故障診斷技術(shù)在煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)

周偉濤

（廣東中煙工業(yè)有限公司廣州卷煙廠， 廣東 廣州 510510）

0 引言

故障診斷技術(shù)在煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)中的應(yīng)用能夠幫助生產(chǎn)線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分析和診斷機(jī)械設(shè)備，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，減少停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，降低維修成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。未來，隨著智能化制造的發(fā)展，故障診斷技術(shù)在煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)中的應(yīng)用也將更加智能化和數(shù)據(jù)化，能夠更加準(zhǔn)確地判斷故障類型，提高故障判斷的精度和速度，從而更好地服務(wù)于煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)生產(chǎn)的高效、高質(zhì)、低成本的目標(biāo)。隨著傳感器、數(shù)據(jù)處理技術(shù)和人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，故障診斷技術(shù)將能夠?qū)崿F(xiàn)更加全面、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)和分析，以及更加智能地預(yù)測(cè)和預(yù)防故障。同時(shí)，故障診斷技術(shù)也將更加注重人機(jī)交互、可視化和操作簡(jiǎn)便性，為生產(chǎn)企業(yè)提供更加便捷、高效的故障診斷服務(wù)，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的高效、智能、安全運(yùn)行。

1 煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)特征

1.1 結(jié)構(gòu)復(fù)雜

不同品牌、型號(hào)和配置的煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)在結(jié)構(gòu)上存在較大差異，部件數(shù)量眾多，工作原理復(fù)雜，需要熟練的操作技能和專業(yè)的維護(hù)保養(yǎng)。由于機(jī)械設(shè)備的復(fù)雜性，機(jī)械故障的判斷和定位也相對(duì)較難，需要具備較高的技術(shù)水平和豐富的經(jīng)驗(yàn)。為了更好地應(yīng)對(duì)煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，需要采取一些措施，以提高操作人員的技術(shù)水平和機(jī)械設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)效率。一方面，需要對(duì)機(jī)械的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行深入的了解，建立相應(yīng)的知識(shí)體系和技能培訓(xùn)機(jī)制，提高操作人員的技術(shù)素質(zhì)。另一方面，可以通過改進(jìn)機(jī)械的設(shè)計(jì)，降低機(jī)械的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，減少部件數(shù)量，提高機(jī)械設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。同時(shí)，還可以利用故障診斷技術(shù)等現(xiàn)代化手段，對(duì)機(jī)械故障進(jìn)行快速、準(zhǔn)確地定位和解決，提高機(jī)械設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)效率和生產(chǎn)效率?？傊?，煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜是其特征之一，對(duì)于煙草生產(chǎn)企業(yè)來說，需要采取一系列措施來降低復(fù)雜度，提高操作人員的技術(shù)水平和機(jī)械設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)效率，從而更好地服務(wù)于煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)生產(chǎn)的高效、高質(zhì)、低成本的目標(biāo)[1]。

1.2 工作環(huán)境惡劣

煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)在煙草生產(chǎn)線上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)，工作環(huán)境一般比較惡劣，如高溫、高濕、大量塵埃等，因此容易出現(xiàn)腐蝕、老化、磨損等問題。如果不及時(shí)維護(hù)和保養(yǎng)，這些問題可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備的損壞，影響生產(chǎn)效率和質(zhì)量。為了更好地應(yīng)對(duì)煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)工作環(huán)境的惡劣特征，需要采取一些措施來延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命和提高運(yùn)行效率。一方面，需要定期對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查和保養(yǎng)，包括清洗、潤(rùn)滑、緊固、更換磨損部件等，確保機(jī)械設(shè)備的良好運(yùn)行狀態(tài)。另一方面，可以采用一些特殊的材料和涂層，如不銹鋼、耐腐蝕材料等，提高機(jī)械設(shè)備的抗腐蝕能力和耐用性。此外，可以結(jié)合現(xiàn)代化技術(shù)手段，如物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等，對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的異常狀況，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。這些技術(shù)手段可幫助企業(yè)進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)，避免機(jī)械設(shè)備在工作時(shí)出現(xiàn)故障。

1.3 運(yùn)轉(zhuǎn)要求高

在煙草生產(chǎn)過程中，煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)需要保持高速、高效、高質(zhì)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。而且，煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)在生產(chǎn)過程中需要連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，不能出現(xiàn)故障和停機(jī)，否則將會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。為了更好地應(yīng)對(duì)煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)運(yùn)轉(zhuǎn)要求高的特征，需要采取一些措施來提高機(jī)械設(shè)備的性能和可靠性。一方面，需要選用高品質(zhì)的機(jī)械設(shè)備和零部件，提高機(jī)械設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。另一方面，可以采用一些現(xiàn)代化技術(shù)手段，如故障診斷技術(shù)、智能控制技術(shù)等，對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的異常狀況，避免機(jī)械設(shè)備在工作時(shí)出現(xiàn)故障。此外，還需要加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，定期對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，及時(shí)更換磨損和老化的部件，保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。此外，還需要對(duì)機(jī)械操作人員進(jìn)行培訓(xùn)和指導(dǎo)，提高他們的技能水平和操作規(guī)范，從而更好地保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。

