機(jī)械設(shè)備運(yùn)行可靠性評(píng)估的發(fā)展與思考分析

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及科技的進(jìn)步，在生產(chǎn)過(guò)程中機(jī)械設(shè)備逐漸影響著社會(huì)整體生產(chǎn)力，設(shè)備的良好穩(wěn)定運(yùn)行能夠保障生產(chǎn)活動(dòng)的正常高效進(jìn)行。必須要加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的可靠性評(píng)估手段，促進(jìn)設(shè)備的日常維護(hù)與保養(yǎng)，從而進(jìn)一步提升設(shè)備的穩(wěn)定性，有助于社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)備；可靠性評(píng)估；對(duì)策分析

現(xiàn)如今，我國(guó)處于高速的現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展階段，科學(xué)技術(shù)水平以及高新產(chǎn)業(yè)都在迅猛發(fā)展，工業(yè)建設(shè)依靠著大量的機(jī)械設(shè)備，機(jī)械設(shè)備的安全穩(wěn)定性能夠切實(shí)影響到工業(yè)水平的提升。

一、機(jī)械設(shè)備運(yùn)行可靠性評(píng)估的不足之處

現(xiàn)代工業(yè)的機(jī)械設(shè)備可靠性評(píng)估也十分依賴(lài)數(shù)據(jù)上的支持，需要研究到大量的數(shù)據(jù)信息，通過(guò)概率與統(tǒng)計(jì)進(jìn)行對(duì)設(shè)備的安全性進(jìn)行深入的探討，依靠這種傳統(tǒng)的評(píng)估方法可以不斷的對(duì)失效數(shù)據(jù)以及壽命加速實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)，不過(guò)也存在著一些弊端，例如這種數(shù)據(jù)采集往往只能收集到小型樣本，無(wú)法做到大數(shù)據(jù)的分析，對(duì)于一些小概率事件難以做出提前的預(yù)估。

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備可靠性評(píng)估主要是針對(duì)設(shè)備的失效概率做出判斷，根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析其中存在的部分可能性。這也是一種具有局限性的預(yù)測(cè)，首先就是其難度較高，也就是說(shuō)分析出來(lái)的結(jié)果缺乏精確性，在大樣本數(shù)據(jù)的支持下也很難預(yù)估。其次，在小樣本數(shù)據(jù)情況下同樣比較難以估測(cè)失效分布參數(shù)。

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備可靠性評(píng)估方式是根據(jù)數(shù)學(xué)建模進(jìn)行評(píng)測(cè)，數(shù)學(xué)本身具有著明確的性質(zhì)區(qū)別，也就是說(shuō)能夠體現(xiàn)的設(shè)備狀態(tài)只有是或否兩種，過(guò)于局限性。因?yàn)樵趯?shí)際的設(shè)備運(yùn)行中，其狀態(tài)基本上呈現(xiàn)逐漸下滑，而不是瞬間報(bào)廢，所以應(yīng)用數(shù)學(xué)建模就忽略了這其中的模糊性，起不到實(shí)際的評(píng)估作用。

機(jī)械本身的構(gòu)成部件較多，由多種零部件組合在一起才能形成完整的機(jī)械設(shè)備，同時(shí)這些內(nèi)部構(gòu)成之間具備著一定的相關(guān)聯(lián)系，往往這些部件之間會(huì)存在著不一樣的失效規(guī)律，傳統(tǒng)的可靠性評(píng)估方式一般都是針對(duì)失效之后的規(guī)律做統(tǒng)計(jì)，而不是在失效之前進(jìn)行預(yù)測(cè)，所以很難做到提前的預(yù)知。

在運(yùn)營(yíng)中的機(jī)械設(shè)備，其安全穩(wěn)定性必須要嚴(yán)格保持在一定程度。尤其在現(xiàn)代化工業(yè)過(guò)程中，設(shè)備周邊的環(huán)境經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生變化，運(yùn)行條件也會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的評(píng)估手段造成干擾，從而提升了評(píng)估的難度，降低了評(píng)估的精確性。

二、機(jī)械設(shè)備運(yùn)行可靠性的技術(shù)分析

（一）運(yùn)行可靠性的技術(shù)內(nèi)涵

機(jī)械設(shè)備本身十分復(fù)雜，它是通過(guò)各種不同作用的零件相互耦合拼接在一起，組成的一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)多種實(shí)際功能的大型器件。其運(yùn)行的可靠性可以用木桶原理來(lái)形容，它取決于一個(gè)木桶的短板，如果一個(gè)大型機(jī)械設(shè)備其中的一個(gè)零部件受損，那么就可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)機(jī)械的工作無(wú)法進(jìn)行，通常來(lái)說(shuō)，零部件會(huì)受到一些外力的干擾，例如電流電壓等周遭環(huán)境的變化，從而發(fā)生自身壽命的降低，進(jìn)而影響到整體機(jī)械的正常運(yùn)行，或者會(huì)造成機(jī)械設(shè)備性能的退化，這就是運(yùn)行可靠性降低的具體體現(xiàn)。

