鄧華偉
摘要:隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)械設(shè)備故障檢測效率和準(zhǔn)確性正在不斷提升。對機(jī)械設(shè)備故障進(jìn)行檢測的人工智能技術(shù)比較多,可以針對不同的故障采取相應(yīng)的處理方式。目前,人工智能技術(shù)在應(yīng)用的過程中還存在一些不足,這就需要不斷開發(fā)人工智能系統(tǒng),結(jié)合機(jī)械設(shè)備的實際情況,對故障進(jìn)行更加精確和高效率的檢測。
關(guān)鍵詞:人工智能;機(jī)械設(shè)備;故障檢測
0? 引言
企業(yè)在不斷發(fā)展的過程中,需要采用性能更加完善,精度更高的機(jī)械設(shè)備,提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。由于設(shè)備的投入量很大,需要消耗較多的資金,因此一旦設(shè)備出現(xiàn)問題,就會對企業(yè)的效益造成不利影響。設(shè)備在運行的過程中會存在各種各樣的故障,為保證設(shè)備正常運行,就要及時對設(shè)備的故障進(jìn)行檢測。可以采用人工智能技術(shù)進(jìn)行故障檢測,可以進(jìn)一步提高檢測的可靠性。隨著機(jī)械設(shè)備不斷更新?lián)Q代,人工智能技術(shù)也需要不斷完善,這樣才能保證各種故障得到更加準(zhǔn)確的檢測。
1? 人工智能在機(jī)械設(shè)備故障檢測中的意義
企業(yè)在生產(chǎn)的過程中會應(yīng)用自動化和智能化性能更高的設(shè)備,這些設(shè)備大多結(jié)構(gòu)比較精密,設(shè)備之間彼此互為關(guān)聯(lián),狀況無法正常運行,就會影響到生產(chǎn)效率的提升,還會給企業(yè)造成很大的損失。如果及時對設(shè)備的故障進(jìn)行檢測,就可以及時分析故障產(chǎn)生的原因,并采取相應(yīng)的解決對策,延長設(shè)備的使用壽命。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備故障檢測手段存在的問題在于不能對復(fù)雜的故障進(jìn)行檢測,而且檢測的方式比較簡單,在應(yīng)用的過程中會存在很大的局限性,一旦設(shè)備的故障比較多元化,或者有突發(fā)性特征,就不容易對其進(jìn)行準(zhǔn)確及時的檢測。隨著機(jī)械設(shè)備性能的日益完善,設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)精度越來越高,體積越發(fā)小巧,這就必須要保證設(shè)備故障檢測技術(shù)與時俱進(jìn)。
在應(yīng)用檢測技術(shù)時,需要保證這一技術(shù)具有智能化特征,可以在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障,同時還要保證技術(shù)符合設(shè)備日益復(fù)雜的發(fā)展趨勢。以計算機(jī)和數(shù)字技術(shù)為支持的故障監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到各個行業(yè)之中,比較有代表性的就是人工智能技術(shù)。人工智能技術(shù)可以保證機(jī)械設(shè)備的故障得到自動化檢測,這樣就可以大大縮短檢測的時間,降低維修成本,可以保證設(shè)備正常運行,對各類問題起到有效的防范效果。由于人工智能技術(shù)在開展設(shè)備檢測時的方法比較多元化,即使設(shè)備結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜,人工智能技術(shù)也可以充分適應(yīng),并確保故障得到及時有效的檢測。
2? 機(jī)械設(shè)備故障與常規(guī)檢測方法
2.1 常見故障
在設(shè)備中會存在各種各樣的故障,這就需要定期對設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的檢測,及時對故障進(jìn)行處理。設(shè)備在處理信號時可能會存在故障,這就需要了解信號的處理知識和相關(guān)常識;一些振動信號通常會在旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備中出現(xiàn),需要維修人員熟練掌握;同時,維修人員還要正確處理和分析圖形,并通過精確的計算對信號的時頻進(jìn)行分析。在設(shè)備的旋轉(zhuǎn)機(jī)器中也會存在故障,比如滑動軸承和滾動軸承故障,轉(zhuǎn)子出現(xiàn)不平衡的情況等。為了解決這些故障,就要進(jìn)行精確的計算,并及時對故障進(jìn)行排查。在機(jī)械設(shè)備中齒輪故障也比較常見,這就需要及時檢查齒輪的振動情況,對其噪音進(jìn)行分析。
