機電系統(tǒng)故障預測技術的現(xiàn)狀及分析

荀小兵

(北京高隆世紀綠源科技有限公司,北京 100022)

機電系統(tǒng)故障預測技術的現(xiàn)狀及分析

荀小兵

(北京高隆世紀綠源科技有限公司,北京 100022)

隨著社會科學技術的發(fā)展,機電系統(tǒng)的運行安全和機電設備的維修成本對高新技術企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展起著非常關鍵的作用。本文通過對機電系統(tǒng)故障預測技術的現(xiàn)狀以及技術特點進行分析,從而制定合理的機電設備維修方案,以避免機電設備因產(chǎn)生故障而導致的系統(tǒng)問題。

機電系統(tǒng) 故障預測技術 現(xiàn)狀

對于機電工程系統(tǒng)來說，機電系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定，對工程的正常進行有著非常重要的作用。同時，機電系統(tǒng)也逐漸運用與航天、鐵路、軍事、電力以及石化等行業(yè)，對企業(yè)以及國家的競爭能力有著十分關鍵的作用。對機電系統(tǒng)的故障預測，進而進行維護，保證機電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，已成為企業(yè)和國家發(fā)展重要研究和探討的問題。

1 機電系統(tǒng)故障預測技術的現(xiàn)狀

當前，我國多機電系統(tǒng)的維護方式，主要還是在設備出現(xiàn)故障后，進行針對性的維修。另外還對機電設備進行定期的有計劃的維護。這種傳統(tǒng)的維護不能夠對機電設備進行詳細的了解，無法預測機電設備的實際運行狀態(tài)，從而也就無法保證設備的穩(wěn)定運行，給實際的工作和生產(chǎn)帶來嚴重的安全隱患，特別是一些電力、航天以及鐵路行業(yè)。另外，定期的計劃性維護方案，不能根據(jù)機電設備的實際運行情況，做出準確預判，出現(xiàn)過度的維護或者維護不到位，嚴重影響了工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定運行，提高了設備的維護成本和資源的浪費。機電系統(tǒng)故障預測技術可以通過對機電系統(tǒng)的進行監(jiān)測，了解機電設備的運行狀況，對系統(tǒng)故障進行預測和及時制定維修的決策，能夠有效提高機電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，運用機電故障預測技術，能夠有效降低機電系統(tǒng)的故障發(fā)生概率，減少設備的維護費用，優(yōu)化機電設備資源的利用效率，從而提高機電系統(tǒng)的維護效率，節(jié)約機電系統(tǒng)的維護成本。但是，現(xiàn)有的機電故障預測技術還存在一定的缺陷。首先，在在故障預測方面，許多對機電故障預測系統(tǒng)的預測方法都十分簡單，大多建立在單一的故障模式下預測，對于各個故障之間的關聯(lián)沒有做到有效地結合。其次，在機電系統(tǒng)故障預測過程中，沒有排除人員活動的干擾以及系統(tǒng)外部環(huán)境的影響。技術人員在對機電系統(tǒng)的維護過程中，對故障預測產(chǎn)生一定的干擾。另外，在機電系統(tǒng)故障預測的性能評價方面，并沒有一個健全統(tǒng)一的系統(tǒng)評價標準。

北京高隆世紀綠源科技有限公司 ，積極以高、精、尖科技、設備和人才為依托，充分研發(fā)和創(chuàng)新機電系統(tǒng)故障預測技術，不斷推出新的產(chǎn)品技術，為機械、航天、鐵路、石化等行業(yè)提供安全穩(wěn)定的機電系統(tǒng)故障預測技術，保障企業(yè)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

2 機電系統(tǒng)故障預測技術分析

機電系統(tǒng)故障預測技術主要是以當前的機電設備運行狀況作為基礎，然后結合設備的結構特性、設備的參數(shù)等具體情況，對機電設備的可能發(fā)生的故障進行分析和預判，從而確定故障將會產(chǎn)生的原因以及特點，以便技術人員進行及時的故障排除與維護，保障機電系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行，確保工業(yè)生產(chǎn)的順利進行。在實際的工程活動中，機電系統(tǒng)故障預測方法有許多種。