1.4 工作安全要求高

煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)在生產(chǎn)過程中存在一定的安全隱患，因此需要進(jìn)行嚴(yán)格的安全控制和保護(hù)。同時(shí)，機(jī)械操作人員需要接受專業(yè)的培訓(xùn)和操作指導(dǎo)，確保操作安全和正確性。為了更好地應(yīng)對(duì)煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)工作安全要求高的特征，需要采取一些措施來保障機(jī)械操作人員的安全。一方面，需要對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行安全檢查和保護(hù)，采用安全裝置和措施，如安全防護(hù)罩、緊急停機(jī)裝置等，保護(hù)機(jī)械操作人員的生命和財(cái)產(chǎn)安全。另一方面，可以采用一些安全技術(shù)手段，如安全培訓(xùn)、安全教育等，加強(qiáng)機(jī)械操作人員的安全意識(shí)和技能，提高他們的操作規(guī)范和安全意識(shí)，減少安全事故的發(fā)生。此外，還需要對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)和保養(yǎng)，確保機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行和安全性。如果發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時(shí)停機(jī)進(jìn)行檢查和維護(hù)，避免機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)安全隱患。同時(shí)，還需要建立健全的安全管理體系，對(duì)機(jī)械設(shè)備的安全性進(jìn)行全面的管理和控制，提高安全管理的效率和質(zhì)量。

2 故障診斷技術(shù)在煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)中的應(yīng)用措施

2.1 數(shù)據(jù)采集和分析

通過傳感器和其他設(shè)備收集機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括溫度、振動(dòng)、壓力、流量、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，再利用數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)機(jī)械故障的癥狀和原因，從而提高機(jī)械設(shè)備的維護(hù)效率和生產(chǎn)效率。數(shù)據(jù)采集和分析的過程需要以下步驟：首先，選擇適合機(jī)械設(shè)備的傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，并進(jìn)行安裝和調(diào)試。傳感器可以選擇溫度傳感器、振動(dòng)傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器等，這些傳感器可以通過接口與數(shù)據(jù)采集設(shè)備相連接，將機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)采集設(shè)備中。其次，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。數(shù)據(jù)分析軟件可以根據(jù)不同的數(shù)據(jù)模型和算法，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。通過分析機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)機(jī)械故障的癥狀和原因，及時(shí)采取維修措施，避免機(jī)械故障導(dǎo)致生產(chǎn)停機(jī)和維修成本的增加。最后，建立機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)。將采集到的機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障診斷結(jié)果存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，形成機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障診斷知識(shí)庫(kù)，以便后續(xù)查詢和分析。這些數(shù)據(jù)和知識(shí)庫(kù)還可以用于機(jī)械設(shè)備的預(yù)測(cè)性維護(hù)和優(yōu)化，提高機(jī)械設(shè)備的使用壽命和生產(chǎn)效率[2]。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)診斷和修復(fù)

利用故障診斷技術(shù)和專業(yè)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)故障診斷和修復(fù)，可以減少機(jī)械設(shè)備停機(jī)時(shí)間和維修成本，提高機(jī)械設(shè)備的維護(hù)效率和生產(chǎn)效率。現(xiàn)場(chǎng)診斷和修復(fù)的過程需要包括以下步驟：首先，確定機(jī)械設(shè)備的故障現(xiàn)象和位置。機(jī)械設(shè)備的故障可能有很多種不同的現(xiàn)象，例如噪聲、振動(dòng)、溫度升高等，需要通過故障診斷技術(shù)和專業(yè)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和分析，確定機(jī)械設(shè)備的故障現(xiàn)象和位置。其次，采取故障診斷和維修措施。根據(jù)機(jī)械設(shè)備的故障現(xiàn)象和位置，選擇合適的故障診斷和維修措施，例如更換零部件、調(diào)整參數(shù)、清洗機(jī)械設(shè)備等，及時(shí)修復(fù)機(jī)械設(shè)備的故障，避免機(jī)械故障導(dǎo)致生產(chǎn)停機(jī)和維修成本的增加。最后，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和確認(rèn)。在完成故障診斷和修復(fù)后，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和確認(rèn)，以確保機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行正常和穩(wěn)定。如果測(cè)試結(jié)果仍然存在問題，需要進(jìn)行重新診斷和修復(fù)，直到機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行。

2.3 預(yù)測(cè)性維護(hù)

