淺議層次分析法在智能壓力機監測系統上的應用

孫 健，邵振榮，張 望

（揚力集團股份有限公司，江蘇 揚州 225002）

1 系統概述

本分析法以揚力MIP-315（圖1）雙點高精度、高性能壓力機為實施對象，針對機床運行過程中的多項物理信息展開監測，獲得的數據通過層次分析法進行編程監測，實現的功能包括：

圖1 MIP-315 智能高速精密壓力機

（1）壓力機運動副溫度監測技術。針對導軌滑動副、連桿銅瓦、曲軸支承軸承、卸荷套軸承、飛輪軸承等部位的運動副溫升，建立高效可靠的測溫系統，實現測點溫度的實時顯示、數據記錄與高溫預警。

（2）潤滑油品質監測技術。在進行多種潤滑油介電常數測定的試驗上，構建了潤滑油品質實時監測系統，實現潤滑油指標的實時監測和油品等級判定。

（3）離合器制動器磨損與溫升檢測技術。針對結構緊湊的組合式離合制動器，運用傳感器技術與數據模型測量摩擦片的實時磨損量和實時溫升，實現摩擦片的故障預警和磨損報警。

（4）壓力機振動監測技術。針對機床四個立柱，在監測點上安裝振動傳感器，實現測點振動曲線的實時顯示，同時通過處理，以數字化形式同步呈現，提供振動異常預警。

（5）噪聲監測。測試點位布置于電機后、離合器后、工作臺面、操作面板前。通過測量各個點位的聲壓值可獲得運行過程中噪聲變化幅度最大點，從而建立相應的監控措施。

2 基于層次分析法（AHP）的機床狀態評估

2.1 層次分析法簡介

層次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）是一種定性和定量相結合的、系統的、層次化的分析方法。這種方法的特點是在對復雜決策問題的本質、影響因素及其內在關系等進行深入研究的基礎上，利用較少的定量信息使決策的思維過程數學化，從而為多目標、多準則或無結構特性的復雜決策問題提供簡便的決策方法。是對難以完全定量的復雜系統做出決策的模型和方法。程序分析法結構如圖2 所示。

圖2 層次分析法結構圖

2.2 層次分析法解決問題的基本步驟

（1）建立遞階層次結構。將復雜的問題分解成稱為元素的組件，然后根據不同的屬性將這些對象分為幾組，以創建不同的級別。相同級別的功能充當標準，并控制下一級別的某些方面的功能，此外由上一級別的元素控制。這種自上而下的統治建立了遞進的等級。智能壓力機健康狀態評估層次體系結構如圖3 所示。

圖3 智能壓力機健康狀態評估層次體系

（2）構造兩兩比較判斷矩陣。在建立完成本地管理結構之后，確定高層與底層之間的聯系。進一步使用正確的數學計算手段從全部比較的數據中獲得更全面的信息。

（3）計算單一準則下元素的相對權重。

（4）層次的一致性檢驗和排序。為了獲得完整的等級結構，科學整合計算獲得的結果是非常關鍵的，并進行總的一致性檢驗。這一步驟是由上而下逐層進行的，最后的核算結果非常關鍵，這也就是決策過程中優先級的加權平均值和對整個模型的判斷和評估。

以對機床溫度狀態的評估為例，可認為是對多個測溫點數據信息的綜合分析，具體可認為是將各溫度指標作為結構圖2 中的措施，評判結果作為決策目標，依據故障成本、維修成本、故障發生率、故障嚴重程度等作為評判準則建立合理的層次結構。由此，若評估結果Score 可由溫度指標Y（i）和對應的權重w（i）的加權平均進行表示：

該方法依賴于對權重數據的知識建立，該知識可由專家系統生成，并在實踐和反饋中逐步優化。該方法運算過程簡便，便于在PLC 中進行部署并進行實時運算。基于此分析法編寫的溫度監測程序（部分）如圖4 所示。

圖4 基于層次分析法的溫度監測程序（部分）

3 總結

本文圍繞壓力機智能化的實現，論述了一種基于層次分析法來解決壓機智能監測目標的實現，為解決和提升壓力機智能化檢測和控制提供了一套可行的解決方法。