（二）機(jī)械設(shè)備運(yùn)行可靠性評(píng)估的具體方法

機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多的不確定性，在這一過(guò)程中需要不斷依照現(xiàn)實(shí)情況對(duì)其可靠性進(jìn)行評(píng)估，從而提前對(duì)故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，保障機(jī)械的日常維護(hù)，提高壽命。通過(guò)對(duì)機(jī)械內(nèi)部系統(tǒng)進(jìn)行分析做出機(jī)理分析建模，再根據(jù)故障的特征分析運(yùn)行可靠性，也打破了傳統(tǒng)方式的限制，充分發(fā)掘機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，例如加速度、噪音程度、內(nèi)部機(jī)溫、運(yùn)行氣壓等等，可以根據(jù)這些具體數(shù)據(jù)分析出設(shè)備到底處于何種運(yùn)行程度。在此基礎(chǔ)之上做出機(jī)理分析建模，同時(shí)找出機(jī)械故障特征相關(guān)信息進(jìn)行深入研究。機(jī)理分析是對(duì)設(shè)備的內(nèi)部系統(tǒng)進(jìn)行所有可能性分析，在不同的外部環(huán)境下所有零部件產(chǎn)生的物理變量，再逐步形成動(dòng)態(tài)建模，通過(guò)模型找出故障發(fā)生時(shí)段的機(jī)械具體特征。比如，數(shù)控機(jī)床的軸承在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下會(huì)受到強(qiáng)大的離心力影響，必然會(huì)造成損傷，通過(guò)動(dòng)態(tài)建模能夠分析出在某一時(shí)間范圍內(nèi)其具體損傷程度。此外，利用高新技術(shù)手段例如不同的小波類(lèi)型或者共振系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，找出故障的主要特性，從而通過(guò)具體的數(shù)據(jù)量確定零部件的損傷程度，為設(shè)備的維護(hù)與修理提供數(shù)據(jù)支持。動(dòng)態(tài)建模和故障機(jī)理分析作為正問(wèn)題，信號(hào)處理以及故障特征采集作為反問(wèn)題，兩者是設(shè)備運(yùn)行可靠性評(píng)估的理論基礎(chǔ)。

三、機(jī)械設(shè)備運(yùn)行可靠性評(píng)估方法改進(jìn)

（一）減少概率分布方式的使用

傳統(tǒng)的可靠性評(píng)估方法具有一定的局限性，其概率與統(tǒng)計(jì)方式并不能從根本上做出對(duì)于機(jī)械設(shè)備的可靠性評(píng)估，應(yīng)該減少這種方法的使用，或者對(duì)其進(jìn)行一定程度的改造。

（二）假設(shè)產(chǎn)品失效退化路徑評(píng)估方式

由于機(jī)械設(shè)備本身構(gòu)成的復(fù)雜性，以及運(yùn)行過(guò)程中相關(guān)因素的影響，其可靠性評(píng)估會(huì)產(chǎn)生不確定性，這種充分進(jìn)行退化數(shù)據(jù)考量的方式可以將退化路徑以及失效分布精確化處理，評(píng)估結(jié)果相對(duì)比較準(zhǔn)確。

（三）運(yùn)用動(dòng)態(tài)評(píng)估方法

不同于傳統(tǒng)模式的僵化，動(dòng)態(tài)法可以獲取到設(shè)備的實(shí)時(shí)信息，現(xiàn)如今已經(jīng)有了一定的研究，但是在實(shí)際的運(yùn)用中很少，由于思想局限以及技術(shù)上的限制，動(dòng)態(tài)評(píng)估法還需要進(jìn)一步的發(fā)展才能產(chǎn)生實(shí)際效果。

（四）動(dòng)態(tài)信號(hào)處理方式

能夠充分體現(xiàn)機(jī)理特征，找出設(shè)備內(nèi)部運(yùn)行的規(guī)律，從而為評(píng)估行為進(jìn)行良好的信息保障，十分適合運(yùn)用到單獨(dú)的機(jī)械設(shè)備可靠性評(píng)估中。

四、結(jié)語(yǔ)

機(jī)械設(shè)備的安全與穩(wěn)定關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，是現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展過(guò)程中必須重視的環(huán)節(jié)，能夠保證設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)，從而提升其運(yùn)行效率以及使用壽命，為企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造有利的前提條件。所以，必須要加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備可靠性評(píng)估的理論水平與技術(shù)手段雙重創(chuàng)新，逐步建設(shè)完善且成熟的評(píng)估體系，加強(qiáng)不斷深入的研究，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出必要貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張義民.機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的內(nèi)涵與遞進(jìn)[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2012，46（14）：167-188.

[2]王國(guó)彪，賴(lài)一楠，宋建麗，黎明.機(jī)械工程學(xué)科基礎(chǔ)研究成果的重要載體——賀《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》創(chuàng)刊60周年[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2013，（19）：2-10.

作者簡(jiǎn)介：黃劍飛（1974-），男，漢族，廣東揭陽(yáng)人，本科，助工。