針對(duì)試驗(yàn)得出的機(jī)理特征與結(jié)果，需要通過實(shí)際的應(yīng)用來加以驗(yàn)證，并不能完全的適用于每一項(xiàng)工程項(xiàng)目。

其次，針對(duì)如何分析和確定設(shè)備發(fā)生故障以及引發(fā)故障的原因的方法，目前也存在一些問題。機(jī)械運(yùn)行過程中，安全運(yùn)行、故障等都會(huì)呈現(xiàn)出不同的狀態(tài)，發(fā)送不同的信號(hào)，那么這些信號(hào)所傳達(dá)的信息即為機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)信息，從這些信號(hào)當(dāng)中獲取不同的狀態(tài)信息，即以信號(hào)作為媒介來了解機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)，從而來診斷機(jī)械設(shè)備的故障。目前，雖然此項(xiàng)目的研究已經(jīng)提出了很多具有價(jià)值意義的方法，但是針對(duì)細(xì)小方面、早期性質(zhì)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(shí)代、信息技術(shù)水平的不斷提升，機(jī)械設(shè)備也逐漸趨于智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，而面對(duì)著智能機(jī)械設(shè)備的大量投入使用，相對(duì)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(duì)于不同的設(shè)備具有其各自的優(yōu)劣勢(shì)，從另一角度分析，即一項(xiàng)智能診斷方法對(duì)應(yīng)的機(jī)械設(shè)備診斷，一定程度上是具有局限性的。

機(jī)械故障診斷基礎(chǔ)研究的發(fā)展方向分析

深入對(duì)機(jī)械設(shè)備故障發(fā)生機(jī)理的研究。務(wù)必要明確機(jī)理是根本，找出機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障的機(jī)理，才能真正的明確機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障的原因，才能從中找出規(guī)律，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，才能確保后續(xù)的預(yù)防以及維修。伴隨著社會(huì)的高速發(fā)展，機(jī)械設(shè)備所使用的技術(shù)也逐漸智能化，老舊的機(jī)械設(shè)備逐漸被市場(chǎng)和社會(huì)所淘汰，現(xiàn)今社會(huì)中新型的機(jī)械設(shè)備層出不窮，因此，對(duì)這些設(shè)備來講，其所應(yīng)用的環(huán)境以及用途都具有的一定的特殊性，那么其故障發(fā)生的機(jī)理一定要明確，才能保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

進(jìn)行大量的有層次實(shí)踐和理論研究 。基于機(jī)械設(shè)備故障的研究，務(wù)必要首先確定機(jī)械運(yùn)行是否發(fā)生故障，是否某一部位、零件存在故障，當(dāng)確認(rèn)故障存在之后，需要利用工具或其他手段來確認(rèn)設(shè)備發(fā)生故障的位置，然后在此基礎(chǔ)上來對(duì)設(shè)備故障的程度進(jìn)行評(píng)估，在確認(rèn)上述三步之后，再根據(jù)實(shí)際的情況來分析設(shè)備的使用年限。而這些數(shù)據(jù)的來源，包括對(duì)設(shè)備使用年限的判斷，是需要經(jīng)過大量的實(shí)踐和理論研究，才能根據(jù)不同的情況來有效判斷設(shè)備的故障以及后續(xù)的狀況。

總而言之，機(jī)械故障診斷的基礎(chǔ)研究需要從實(shí)際出發(fā)，從細(xì)小部位著手，確定故障存在的位置、程度等因素，來判斷機(jī)械故障的具體情況。另外，針對(duì)不同的機(jī)械設(shè)備故障，我們是需要依靠足夠的實(shí)驗(yàn)作為支撐，才能確認(rèn)這一故障的機(jī)理、類型等情況。未來，機(jī)械故障診斷技術(shù)必然需要不斷的更新和發(fā)展，相對(duì)應(yīng)的，其基礎(chǔ)研究也需要不斷的深入和發(fā)展。

（作者單位：陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院）