工程機械智能故障診斷技術的研究現狀及發展趨勢分析

張豈瑞 丁群龍

【摘?要】機械故障診斷學是一種了解和掌握機器在運行過程中的狀態，確定其整體或局部正常或異常，早期發現故障及其原因，并能預報故障發展趨勢的技術。機械故障診斷學中的基礎問題可歸納為：故障動態演化機理研究，系統信號處理，故障識別和智能診斷。近年來，隨著科學技術的發展，故障診斷技術進入了新發展階段，也迎來了發展黃金期。

【關鍵詞】故障診斷系統工程機械;研究現狀;發展趨勢

引言

工程機械設備管理和維護的好壞直接關系到企業的生產運營、企業的效率和生產安全，對于目前工程企業的不斷發展，工程機械設備的功能越來越多，內部結構也比較復雜，再加上運行環境比較潮濕、重載、低速等惡劣狀態下，一旦管理和維護工作不到位，會直接影響設備故障風險，不僅設備受損，企業的產品質量也會受到影響，嚴重能造成停工停產，損失無法估計。因此科學的管理和維護工程機械設備，使其能夠充分發揮其功能，企業的經濟效益才能得到保證。通過對礦上機械設備的管理和維護課題研究，總結工程機械設備故障的診斷經驗和維護、管理方法

1工程機械智能故障診斷技術現狀

1.1主觀診斷

針對主觀診斷技術而言，該項技術的運用基礎在于維修人員應有著非常豐富的理論知識和工作實踐經驗，能夠對工程機械設備在生產中的生產狀況進行合理的分析與評判，從而憑借自身豐富的理論知識和工作實踐經驗判斷出工程機械設備哪里發生故障以及導致故障發生的背后原因[3]。相較于儀器診斷，主觀診斷能夠節省大量的分析與診斷時間，同樣有著較高的應用意義和價值。然而這種診斷方式的精確程度卻與維修人員的能力與經驗水平有著息息相關的聯系。維修人員需要對工程機械設備生產的實際情況有一個全面且具體的了解，然后借助既往的維修經驗與維修技術，才能夠更為準確地對故障現象作出評判，將誘發故障的主要因素找出來并加以排除掉，以此來解決工程機械設備故障問題，防止工程機械設備故障給工程開采企業帶來不必要的經濟損失。所以對于工程機械設備維修人員而言，必須不斷提高自身知識水平與專業技術，認真分析總結每一次礦山機械設備故障診斷過程，從而不斷積累工程機械設備故障診斷經驗，就能夠確保快速準確地將工程機械設備故障問題診斷出來。

1.2智能故障診斷

智能故障診斷技術是一種在知識層次上，以知識處理技術為基礎，實現辯證邏輯與數理邏輯的集成、符號處理與數值處理的統一、推理過程與算法過程的統一，通過概念和處理方式知識化，實現設備故障診斷的智能化診斷方法，為人們使用智能技術解決復雜系統故障問題提供了強有力工具。智能故障診斷已經成為故障診斷領域中最活躍的研究之一。

1.3儀器診斷

儀器診斷主要是指借助先進的故障診斷儀器，來對工程機械設備中可能存在的故障問題進行全面且深入的診斷[2]。在進行具體診斷的實施，維修人員應根據使用機械設備的實際情況來作出科學的評判，對機械設備當前的生產狀況加以科學有效的檢測。該診斷方法有著比較高的科技含量，因此在故障診斷方面也有著非常高的精準度，這也使得儀器診斷在工程機械設備故障診斷中有著較為廣泛的應用范疇。與此同時，伴隨當前診斷技術效率的日益提高，各種診斷儀器的各項功能逐漸趨于完善化，提升了其性能，使其在工程機械設備故障診斷中的診斷精準度有了進一步的飛躍性提高。

2工程機械智能故障診斷技術發展趨勢

2.1工程機械使用效率大大提高

由于故障的出現能夠在多傳感器信息融合的多元信息源之下得到快速的診斷，之后通過相關人員也能快速地解決故障，實際上減少了不必要的維修時間，提高了維修效率和工程機械的使用效率，使得工程機械的空閑率大大降低，維修間隙時間進一步縮短，實際上能夠更有效地銜接工程機械的使用需求，避免出現無工程機械可用的情況;這樣也會進一步增強整個工程機械使用、維修、再次投入使用的流暢度，使得整個工程的運轉效率得到提高，至少在機械這一環節的效率會得到大幅提高。

2.2機械精準度的進一步提高

在建筑工程的機械設備中也可應用機電一體化技術，這不但可提高建筑工程機械的運行性能，而且能更好地推動機電一體化技術在該領域的進一步應用。對于建筑工程機械來說，其精準度的高低將對整個工程的施工質量產生巨大影響，而機電一體化技術的應用則可采取半自動化或全自動化方式來對建筑工程機械進行控制，這不僅減少了企業在人力方面的投入，而且能防止人為操作失誤而引發的事故，并且工程機械作業也將具有更高的精準度，這對于提高工程項目的施工質量、加快施工進度具有重要意義，企業的施工成本也能進一步降低。

2.3增強工程機械設備的維修性和可靠性

現在工程企業大部分都是使用高科技設備，在設備正常運轉狀態下具有一定穩定性、維修性、安全性、經濟性，但是在非正常環境下礦上機械設備還是存在一定的故障風險，尤其是長時間不間斷作業，只有加強其維修性和可靠性，加強設備的監測，才能做好風險預防工作。只有企業綜合管理，從設備的購買、安裝調試、工作狀態診斷、維修使用進行多方面管控，不斷的技術更新、積累經驗以及做好監測數據儲存，以及不斷的調試設備使其滿足工作環境的變化，研究設備出現故障的機理，跟蹤問題的全過程，增強工程機械設備的可靠性，提高其工作效率，提高性能增強設備的運轉周期和使用率。

2.4機電一體化技術的發展趨勢

當前，我國機電一體化技術的發展呈現出智能化、微型化以及網絡化特點，而這也正是機電一體化技術的未來發展趨勢。從智能化趨勢來說，機電一體化的應用，使得人類智能得以在工程機械中進行應用，進而使工程機械行為能夠得到智能化的控制，這無疑能夠使機電一體化技術為人類提供更加便捷的服務。從微型化趨勢來說，工程機械的外形及尺寸正變得越來越小巧、輕便，相應地其功能也更加豐富，人們也更加易于攜帶和使用。從網絡化趨勢來說，互聯網的全球化發展，使得人們能夠利用網絡來對部分工程機械進行遠端控制與監視，這也使得人們能夠充分享受到各種高新技術所提供的巨大便利

結束語

故障診斷技術研究從20世紀50年代開始，已經取得了很大進展。隨著智能制造的發展，可以說故障診斷已經進入了關鍵的機遇期。如何針對產品具體需求，切實提升企業產品的智能化水平;如何利用大數據，針對行業提供專業化、規模化服務，將是故障診斷未來的發展方向。故障診斷理論、技術及其實際應用方興未艾，還需要進一步地深入探索。

參考文獻：

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[2]許建偉.工程機械液壓系統的現場故障診斷與維修技術研究[J].自動化與儀器儀表，2018（10）：54-56.

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[4]張勇.工程機械的故障檢測與維修處置方法研究[J].南方農機，2018，49（18）：68.

[5]龍超.工程機械遠程監測與故障診斷系統研究[J].內燃機與配件，2018（16）：174-175.

（作者單位：河南工學院機械工程學院）