旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵部件故障診斷與預(yù)測(cè)

摘要：旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的支柱，也是生產(chǎn)企業(yè)向自動(dòng)化發(fā)展的重要基礎(chǔ)。在實(shí)際生產(chǎn)中，如果旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障，不但會(huì)影響生產(chǎn)效益，嚴(yán)重時(shí)可能還會(huì)對(duì)工作人員造成不同程度的危害，從企業(yè)的發(fā)展角度講，旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性也是衡量企業(yè)綜合實(shí)力的重要依據(jù)。因此，旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵部位的故障診斷逐漸成為相關(guān)技術(shù)人員關(guān)注的焦點(diǎn)，也是企業(yè)邁上可持續(xù)發(fā)展道路的關(guān)鍵內(nèi)容。本文闡述了故障診斷與預(yù)測(cè)系統(tǒng)的基本構(gòu)成以及旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵部位故障診斷的知識(shí)模塊，為旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵部位故障診斷技術(shù)的發(fā)展提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備;關(guān)鍵部位;故障診斷;故障預(yù)測(cè)

近幾年，旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵部件的故障診斷與預(yù)測(cè)技術(shù)已經(jīng)得到了相關(guān)人員的高度重視，同時(shí)也加大了相應(yīng)的研究力度，從效果上看，已逐步成型，具有良好的發(fā)展前景和上升空間。國(guó)內(nèi)大、中型生產(chǎn)企業(yè)中，都配備了成熟且完善的設(shè)備故障診斷系統(tǒng)，在維護(hù)設(shè)備安全和確保生產(chǎn)效率方面有著至關(guān)重要的作用。然而，旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵部件的故障診斷并沒(méi)有得到相應(yīng)的優(yōu)化和改進(jìn)，依然停留在手工操作和經(jīng)驗(yàn)判斷的初級(jí)階段中，這種原始的故障判斷方法顯然已經(jīng)完全無(wú)法適應(yīng)企業(yè)的高速發(fā)展，面對(duì)一些較為先進(jìn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備更是顯得力不從心。因此，從實(shí)際出發(fā)改良旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵部件故障診斷技術(shù)、優(yōu)化知識(shí)模塊逐漸成為相關(guān)部門(mén)的首要任務(wù)。

1.故障診斷與預(yù)測(cè)系統(tǒng)的基本構(gòu)成

研究發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵部件的故障診斷與預(yù)測(cè)系統(tǒng)主要由多種知識(shí)模塊組成，其中包括深、淺知識(shí)庫(kù)以及機(jī)器學(xué)習(xí)模塊等部分。深知識(shí)庫(kù)還涉及到旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備基本結(jié)構(gòu)和功能的知識(shí)庫(kù)以及機(jī)械設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的知識(shí)庫(kù)等部分，而淺知識(shí)庫(kù)包含機(jī)械設(shè)備故障征兆知識(shí)庫(kù)以及典型案例知識(shí)庫(kù)等部分。該系統(tǒng)是故障診斷與預(yù)測(cè)的重要手段和方法，在運(yùn)行的過(guò)程中，創(chuàng)建兩種功能各異的知識(shí)庫(kù)，成功分離了系統(tǒng)內(nèi)部的知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)，并在指定的區(qū)域內(nèi)逐漸進(jìn)行自動(dòng)學(xué)習(xí)，持續(xù)擴(kuò)充系統(tǒng)的淺知識(shí)庫(kù)，為故障診斷加下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵部位故障診斷的知識(shí)模塊

2.1 維護(hù)經(jīng)驗(yàn)

維護(hù)經(jīng)驗(yàn)實(shí)際上就是相關(guān)專家對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵部件故障診斷的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，在系統(tǒng)中處在淺層知識(shí)范疇內(nèi)。這種故障診斷知識(shí)的形成需要該領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行多次的實(shí)踐，并根據(jù)實(shí)踐的結(jié)果進(jìn)行針對(duì)性的研究，最終結(jié)果會(huì)在專家的腦海中潛移默化的得到升華，在日后的故障診斷工作中可以被專家靈活的使用。

2.2 旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的基本原理和功能

旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的基本原理和功能知識(shí)模塊是建立在系統(tǒng)基本機(jī)構(gòu)的分級(jí)前提之下的，根據(jù)故障診斷系統(tǒng)以及下分各部件的構(gòu)成關(guān)系，形成一個(gè)更為深層次的結(jié)構(gòu)，從而適應(yīng)故障診斷與預(yù)測(cè)的基本需求。

2.3 故障診斷案例

旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵部件故障診斷案例知識(shí)模塊指的是過(guò)去診斷過(guò)程中所總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，并將其進(jìn)行統(tǒng)一的存儲(chǔ)，可以為日后的故障診斷提供有價(jià)值的參考和借鑒。

2.4 旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)

旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行轉(zhuǎn)臺(tái)知識(shí)模塊主要涵蓋了以診斷理論作為基礎(chǔ)的機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的描述，描述內(nèi)容主要包括設(shè)備運(yùn)行各個(gè)特征量和具體參數(shù)，該知識(shí)模塊還可以對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行描述，確定該機(jī)械設(shè)備是否在正常的條件下運(yùn)行。

2.5 旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的故障征兆

旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的故障征兆知識(shí)模塊是事實(shí)性知識(shí)一類的。旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備在發(fā)生故障之前，其各項(xiàng)指標(biāo)都會(huì)在運(yùn)行的過(guò)程中發(fā)生一定改變，會(huì)與常規(guī)值出現(xiàn)較大的偏差，在故障診斷時(shí)可這種狀況用于故障診斷的判斷和描述。

2.6 過(guò)程算法

過(guò)程算法實(shí)際上就是運(yùn)用計(jì)算的方式對(duì)機(jī)械設(shè)備的故障進(jìn)行診斷或預(yù)算，在實(shí)際情況中，該知識(shí)模塊直接運(yùn)行了機(jī)械設(shè)備故障的激勵(lì)分析，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，最后對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行更深層次的分析和研究，逐步將系統(tǒng)的深層次知識(shí)向故障征兆方面的知識(shí)轉(zhuǎn)變。從應(yīng)用的角度講，過(guò)程算法通常表現(xiàn)為一整套的計(jì)算程序，并且可單獨(dú)存在，根據(jù)實(shí)際情況自行調(diào)用，該知識(shí)模塊主要有兩部分組成，分別為經(jīng)驗(yàn)知識(shí)表達(dá)和深層知識(shí)表達(dá)。

2.6.1經(jīng)驗(yàn)知識(shí)表達(dá)

經(jīng)驗(yàn)知識(shí)表達(dá)還可稱作為淺層知識(shí)，是相關(guān)專家多次實(shí)踐和研究的結(jié)果，多屬于感性的診斷知識(shí)，易于常人理解和應(yīng)用，還可以起到一定指引的作用，通常以產(chǎn)生式規(guī)則表達(dá)。

旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的種類十分繁多，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜，使得內(nèi)部規(guī)則庫(kù)過(guò)于龐大，所以機(jī)械設(shè)備的故障產(chǎn)生原因各不相同，診斷規(guī)則的側(cè)重點(diǎn)和適用范圍也不相同。為了更好的達(dá)到目標(biāo)，需根據(jù)實(shí)際要求對(duì)診斷規(guī)則實(shí)施分類處理，可以大幅提高診斷規(guī)則的檢索速率，為旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵部件的故障診斷提供有力的支持。

2.6.2深層知識(shí)表達(dá)

故障診斷的深層知識(shí)主要由元知識(shí)以及機(jī)械設(shè)備的性能結(jié)構(gòu)所組成，根據(jù)機(jī)械設(shè)備的性能，可對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行分層，其中機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵部件屬于第三層，一般總共分為四個(gè)層次，而且層次之間可保持十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦^承性，每層都具有獨(dú)特的屬性，總體結(jié)構(gòu)呈樹(shù)形。

3.總結(jié)

綜上所述，知識(shí)庫(kù)是專家診斷系統(tǒng)的關(guān)鍵，而專家系統(tǒng)則是旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵部件故障診斷的重要手段和方法，因此可以說(shuō)診斷知識(shí)庫(kù)的完善程度決定了故障診斷的質(zhì)量和效率，也是故障診斷創(chuàng)新和發(fā)展的重要突破口。隨著現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快，旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵部件的故障診斷逐漸向?qū)＜抑R(shí)的方向發(fā)展，這不僅為相關(guān)企業(yè)提供了更高的專業(yè)性要求，也為企業(yè)創(chuàng)建了更為廣闊的發(fā)展空間，通過(guò)不斷的完善和創(chuàng)新，旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵部件的故障診斷勢(shì)必會(huì)得到更快的發(fā)展，為企業(yè)生產(chǎn)乃至社會(huì)建設(shè)提供安全、穩(wěn)定的基礎(chǔ)保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣東翔等.多層抽象混合推理的智能診斷模型與應(yīng)用.振動(dòng)工程學(xué)報(bào)， 2011，（4）：23-25.

[2]張雪江等.汽輪發(fā)電機(jī)組故障診斷專家系統(tǒng)知識(shí)處理技術(shù)的研究.振動(dòng)工程學(xué)報(bào)， 2012，（3）：33-36.

[3]胡文彬等.基于故障樹(shù)分析法的FMS層次診斷模型.華中理工大學(xué)學(xué)報(bào)， 2011，（9）：11-12.

[4]徐世昌等.用數(shù)據(jù)流思想開(kāi)發(fā)故障診斷知識(shí)庫(kù).振動(dòng)工程學(xué)報(bào)， 2011，（8）：31-32.

作者簡(jiǎn)介：

張?。?982.10—），甘肅古浪縣人，講師，研究方向機(jī)械設(shè)計(jì)。