機械故障診斷的現(xiàn)狀與誤診

摘要：我國機械故障診斷技術(shù)雖然起步較晚，但經(jīng)過近幾年的努力，已基本跟上了國外在此方面的步伐。故障誤診始終是一個熱門話題。誤診原因是多方面的，通過完善診斷理論，總結(jié)和豐富故障特征庫；提高診斷測試的準確性；提高診斷人員的水平等措施盡量減少誤診。

關(guān)鍵詞：故障診斷；現(xiàn)狀；誤診；表現(xiàn)形式；措施

一、機械故障診斷的現(xiàn)狀

我國診斷技術(shù)的發(fā)展始于70年代末，而真正的起步應(yīng)該從1983年南京首屆設(shè)備診斷技術(shù)專題座談會開始。雖起步較晚，但經(jīng)過近幾年的努力，已基本跟上了國外的步伐，在某些理論研究方面已和國外不相上下。目前我國在一些特定設(shè)備的診斷研究方面很有特色，形成了一批自己的監(jiān)測診斷產(chǎn)品。全國各行業(yè)都很重視在關(guān)鍵設(shè)備上裝備故障診斷系統(tǒng)，特別是智能化的故障診斷專家系統(tǒng)，在電力系統(tǒng)、石化系統(tǒng)、冶金系統(tǒng)、以及高科技產(chǎn)業(yè)中的核動力電站、航空部門和載人航天工程等。工作比較集中的是大型旋轉(zhuǎn)機械故障診斷系統(tǒng)，已經(jīng)開發(fā)了20種以上的機組故障診斷系統(tǒng)和十余種可用來做現(xiàn)場故障診斷的便攜式現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器。透平發(fā)電機、壓縮機的診斷技術(shù)已列入國家重點攻關(guān)項目并受到高度重視；而西安交通大學(xué)的“大型選轉(zhuǎn)機械計算機狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)”，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的“機組振動微機監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)”。東北大學(xué)設(shè)備診斷工程中心經(jīng)過多年研究，研制成功了“軋鋼機狀態(tài)監(jiān)測診斷系統(tǒng)”，“風機工作狀態(tài)監(jiān)測診斷系統(tǒng)”，均取得了可喜的成果。

在機械故障診斷發(fā)展歷程中，故障確診率的提高一直是研究的熱點。

二、機械故障的誤診

（一）誤診的分類

機械故障診斷的發(fā)展歷程中，誤診的現(xiàn)象一直困擾著我們，根據(jù)臨床對誤診的分類，集合機械故障診斷的實際情況，我們可以把誤診分為以下五類：（1）診斷結(jié)論不正確；（2）診斷結(jié)論不完全；（3）故障方位不準確；（4）故障原因不明確；（5）診斷結(jié)論不及時。

（二）誤診的表現(xiàn)形式

在故障診斷過程中，診斷對象的故障過程是復(fù)雜多變的，導(dǎo)致誤診，具體表現(xiàn)在以下幾方面：

1.故障的發(fā)展過程中，一種故障可能表現(xiàn)出多種不同故障征兆。

2.不同故障在發(fā)展過程中，可能出現(xiàn)相似的征兆，同種征兆可能對應(yīng)多種故障形式。故障征兆的相似性，使我們在故障診斷中容易產(chǎn)生混淆。

3.在很多情況下，隨著故障的發(fā)展，還可能引起繼發(fā)性故障，這種繼發(fā)性故障可能會掩蓋原來的故障，或原來的故障掩蓋繼發(fā)性故障，這都將造成故障診斷的困難。

（三）減少誤診的措施

1.完善診斷理論，總結(jié)和豐富故障特征庫

機械故障診斷雖然在我國起步較晚但是在實踐過程中，診斷理論也得到了長足的發(fā)展，特別是人工智能、專家系統(tǒng)等新興學(xué)科的融合和交叉。同時也要注重提高診斷人員的素質(zhì)，診斷人員在綜合運用知識、理論聯(lián)系實際。

必須開闊思路，不拘泥于典型故障征兆的狹窄思路，從系統(tǒng)角度出發(fā)，進行由環(huán)境到機械，由局部到整體，由階段到過程的具體分析，將征兆、原因、故障機理有機結(jié)合起來加以研究，減少誤診率。我們應(yīng)該遵循先簡后繁、先易后難；先思后行、先熟后生；先上后下、先外后里；先備后用、代碼優(yōu)先的原則，進行全面的分析。

2.提高診斷測試的準確性

準確的診斷及處理不是來自于盲目的主觀臆斷，而是建立在獲取與故障有關(guān)信息的基礎(chǔ)上提高故障診斷準確性。例如：為了保證大型機組安全、穩(wěn)定、長周期滿負荷、優(yōu)良運行。在此情況下對旋轉(zhuǎn)機械進行監(jiān)測就顯得尤為重要。（1）對機組運行中的各種異常狀態(tài)做出及時、正確、有效的判斷，預(yù)防和消除故障，或者將故障的危害性降低到最低程度；同時對設(shè)備進行必要的指導(dǎo)，確保運行的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。（2）確定合理的故障檢修周期性等問題，合理地延長設(shè)備的使用壽命、降低維修費用。（3）通過狀態(tài)監(jiān)測，為提高設(shè)備的性能而進行的技術(shù)改造及優(yōu)化進行參數(shù)提供數(shù)據(jù)和信息。

3.提高診斷系統(tǒng)的可靠性

系統(tǒng)可靠性是指在規(guī)定的條件和規(guī)定的時間內(nèi)，系統(tǒng)完成指定功能的能力。從可靠性主要特征量可知，要提高系統(tǒng)的可靠性，主要應(yīng)從兩個方面考慮：提高系統(tǒng)本身的可靠度，使平均故障間隔時間加大；要盡可能減小平均修復(fù)時間。對于前者，常用的方法是：在元器件級，盡可能提高元器件的質(zhì)量；在子系統(tǒng)和系統(tǒng)級則通常進行容錯設(shè)計。對于后者，必須要進行自動故障診斷的研究，實現(xiàn)快速的故障診斷和定位，減少維修時間。

4.提高診斷人員的水平

人是影響機械故障誤診的主要原因。目前，企業(yè)都成立了設(shè)備診斷中心，配備了許多診斷技術(shù)人員。同時許多高校以及科研院所等也都有許多科研人員從事機械故障診斷工作。診斷人員的水平取決于他的理論知識及長期診斷實踐所掌握的經(jīng)驗知識。高校及科研院所的診斷人員擁有豐富的理論知識，而可能缺乏經(jīng)驗知識；相反，企業(yè)的診斷技術(shù)人員掌握了豐富的經(jīng)驗知識，而缺乏理論知識。因此，這些診斷人員之間的交流將有利于提高診斷人員的整體水平。

5.實現(xiàn)資源共享，增進對診斷對象的認識

如上所述，對診斷對象的不了解是造成設(shè)備誤診的一個重要方面。當前人們把目光集中在設(shè)備的外在表征上，重點研究診斷的方法和手段，而忽視了對設(shè)備本身的深入認識。設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工藝等往往與故障有著密切的聯(lián)系。

（作者單位：王菊敏，新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院；杜學(xué)鵬，河南省經(jīng)濟貿(mào)易高級技工學(xué)校。）