機(jī)械設(shè)備運(yùn)行可靠性評(píng)估的發(fā)展與思考

付一品

摘 要：隨著工業(yè)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，為了可以更好的滿足現(xiàn)階段人們對(duì)于生活的多方面的要求來，各種機(jī)械設(shè)備正在進(jìn)行著快速的改革，其正在朝著復(fù)雜化、智能化、低能耗方向發(fā)展。對(duì)于航天機(jī)械、燃?xì)廨啓C(jī)等大型機(jī)械的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，也往往由機(jī)械本身所具有的性能極其質(zhì)量所決定。這就使得可靠性評(píng)估方法受到了更加廣泛的重視。自上個(gè)世紀(jì)以來，西方國(guó)家已經(jīng)開始了機(jī)械的運(yùn)行可靠性評(píng)估研究。藉此，本文對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行可靠性評(píng)估的發(fā)展進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，對(duì)其存在的問題及解決方法進(jìn)行了思考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)備；運(yùn)行可靠性評(píng)估；發(fā)展；思考

美國(guó)國(guó)家航天局已經(jīng)將機(jī)械設(shè)備的可靠性評(píng)估作為了其三大技術(shù)之一。立足于此方面來看，我們國(guó)家的機(jī)械設(shè)備可靠性研究與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在著不小的差距，從某種程度上來說，這也是制約我們國(guó)家從制造大國(guó)成為制造強(qiáng)國(guó)的主要原因。例如，我們國(guó)家雖然研制出了和國(guó)際水平相互接近的數(shù)控機(jī)床，但是其在實(shí)際使用過程當(dāng)中所具有的可靠性與國(guó)際水平仍然相差甚遠(yuǎn)。平均的無故障時(shí)間與其相差了一倍之多。因此，對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行可靠性評(píng)估的發(fā)展與思考有著鮮明的現(xiàn)實(shí)意義。

一、機(jī)械設(shè)備運(yùn)行可靠性評(píng)估的發(fā)展及存在的問題

（一）機(jī)械設(shè)備運(yùn)行可靠性評(píng)估的發(fā)展

機(jī)械設(shè)備運(yùn)行可靠性評(píng)估研究歷經(jīng)了一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，其無論是在理論研究環(huán)節(jié)還是在實(shí)際的應(yīng)用過程當(dāng)中，都積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，并取得了很好的研究成果。在傳統(tǒng)的可靠性研究過程當(dāng)中，概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)在很大程度之上會(huì)作為其研究的主要數(shù)學(xué)工具。在研究過程當(dāng)中， 傳統(tǒng)研究方法利用了大量的數(shù)據(jù)概率樣本，以此來確定機(jī)械設(shè)備的失效分布，進(jìn)而獲得宏觀意義的設(shè)備運(yùn)行平均可靠性。但是各個(gè)機(jī)械設(shè)備在實(shí)際的應(yīng)用過程當(dāng)中往往處于不同的工作環(huán)境，所以設(shè)備在運(yùn)行過程當(dāng)中所產(chǎn)生的損傷也是不同的，也就是說設(shè)備運(yùn)行的可靠性也是不同的[1]。在2000年，國(guó)際上著名的可靠性研究學(xué)者OCONNOR對(duì)其進(jìn)行了深入的研究與分析，并且指出了現(xiàn)階段的可靠性研究仍然局限于傳統(tǒng)的數(shù)理概率統(tǒng)計(jì)方法，闡述了基于傳統(tǒng)數(shù)理概率統(tǒng)計(jì)方法研究的局限性，可能出現(xiàn)的問題。2009年，意大利的ZIO深刻的指出了可靠性這一問題將會(huì)面臨的新挑戰(zhàn)，將復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性分析作為了可靠性工程的“大敵”。并將狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法作為了維護(hù)機(jī)械設(shè)備可靠性運(yùn)行的方法。我國(guó)學(xué)者黃洪鐘對(duì)可靠性理論進(jìn)行了辯證研究，并進(jìn)行了批判性的綜述，指出二值邏輯假設(shè)在實(shí)際應(yīng)用過程當(dāng)中的諸多不合理性，以及數(shù)理概率方法在實(shí)際應(yīng)用過程當(dāng)中的不現(xiàn)實(shí)性[2]。