2.2 常規(guī)檢測方法
在開展設(shè)備故障檢測時,通常需要由專業(yè)的工作人員負(fù)責(zé),同時還要借助相應(yīng)的儀器設(shè)備。涉及到振動和噪音故障時,一般可采用振動法對設(shè)備中的模態(tài)和參數(shù)進(jìn)行識別,同時還要測定沖擊能量與沖擊脈沖。除此之外,還可以采用聲學(xué)法對設(shè)備的故障進(jìn)行檢測,了解設(shè)備的噪音情況,并對與噪音相關(guān)的數(shù)值進(jìn)行及時記錄。檢查材料中存在的裂紋等缺陷時,可采用超聲波探傷法,雖然這種方式耗費的成本比較低,通常用于檢測平面質(zhì)量缺陷,應(yīng)用范圍比較局限,而且探測的數(shù)據(jù)可能不夠準(zhǔn)確。
在檢測材料中產(chǎn)生的裂紋時,也可以采用射線探傷法,不過這種方式會耗費較多的資金,而且還會對人體產(chǎn)生輻射。超聲探傷法可以對設(shè)備零部件中存在的磨損和腐蝕情況進(jìn)行檢測,這樣就可以了解設(shè)備表面的磨損程度,以及腐蝕的類型。此外,還可以采用紅外測溫儀對溫度進(jìn)行測量,利用熱輻射對故障進(jìn)行診斷。在應(yīng)用這些檢測技術(shù)的過程中,需要大量的人力和物力參與其中。
3? 人工智能在設(shè)備故障檢測中的應(yīng)用范圍
由于現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備的故障比較多元化,而且機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)比較精密,各環(huán)節(jié)之間彼此互為連接,如果采用傳統(tǒng)的檢測方式,就可能會由于人工操作中的失誤而無法保證各項數(shù)據(jù)得到準(zhǔn)確的記錄。采用人工智能技術(shù)可以保證設(shè)備的故障得到準(zhǔn)確檢測,還可以對各項資源進(jìn)行優(yōu)化配置,只需利用系統(tǒng)程序即可進(jìn)行復(fù)雜的計算,確保數(shù)據(jù)能夠及時得到記錄,這樣不僅可以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,還可以方便進(jìn)行數(shù)據(jù)查找。工作人員在對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計時,只需查閱圖表即可,而且數(shù)據(jù)將會更加直觀。傳統(tǒng)的故障診斷方式不僅會耗費資源,還會影響到檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此,應(yīng)用人工智能技術(shù)開展機(jī)械設(shè)備故障檢測很有必要。
3.1 機(jī)械設(shè)計與制造
人工智能技術(shù)可用在機(jī)械設(shè)計和制造之中。不管是設(shè)計還是制造零部件,均需要有內(nèi)容完善的圖紙作為依據(jù)。此外,要了解機(jī)械零部件的結(jié)構(gòu)組成,保證部件之間可以互相配合。要精確計算零部件的尺寸,確定其各項技術(shù)參數(shù)。采用人工智能技術(shù)可以準(zhǔn)確測量零部件的各個尺寸,減少誤差。比如,使用CAM智能化系統(tǒng)可以直接利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)展示零部件的結(jié)構(gòu),還可以確保復(fù)雜的設(shè)計轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的程序。此外,人工智能技術(shù)還可以與數(shù)控技術(shù)相結(jié)合,這樣就可以保證設(shè)備的故障得到更加精準(zhǔn)的檢測。
3.2 機(jī)械電子工程設(shè)備故障檢測
機(jī)械電子工程設(shè)備一旦有故障,就可以利用人工智能技術(shù)展示出工程的內(nèi)部結(jié)構(gòu),這樣就可以對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,從而及時找出故障。人工智能技術(shù)中的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠及時對設(shè)備進(jìn)行判斷,無需過多依賴某一模型,只需進(jìn)行精確監(jiān)測,就可以幫助人們迅速找到故障,確保設(shè)備正常運行。在設(shè)備運行的過程中會存在突發(fā)故障,采用人工智能技術(shù)就可以及時進(jìn)行預(yù)警,并保證故障得到及時修復(fù)。人工智能技術(shù)可以提供相應(yīng)的故障預(yù)防方案和應(yīng)急對策,最大程度減少損失,提高設(shè)備運行的安全性和可靠性。
4? 人工智能在設(shè)備故障檢測中的具體應(yīng)用
4.1 專家系統(tǒng)
