機械制造業故障診斷及如何對維修工程實施管理探索構架

賀振泓

蘭州石化職業技術學院 甘肅 蘭州 730050

引言

如今機械設備故障診斷技術越來越重要，并且也得到了行業的廣泛關注與大力發展。在我國科學技術迅速發展背景下，機械制造業生產效率和品質要求越來越高，要求提高設備作業強度、自動化和智能化程度，并且在設備愈發復雜且部分聯系愈發緊密的形勢下，故障往往一觸即發，小問題能引發大風險，甚至還能破壞環境，讓相關企業遭受巨大損失。機械故障頻發不僅降低了經濟效益，還危害了人身安全。所以想要開展維修工程管理，必須樹立現代化意識，要提高管理效果，讓設備維修更加先進。在開展管理工作時，要從傳統直覺、經驗判斷管理模式逐漸轉為具有彌補性的客觀推理模式。管理者需要在變化多樣且具有動態性的管理狀況中，選擇最為合適的方案。

1 機械制造業故障診斷分析

故障診斷也可以被稱為機械設備狀態監測和故障診斷，其屬性是辨別機械運行情況的科學技術之一。如今我國工業蓬勃發展，科學技術水平不斷提高，設備智能化、自動化和大型化是必然趨勢，不僅增加了應用難度，還增強了生產的依賴性。所以如果設備出現故障就會降低生產效率與質量，從而造成經濟損失。機械制造業故障診斷的主要內容有監測、檢測、預測與識別狀態，同時還包括診斷、處理故障和提出對策等[1]。

診斷程序主要由三個部分組成，第一個是搜集信息，詳細來講就是根據提出的診斷目的，將能夠充分展現設備運行情況的數據信息，通過傳感器轉化為電信號。第二個是處置信息，詳細來講就是將具有干擾性和阻礙性的信息，從狀態信號中篩除，然后通過合理的處理精煉出最符合設備運行情況的特征參數，將其視為判斷狀態的根據。處理的方法非常多，通常情況下會應用隨著時間變動而信號幅值變化的時域分析方法，從而以特征信息為依據來辨識信息狀態。以及以信號頻率結構為基礎進行分析，然后用特征信息辨識信息狀態的頻域分析方法[2]。第三個是識別狀態，詳細來講就是在判別時，將診斷后的參數值和標準值進行對比。

可以將故障監測和診斷技術進行分類，從監測信息與診斷主體聯系角度進行區分，可以分為兩類。第一類是直接診斷，此種方法是在掌握診斷主體信息變動情況的基礎上，直接診斷其狀態。例如監測齒輪的磨損程度、軸變形情況等等，然后根據信息變化，判斷具體情況。在設備結構等條件的限制下，增加了直接監測的難度，無法以此獲取準確信息，所以要采用間接診斷方法。第二類是間接診斷，此種方法是通過設備溫度等信息的變動來判斷主體情況，其根據具有較強的綜合性，但是因為信息比較復雜多樣所以在判斷過程中，非常容易出現錯誤。例如影響潤滑油溫度的因素非常多，除了其軸承運轉情況，還有室內溫度以及油量等等。所以如何在全面、綜合且繁雜的信息中提高辨識效率和準確性，是目前故障診斷領域亟須解決且非常關鍵的課題[3]。

2 機械制造業維修工程管理的現存問題

2.1 投入少

機械制造業的顯著特征就是非流程性，詳細來講就是雖然在生產過程中選擇了自動化、半自動化生產線，但是其生產缺少連貫性，并且相比于電力、化工等行業，最終生產出來的產品的物質形態優勢不強，但是此行業如果遭遇機器故障，其損失的經濟效益也更少。同時因為企業之間在盈利方面具有較大差距，所以傳統機械制造業在維修、人才培養以及裝備購置等方面投入也比較少[4]。

2.2 效果差

通常情況下，機械制造業所應用的金屬切削機床會使用巡檢模式，而非監測模式。并且所應用的診斷裝置以手持為主，一般是便攜式檢測診斷儀器。因為傳感器能夠將信息傳遞的更遠，一般以隨機外置為主，所以很難拾取信息，也很難獲得較弱的信息，導致信噪非常低。除此之外，因為儀器應用廣泛，但是機床結構復雜，很難符合診斷門限，也很難滿足標準，不能得到有力的支持。再加上高素質和專業性的工作人員要求與實際結果形成強烈反差。尤其是機床，還需要對其做好故障診斷工作，要以機床精度為核心明確不同診斷之間的差距，如果想要監測和評估速度低、承載性大以及精度優良的大型機床，難度就更高[5]。

2.3 缺少專業性和針對性的監測診斷裝置

如今國內外研發專業診斷設備的公司和廠家非常多，但是忽視了機床設備的診斷產品研發工作的重要性，即使逐漸出現了手持儀器、在線監測裝置與系統，但是其重點都是主機，缺少了適用于控制成本、應用機床功能等方面的監測與診斷系統。在面對中大型和精度較高的機床結構的經典問題與動態監測時，其系統研發仍處于初級發展階段。

3 機械制造業維修工程管理方法

在維修過程中，研究故障的核心目的是檢查故障模式、機理，降低故障發生率，以此提高設備的安全性和利用率。并且還要將故障排查結果及時反映給其設計和生產部門，以此保證決策正確，提高其可靠性，同時管理維修工序也非常重要[6]。

