工程機械設備健康管理研究

錢永產　楊威　尚其剛

一、前言

現代工程機械結構復雜，自動化程度高，生產效率倍增，但價格昂貴，應用和維護成本高，一旦出現故障，造成生產與維修的經濟損失也比較嚴重。因此，合理運用、科學管理、長期穩定的保持機械良好的技術性能狀態，保持高效率低成本運行，對企業的管理、運營、施工進度、成本控制和經濟效益有十分重要的意義。工程機械的科學管理和維修養護是其發揮良好效率的保障。工程機械運用頻率高，運轉時間長，機械施工環境條件惡劣復雜，對工程機械各項性能提出更高的要求。但目前車輛管理、養護、維修的理論、模式和技術，仍沿用八十年代的傳統方式，無法適應全壽命健康運用的要求。

二、機械設備健康學簡介

機械設備健康學是醫學科學、仿生科學與設備維修科學、表面工程科學交叉的新興學科，主要具有如下特點：

（一）以系統論、信息論、控制論、健康論為基礎理論；

（二）以 “預防性動態健康管理和動態養護維修”為主要特征；實現機械設備可靠性的人—機結合的雙向健康控制。

（三）以“全壽命健康” 為目標，對機械設備的技術狀態和健康運用實施全程監控。

（四）以建立“自養護、自修復、自補償、自適應”的仿生學機能為基礎，部分取代人工保養維修，促進機械設備管理與維修模式的變革。

（五）以提高企業經濟效益為中心，追求經濟、技術、管理的最優化，積極推進機械設備的管理、應用、維修的科技進步，不斷降低并有效控制機械設備的壽命周期費用，提高綜合效率。

三、機械設備健康學組成

機械設備健康學包括三個組成部分：機械設備健康理論、機械設備健康監控、機械設備動態養護維修。

（一）機械設備健康理論。

機械設備健康理論，著眼于微觀和介觀的動態變化和損傷過程控制，研究機械損傷的動態演變過程，特點規律；研究事前預防、過程監控、動態養護維修和機械設備的健康保健制度等，即研究如何使機械設備保持健康運用，不出或少出故障，減免停機解體維修。其特點是全壽命持續性保持健康和最合理的成本消耗。

（二）機械設備健康監測。

機械設備零部件的失效、各系統配合平衡的紊亂、技術工況的下降是一個由量變到質變的過程，這個過程一定會以狀態參量的變化表現出來。健康學監測要求盡可能地追蹤狀態參數的變化，特別是“亞健康狀態”的變化動向，增加監測的頻度和內容。因此，發展機械設備檢測技術和儀器設備是提高監控水平，保障健康運用的必要手段；最終實現管理上“制度化”，檢測指標上“標準化”，檢測技術上的“智能化”發展目標。

（三）機械設備動態養護維修。

動態養護維修以保持機械工作內環境的穩定，減少停機檢修，減免解體維修為目標，通過為機械設備建立“自養護、自修復、自補償、自適應”的仿生學機能，形成損傷與修復的動態平衡，始終保持機械設備動態健康和低成本運用。主要利用機械設備運行時特有的機械、物理、化學等條件，直接針對機件損傷的規律和特點，依據動態監測參數的分析診斷，辨證選擇和實施預防—保健—康復的養護維修方案。并且根據機械設備不同的技術狀態，不同的運用階段，不同的損傷特點，有針對性地選擇運用。動態養護維修技術，包括動態的原位性修復、清洗、改質強化、改性、復彈等多種動態表面工程技術，目前在發動機、變速箱、壓縮機、液壓系統、軸承等各機械總成中廣泛應用。

四、加強工程機械設備健康管理的意義

（一）保障工程機械設備的健康率、利用率，提高運營效率。

健康管理與動態養護維修是工程機械設備持續健康運用的有效保障方法，在機械養護中，建立并保持其“自養護、自修復、自適應機能”，就能夠實現工程機械設備的高健康率、高利用率，低故障率、低維修率，從而保證生產效率。

（二）保障良好使用性能，減少停機減修誤工損失。

對于需要停車檢修的工程機械設備，動態養護維修可以使其自動恢復和保持良好的使用性能，減免停機解體修理。

（三）保障延長工程機械設備的使用壽命和服役期，保值增值，減少更新。

健康管理和動態保養維修可以長期保持車輛、機械、設備的可靠性，延長使用壽命和經濟壽命，延長服役期限，保值增值，節省更新投資。