2.1 基于模型的故障預測技術

基于模型的故障預測方法，可以通過計算機電設備的損傷情況，判斷設備的損傷程度，建立起相關的模型，以評估機電設備的預計使用時間及發(fā)生故障的概率。在一般的情況下，對機電系統(tǒng)故障預測與選用的模型參數(shù)有很大的關聯(lián)。通過對機電系統(tǒng)或者設備的故障演練機理研究，可以修正和調整模型，從而提高機電系統(tǒng)故障預測的準確性?；疑Ｐ褪潜容^常用的一種預測模型，對于機電系統(tǒng)故障的短期預測有著很好的效果。

2.2 基于數(shù)據(jù)驅動的故障預測技術

在實際的機電系統(tǒng)運行過程中，許多設備工作運行很難建立一個準確的數(shù)學模型，這有可能會導致機電系統(tǒng)故障的預測出現(xiàn)誤差，機電設備在傳感器或者測試的數(shù)據(jù)可以作為機電系統(tǒng)故障預測的一種方法。這種故障預測方法就是數(shù)據(jù)驅動的故障預測技術，通過利用歷史的機電設備數(shù)據(jù)記錄以及設備監(jiān)測的數(shù)據(jù)，建立起可靠的數(shù)學模型。這種故障預測模型能夠解決許多機電系統(tǒng)中故障預測的問題?；跀?shù)據(jù)驅動的故障預測方法主要有神經(jīng)網(wǎng)路、模糊系統(tǒng)等等。數(shù)據(jù)驅動方法主要劃分為人工智能技術和統(tǒng)計技術這兩大類。

2.3 基于概率統(tǒng)計的故障預測技術

基于概率統(tǒng)計的故障預測方法，主要是在不能確定完整動態(tài)模型時，通過對機電系統(tǒng)曾經(jīng)出現(xiàn)的故障數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與分析，從而進行概率統(tǒng)計，掌握機電系統(tǒng)故障的可能發(fā)生情況。基于概率統(tǒng)計的故障預測技術主要有回歸預測法、時間序列預測法等。

回歸預測法主要是更具機電系統(tǒng)的歷史的具體數(shù)據(jù)和變化規(guī)律，找出自變量和因變量兩者之間的回歸式方程，從而確定預測模型的參數(shù)據(jù)，對機電系統(tǒng)故障進行預測。這種預測方法需要的數(shù)據(jù)量比較大，而且要有很好的數(shù)據(jù)分布規(guī)律，預測的時間長度過大，很容易導致預測出現(xiàn)偏差情況。

時間序列預測法主要將預測機電系統(tǒng)對象的歷史數(shù)據(jù)按照一定的時間間隔，進行排列組合，建造一個能夠隨著時間變化的統(tǒng)計序列和數(shù)據(jù)隨著時間變化的機電系統(tǒng)預測模型，然后利用這個模型，預測機電系統(tǒng)的的可能產(chǎn)生情況。這種方法需要以過去的機電系統(tǒng)發(fā)展模式能夠延續(xù)到未來，因此這種方法，對機電系統(tǒng)進行短期的預測效果十分明顯。

3 結語

隨著科學技術的迅速發(fā)展，高、精、尖科技以及設備的不斷進步，機電系統(tǒng)故障預測技術在工程生產(chǎn)工作過程中，起的作用也越來越大。采用新進的機電系統(tǒng)故障預測技術，能夠以通過對機電系統(tǒng)的進行監(jiān)測，了解機電設備的運行狀況，對系統(tǒng)故障進行預測和及時制定維修的決策，能夠有效提高機電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，保障企業(yè)的正常穩(wěn)定生產(chǎn)。

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荀小兵(1973—),男,江蘇靖江人,2011年畢業(yè)于中南大學工商管理專業(yè),現(xiàn)供職北京高隆世紀綠源科技有限公司總經(jīng)理,研究方向:機電自動化。