工程機械智能故障診斷技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析

張豈瑞 丁群龍

【摘?要】機械故障診斷學(xué)是一種了解和掌握機器在運行過程中的狀態(tài)，確定其整體或局部正常或異常，早期發(fā)現(xiàn)故障及其原因，并能預(yù)報故障發(fā)展趨勢的技術(shù)。機械故障診斷學(xué)中的基礎(chǔ)問題可歸納為：故障動態(tài)演化機理研究，系統(tǒng)信號處理，故障識別和智能診斷。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，故障診斷技術(shù)進入了新發(fā)展階段，也迎來了發(fā)展黃金期。

【關(guān)鍵詞】故障診斷系統(tǒng)工程機械;研究現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

引言

工程機械設(shè)備管理和維護的好壞直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)運營、企業(yè)的效率和生產(chǎn)安全，對于目前工程企業(yè)的不斷發(fā)展，工程機械設(shè)備的功能越來越多，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，再加上運行環(huán)境比較潮濕、重載、低速等惡劣狀態(tài)下，一旦管理和維護工作不到位，會直接影響設(shè)備故障風(fēng)險，不僅設(shè)備受損，企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量也會受到影響，嚴重能造成停工停產(chǎn)，損失無法估計。因此科學(xué)的管理和維護工程機械設(shè)備，使其能夠充分發(fā)揮其功能，企業(yè)的經(jīng)濟效益才能得到保證。通過對礦上機械設(shè)備的管理和維護課題研究，總結(jié)工程機械設(shè)備故障的診斷經(jīng)驗和維護、管理方法

1工程機械智能故障診斷技術(shù)現(xiàn)狀

1.1主觀診斷

針對主觀診斷技術(shù)而言，該項技術(shù)的運用基礎(chǔ)在于維修人員應(yīng)有著非常豐富的理論知識和工作實踐經(jīng)驗，能夠?qū)こ虣C械設(shè)備在生產(chǎn)中的生產(chǎn)狀況進行合理的分析與評判，從而憑借自身豐富的理論知識和工作實踐經(jīng)驗判斷出工程機械設(shè)備哪里發(fā)生故障以及導(dǎo)致故障發(fā)生的背后原因[3]。相較于儀器診斷，主觀診斷能夠節(jié)省大量的分析與診斷時間，同樣有著較高的應(yīng)用意義和價值。然而這種診斷方式的精確程度卻與維修人員的能力與經(jīng)驗水平有著息息相關(guān)的聯(lián)系。維修人員需要對工程機械設(shè)備生產(chǎn)的實際情況有一個全面且具體的了解，然后借助既往的維修經(jīng)驗與維修技術(shù)，才能夠更為準(zhǔn)確地對故障現(xiàn)象作出評判，將誘發(fā)故障的主要因素找出來并加以排除掉，以此來解決工程機械設(shè)備故障問題，防止工程機械設(shè)備故障給工程開采企業(yè)帶來不必要的經(jīng)濟損失。所以對于工程機械設(shè)備維修人員而言，必須不斷提高自身知識水平與專業(yè)技術(shù)，認真分析總結(jié)每一次礦山機械設(shè)備故障診斷過程，從而不斷積累工程機械設(shè)備故障診斷經(jīng)驗，就能夠確?？焖贉?zhǔn)確地將工程機械設(shè)備故障問題診斷出來。

1.2智能故障診斷

智能故障診斷技術(shù)是一種在知識層次上，以知識處理技術(shù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)辯證邏輯與數(shù)理邏輯的集成、符號處理與數(shù)值處理的統(tǒng)一、推理過程與算法過程的統(tǒng)一，通過概念和處理方式知識化，實現(xiàn)設(shè)備故障診斷的智能化診斷方法，為人們使用智能技術(shù)解決復(fù)雜系統(tǒng)故障問題提供了強有力工具。智能故障診斷已經(jīng)成為故障診斷領(lǐng)域中最活躍的研究之一。

1.3儀器診斷

儀器診斷主要是指借助先進的故障診斷儀器，來對工程機械設(shè)備中可能存在的故障問題進行全面且深入的診斷[2]。在進行具體診斷的實施，維修人員應(yīng)根據(jù)使用機械設(shè)備的實際情況來作出科學(xué)的評判，對機械設(shè)備當(dāng)前的生產(chǎn)狀況加以科學(xué)有效的檢測。該診斷方法有著比較高的科技含量，因此在故障診斷方面也有著非常高的精準(zhǔn)度，這也使得儀器診斷在工程機械設(shè)備故障診斷中有著較為廣泛的應(yīng)用范疇。與此同時，伴隨當(dāng)前診斷技術(shù)效率的日益提高，各種診斷儀器的各項功能逐漸趨于完善化，提升了其性能，使其在工程機械設(shè)備故障診斷中的診斷精準(zhǔn)度有了進一步的飛躍性提高。