3.1 維修信息管理

此工作主要包含搜集、整合、分類、處置、保存、查閱和分析關于維修工程的重要信息數據資料，然后形成具有完整性的工作程序。信息數據資料的范圍非常廣闊，既包含維修工程完結狀況的多種數據資料，也包括維修工程可能發生以及切實發生的各種數據資料，如預測、標準、規范和預算等等。從管理信息系統發展角度分析，從傳統處理信息數據資料，反饋分析結果的系統，到如今成為處置預期信息數據并且為后期方案和決策做數據支撐的系統，經過此系統可以將資料轉變為實用性較高的信息。維修管理信息系統在實現現代化的過程中，以計算機為核心，其主要分為兩種系統。第一種系統是人機系統，此系統以人為主，解釋和處理信息的主體是管理人員，所以人的作用非常明顯。第二種是人機智能系統，此系統的形態更加高端，通過智能化模仿人的行為和思維，通過程序調整和修改程序，提高最后輸出結果的擬人化程度[7]。如今我國機械制造業重點研發的故障診斷系統，其實就是智能系統。

3.2 維修計劃管理

編制維修計劃是此工作中非常關鍵的一部分，科學完善的維修計劃與方案既能節約管理資源，也能合理調控人員與時間，順利開展生產工作，縮短維修時長，更能避免產生較為嚴重的經濟耗損。因此在策劃維修工程時，要重視管理工作，充分發揮預見性，避免措施過于盲目化和無理化。維修計劃的目的是應用最少的成本，讓機械設備在其標準壽命內按照規范運行，充分發揮其性能與價值，最大化提高利用率。生產和維修這兩道工序非常不同，在維修過程中會受多種因素影響如技術水平、方案策劃以及故障發生情況等等，所以直接提高了維修難度。由此可知，維修工程具有不確定性和復雜[8]。

3.3 維修質量管理

3.3.1 合理控制配件質量。如今，開展設備維修工作的主要工序之一就是更替和維修零部件，配件質量直接影響著維修質量。所以一定要提高對配件質量控制工作的重視程度，才能提高維修效率，充分發揮產品作用。其主要內容是：第一要嚴格把控和篩選供應單位，要從根源上控制質量。第二要開展質量控制工作，要先檢查樣品然后在簽訂合同。并且在購置配件時，維修企業要先進行檢驗，保證配件滿足質量維修工程質量要求。

3.3.2 科學管控維修程序。首先要堅持預防工作，以此提高維修質量。日常預防工作對整體維修工程的作用非常大，要重視管控維修工藝，要制定嚴格且合理的工藝標準，并且還要落實維修程序，要做到有章可循，有規范可守。其次要想從整體和細節提高工序質量，就必須從各個環節入手。其實維修質量低不代表所有工序質量都非常低，通常情況下只是幾道工序或者環節質量不達標。

3.3.3 做好質量檢驗工作。質量檢驗的重要性毋庸置疑，其成為控制維修質量的重要方式之一。在開展維修工作過程中，一定要安排質量檢驗工作。其檢驗內容從技術水平、工藝標準到配件等等。如果沒有通過檢驗，則不允許轉序、裝配和出廠。其中總成和整機裝配是檢驗的關鍵部門，所以應該配置專門的檢驗人員，細化檢驗內容。

3.3.4 分級檢測診斷，制定長期規劃。在開展維修工程時，要在掌握企業機械設備、生產模式的基礎上，根據監測對象情況選擇監測方法、區域以及周期等。如果要監測數量多、類型多的設備，并且堅持巡檢方式的企業，應該在開展維修工程的最初階段，根據設備的重要性，合理劃分檢測等級，同時還要制定長期方案[8]。

3.3.5 研發符合機床行業特征的設備檢測診斷儀器。集合專業的生產廠家和檢測診斷儀器的企業、院校，開展設備檢測、故障診斷系統和儀器工作。通常情況下，其主要分為兩類。第一種就是根據巡檢模式而研發的便攜式數據搜集分析儀器或者系統，如今市場上擁有非常豐富種類的便攜式數據搜集儀器和系統，其硬件系統和傳感器符合機床行業作業需求，但是大部分軟件系統和機床作業缺乏適配性。所以可以基于原有的系統軟件設計一些滿足機床作業需求的功能，提高后續作業效率，降低故障維修成本。第二種就是根據在線監測模式而設計在線監測、預警、診斷系統，此種系統在市場上非常少見，甚至處于空白研發階段，但是此種系統的研發技術條件已經趨于成熟，從計算機硬件開發、傳感器、到數據信息搜集系統等等都非常完善，其主要問題是成本與時間。此種系統開發成本昂貴，主要應用于重型數控機床等設備，所以為了合理控制成本，應該分為簡單和復雜兩種。如可以讓制造廠商和診斷儀器研發廠商共同合作，根據需求制定價格，其既要滿足精準診斷要求，也要實現監測和預警。

4 結束語

如今想要做好產品設計工作，一定要堅持維修性和穩定性原則，因為生產、應用和維修是非常重要的環節。維修工作受外界影響非常重，如技術水平、管理情況等等，其直接影響著維修工程質量和效率，同時還影響著其經濟效益。所以如今在機械制造業發展過程中，如何提高診斷的準確性和維修的精準性是非常關鍵的課題，并且其還直接影響著機械的使用性和功能性。想要促進機械制造業發展，讓企業順利運行必須重視故障診斷工作和維修工程。