（二）機(jī)械設(shè)備在進(jìn)行運(yùn)行可靠性評(píng)估時(shí)面臨的問題

傳統(tǒng)的評(píng)估方法在很大程度之上決定了其在對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行評(píng)估的過程當(dāng)中，必須應(yīng)用樣本統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。但是在實(shí)際的應(yīng)用過程當(dāng)中，最終決定機(jī)械可靠性運(yùn)行的往往是小數(shù)據(jù)樣本，并且在對(duì)飛機(jī)失事等大型事故及災(zāi)難性事故并不能利用概率統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。加之傳統(tǒng)的可靠性研究方法最終將會(huì)依賴于失效分布，但是失效分布是一種假設(shè)，最終難以估計(jì)其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。機(jī)械設(shè)備并不是由一個(gè)單一零件所組成的，其往往是由多個(gè)不同的設(shè)備元件所共同構(gòu)成的，這樣設(shè)備基礎(chǔ)元件之間便會(huì)存在十分復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)關(guān)系或是耦合關(guān)系。并且不同的零件其失效分布也是不同的，如果采用失效分布的方法進(jìn)行分析，實(shí)難得出正確的結(jié)果[3]。

二、機(jī)械設(shè)備運(yùn)行可靠性評(píng)估方法的改進(jìn)思考

國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)傳統(tǒng)方法所存在的不足之處提出了很多的改進(jìn)方法，例如設(shè)計(jì)性能退化路徑、動(dòng)態(tài)可靠性分析方法等都取得了可喜的研究成果，但是這些方法在很大程度之上仍然存在著局限性。一方面，在對(duì)原有數(shù)理概率模型進(jìn)行重新構(gòu)架的過程當(dāng)中，仍然依賴于大數(shù)據(jù)樣本。另一方面，眾多的方法都沒有對(duì)機(jī)械設(shè)備的失效機(jī)理進(jìn)行深入的研究，也沒有在分析的過程當(dāng)中利用機(jī)械設(shè)備的動(dòng)態(tài)運(yùn)行信息。東北大學(xué)的李常有等人，在對(duì)機(jī)械進(jìn)行可靠性研究的過程當(dāng)中將機(jī)械的實(shí)效機(jī)理引入到了研究的整體過程當(dāng)中，并且通過仿真手段以及試驗(yàn)方法，建立了機(jī)械設(shè)備失效概率與誘發(fā)失效物理參數(shù)之間的關(guān)系模型，以此為基礎(chǔ)分析了機(jī)械設(shè)別的可靠性，從而為機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的可靠性評(píng)估提供了必要的借鑒[4]。

三、結(jié)語

綜上所述，我們國(guó)家現(xiàn)階段的機(jī)械設(shè)備可靠性研究仍然處于初級(jí)階段，其中仍然存在著很多的問題需要解決。例如，應(yīng)該如何進(jìn)一步的加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的可靠性基礎(chǔ)，為機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行提供必要的技術(shù)支撐。對(duì)于具體設(shè)備來說，應(yīng)該如何選擇合理且最優(yōu)的方法保證機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等。以上所說的問題其實(shí)都是機(jī)械設(shè)備運(yùn)行可靠性研究的冰山一角，對(duì)與其技術(shù)的發(fā)展還應(yīng)該立足于多個(gè)角度進(jìn)行研究，雖然仍然面臨著眾多的發(fā)展問題，但是的技術(shù)革新本就不是一蹴而就的，應(yīng)該堅(jiān)實(shí)的走好每一步。

參考文獻(xiàn)：

[1]何正嘉，曹宏瑞，訾艷陽，李兵.機(jī)械設(shè)備運(yùn)行可靠性評(píng)估的發(fā)展與思考[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2014，02：171186.

[2]何正嘉，蔡改改，申中杰，曹宏瑞，李兵.基于機(jī)械診斷信息的設(shè)備運(yùn)行可靠性研究[J].中國(guó)工程科學(xué)，2013，01：914.

[3]付興海.基于診斷信息的空壓機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估與RCM的改進(jìn)[D].大連理工大學(xué)，2013.

[4]楊勇虎.船舶動(dòng)力裝置壽命預(yù)測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究及系統(tǒng)開發(fā)[D].武漢理工大學(xué)，2003.