2工程機械智能故障診斷技術(shù)發(fā)展趨勢

2.1工程機械使用效率大大提高

由于故障的出現(xiàn)能夠在多傳感器信息融合的多元信息源之下得到快速的診斷，之后通過相關(guān)人員也能快速地解決故障，實際上減少了不必要的維修時間，提高了維修效率和工程機械的使用效率，使得工程機械的空閑率大大降低，維修間隙時間進一步縮短，實際上能夠更有效地銜接工程機械的使用需求，避免出現(xiàn)無工程機械可用的情況;這樣也會進一步增強整個工程機械使用、維修、再次投入使用的流暢度，使得整個工程的運轉(zhuǎn)效率得到提高，至少在機械這一環(huán)節(jié)的效率會得到大幅提高。

2.2機械精準(zhǔn)度的進一步提高

在建筑工程的機械設(shè)備中也可應(yīng)用機電一體化技術(shù)，這不但可提高建筑工程機械的運行性能，而且能更好地推動機電一體化技術(shù)在該領(lǐng)域的進一步應(yīng)用。對于建筑工程機械來說，其精準(zhǔn)度的高低將對整個工程的施工質(zhì)量產(chǎn)生巨大影響，而機電一體化技術(shù)的應(yīng)用則可采取半自動化或全自動化方式來對建筑工程機械進行控制，這不僅減少了企業(yè)在人力方面的投入，而且能防止人為操作失誤而引發(fā)的事故，并且工程機械作業(yè)也將具有更高的精準(zhǔn)度，這對于提高工程項目的施工質(zhì)量、加快施工進度具有重要意義，企業(yè)的施工成本也能進一步降低。

2.3增強工程機械設(shè)備的維修性和可靠性

現(xiàn)在工程企業(yè)大部分都是使用高科技設(shè)備，在設(shè)備正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)下具有一定穩(wěn)定性、維修性、安全性、經(jīng)濟性，但是在非正常環(huán)境下礦上機械設(shè)備還是存在一定的故障風(fēng)險，尤其是長時間不間斷作業(yè)，只有加強其維修性和可靠性，加強設(shè)備的監(jiān)測，才能做好風(fēng)險預(yù)防工作。只有企業(yè)綜合管理，從設(shè)備的購買、安裝調(diào)試、工作狀態(tài)診斷、維修使用進行多方面管控，不斷的技術(shù)更新、積累經(jīng)驗以及做好監(jiān)測數(shù)據(jù)儲存，以及不斷的調(diào)試設(shè)備使其滿足工作環(huán)境的變化，研究設(shè)備出現(xiàn)故障的機理，跟蹤問題的全過程，增強工程機械設(shè)備的可靠性，提高其工作效率，提高性能增強設(shè)備的運轉(zhuǎn)周期和使用率。

2.4機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

當(dāng)前，我國機電一體化技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出智能化、微型化以及網(wǎng)絡(luò)化特點，而這也正是機電一體化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢。從智能化趨勢來說，機電一體化的應(yīng)用，使得人類智能得以在工程機械中進行應(yīng)用，進而使工程機械行為能夠得到智能化的控制，這無疑能夠使機電一體化技術(shù)為人類提供更加便捷的服務(wù)。從微型化趨勢來說，工程機械的外形及尺寸正變得越來越小巧、輕便，相應(yīng)地其功能也更加豐富，人們也更加易于攜帶和使用。從網(wǎng)絡(luò)化趨勢來說，互聯(lián)網(wǎng)的全球化發(fā)展，使得人們能夠利用網(wǎng)絡(luò)來對部分工程機械進行遠端控制與監(jiān)視，這也使得人們能夠充分享受到各種高新技術(shù)所提供的巨大便利

結(jié)束語

故障診斷技術(shù)研究從20世紀50年代開始，已經(jīng)取得了很大進展。隨著智能制造的發(fā)展，可以說故障診斷已經(jīng)進入了關(guān)鍵的機遇期。如何針對產(chǎn)品具體需求，切實提升企業(yè)產(chǎn)品的智能化水平;如何利用大數(shù)據(jù)，針對行業(yè)提供專業(yè)化、規(guī)?；?wù)，將是故障診斷未來的發(fā)展方向。故障診斷理論、技術(shù)及其實際應(yīng)用方興未艾，還需要進一步地深入探索。

參考文獻：

[1]劉艷賓.工程機械液壓系統(tǒng)的故障監(jiān)測診斷方式分析[J].南方農(nóng)機，2018，49（20）：58.

[2]許建偉.工程機械液壓系統(tǒng)的現(xiàn)場故障診斷與維修技術(shù)研究[J].自動化與儀器儀表，2018（10）：54-56.

[3]都本達.工程機械的故障診斷與維修探討[J].中國新通信，2018，20（19）：163.

[4]張勇.工程機械的故障檢測與維修處置方法研究[J].南方農(nóng)機，2018，49（18）：68.

[5]龍超.工程機械遠程監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)研究[J].內(nèi)燃機與配件，2018（16）：174-175.

（作者單位：河南工學(xué)院機械工程學(xué)院）