在人工智能技術(shù)中,專家系統(tǒng)是一種比較常見的故障檢測技術(shù)。專家系統(tǒng)主要是對專家的思維和知識結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬,便于解決某一專業(yè)的問題。通常會采用智能計算機(jī)程序系統(tǒng)獲取知識管理庫中的知識,系統(tǒng)會結(jié)合這些知識進(jìn)行嚴(yán)格的推理。人工智能系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫會通過解釋器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為問題的解釋答案。專家系統(tǒng)中包含的專業(yè)學(xué)科知識比較多,為保證知識得到有效利用,專家系統(tǒng)中的智能化功能可及時根據(jù)問題對知識庫中的知識進(jìn)行提煉。人工智能可以對專家和工程師的知識迅速整合和學(xué)習(xí),并將知識納入到知識管理庫之中。此時,系統(tǒng)會以設(shè)備能夠理解的方式及時解答問題,再通過人機(jī)交互形成專門的語言。對設(shè)備故障進(jìn)行檢測時,專家系統(tǒng)中的推理機(jī)制可以充分發(fā)揮作用,在其內(nèi)部機(jī)制中會有類似問題的解決方式,這樣就可以保證故障得到準(zhǔn)確的定位與診斷。
4.2 人工神經(jīng)理論
人工神經(jīng)理論是一種典型的算法數(shù)學(xué)模型,支持其發(fā)揮作用的主要依據(jù)就是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。人工神經(jīng)元主要負(fù)責(zé)激活模擬人類大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),其目的在于利用這一網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對信息的一系列處理,使數(shù)據(jù)得到高效保存。由于神經(jīng)元比較多,而且彼此之間的關(guān)系非常密切,因此,采用人工神經(jīng)理論就可以確保信息得到及時吸收,人們可以充分利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢,使其在眾多領(lǐng)域中發(fā)揮作用。對設(shè)備故障進(jìn)行檢測時,可以采用人工神經(jīng)理論對故障進(jìn)行分析,采用多個神經(jīng)元與故障相互作用,就可以在一系列反應(yīng)下找到故障的位置。確認(rèn)故障后,用戶就可以及時了解問題所在。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還可以對故障進(jìn)行預(yù)測,分析每個零部件的主要參數(shù),幫助用戶更好地了解到設(shè)備的使用情況,及時避免出現(xiàn)故障。
4.3 模糊集理論
可以將模糊集理論作為理論思維的基本方式,這一理論中包含的學(xué)科比較模糊,除了邏輯學(xué)和模糊數(shù)學(xué)之外,學(xué)科知識之間的關(guān)系因比較模糊,但又要以集合的方式呈現(xiàn),共同為這一理論展開服務(wù),因此,就可以將其稱之為模糊集理論。模糊集理論并不具備隨機(jī)性,其主要是指事物本身的概念比較模糊,通過這一理論可以及時對模型進(jìn)行分辨和識別。通過計算出模糊數(shù)就可以及時獲取知識,這樣就可以采用模糊融合的方式對設(shè)備的故障進(jìn)行檢測,并及時將診斷結(jié)果與故障進(jìn)行對比,就可以更好地解決故障。總之,模糊集理論的運用可以保證設(shè)備得到更加準(zhǔn)確的檢查,由于與之相關(guān)的技術(shù)更加穩(wěn)定,對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時也會更加完善。隨著時代的不斷發(fā)展,模糊集理論將會得到進(jìn)一步改進(jìn)。
5? 結(jié)束語
由于機(jī)械設(shè)備功能日益多元化,結(jié)構(gòu)越發(fā)復(fù)雜,設(shè)備故障也會變得更加多樣化。采用傳統(tǒng)的檢測方法可能就會導(dǎo)致故障無法準(zhǔn)時在第一時間內(nèi)得到檢測,還會投入大量的人力和物力。應(yīng)用人工智能開展設(shè)備檢測,不僅可以縮短檢測時間,提高檢測效率,還可以保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。在人工智能中有多種技術(shù),要準(zhǔn)確把握技術(shù)的特點和優(yōu)勢,加強(qiáng)研究與開發(fā)力度,確保人工智能發(fā)揮出更加有效的作用。
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