通過機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，預(yù)測(cè)機(jī)械設(shè)備的故障和維護(hù)周期，以便提前進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，降低維修成本和生產(chǎn)停機(jī)時(shí)間。預(yù)測(cè)性維護(hù)的過程需要包括以下步驟：首先，采集機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。與數(shù)據(jù)采集和分析類似，通過傳感器和其他設(shè)備收集機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并利用數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行分析，得到機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。其次，利用機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，建立機(jī)械設(shè)備的故障預(yù)測(cè)模型。通過歷史數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，建立機(jī)械設(shè)備的故障預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)機(jī)械設(shè)備的故障發(fā)生時(shí)間和類型。同時(shí)，還可以根據(jù)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和維護(hù)記錄，建立機(jī)械設(shè)備的維護(hù)周期預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)機(jī)械設(shè)備的維護(hù)周期和維護(hù)內(nèi)容。最后，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，制定維護(hù)計(jì)劃和預(yù)防措施。根據(jù)機(jī)械設(shè)備的故障預(yù)測(cè)模型和維護(hù)周期預(yù)測(cè)模型，制定機(jī)械設(shè)備的維護(hù)計(jì)劃和預(yù)防措施，提前進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，避免機(jī)械設(shè)備的故障和維修成本的增加。同時(shí)，還可以采取一些預(yù)防措施，例如增加潤(rùn)滑劑、加強(qiáng)保護(hù)、調(diào)整操作參數(shù)等，降低機(jī)械設(shè)備的故障率和維修成本。

2.4 建立故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)

通過故障診斷結(jié)果和維修數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，形成機(jī)械設(shè)備的故障診斷和維護(hù)知識(shí)庫(kù)，以便后續(xù)查詢和分析，提高機(jī)械設(shè)備的維護(hù)效率和生產(chǎn)效率。建立故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)的過程需要包括以下步驟：首先，確定故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)包括機(jī)械設(shè)備的基本信息、運(yùn)行數(shù)據(jù)、故障診斷結(jié)果、維修記錄和知識(shí)庫(kù)等內(nèi)容。同時(shí)，還需要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)和關(guān)系，以便實(shí)現(xiàn)快速查詢和分析。其次，收集和整理故障診斷數(shù)據(jù)和維修記錄。通過故障診斷技術(shù)和專業(yè)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)診斷和修復(fù)，產(chǎn)生的故障診斷數(shù)據(jù)和維修記錄需要進(jìn)行收集和整理，包括故障現(xiàn)象、故障原因、維修措施、維修時(shí)間、維修人員等信息。最后，建立故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)和知識(shí)庫(kù)。將收集和整理好的故障診斷數(shù)據(jù)和維修記錄存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，形成機(jī)械設(shè)備的故障診斷和維護(hù)知識(shí)庫(kù)。這些數(shù)據(jù)和知識(shí)庫(kù)還可以用于機(jī)械設(shè)備的預(yù)測(cè)性維護(hù)和優(yōu)化，提高機(jī)械設(shè)備的使用壽命和生產(chǎn)效率。

3 故障診斷技術(shù)在煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)中的未來發(fā)展趨勢(shì)

3.1 智能化

未來故障診斷技術(shù)在煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)中的智能化發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：自動(dòng)化和智能化。自動(dòng)化指機(jī)械設(shè)備在故障診斷和維修過程中的自動(dòng)化處理，通過機(jī)器人和傳感器等設(shè)備實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)維護(hù)。智能化則指機(jī)械設(shè)備在故障診斷和維修過程中的人工智能處理，通過機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析等技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的智能維護(hù)。具體來說，未來故障診斷技術(shù)在煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)中的智能化發(fā)展趨勢(shì)將體現(xiàn)在以下方面：

1）自動(dòng)化：未來故障診斷技術(shù)將利用機(jī)器人和傳感器等自動(dòng)化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)維護(hù)。例如，在故障發(fā)生時(shí)，機(jī)器人可以自動(dòng)進(jìn)入機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維修和保養(yǎng)；在維護(hù)和保養(yǎng)時(shí)，傳感器可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，以便調(diào)整和維護(hù)。

2）智能化：未來故障診斷技術(shù)將利用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的智能維護(hù)。例如，通過歷史數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)分析，機(jī)器可以預(yù)測(cè)機(jī)械設(shè)備的故障和維護(hù)周期，從而提前進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)；在維護(hù)和保養(yǎng)時(shí)，機(jī)器可以自動(dòng)調(diào)整參數(shù)和更換零部件等，以提高機(jī)械設(shè)備的使用壽命和生產(chǎn)效率[3]。

3.2 數(shù)據(jù)化

未來故障診斷技術(shù)在煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)中的數(shù)據(jù)化發(fā)展趨勢(shì)主要是指通過大數(shù)據(jù)技術(shù)整合和分析機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)、維修數(shù)據(jù)、故障診斷數(shù)據(jù)等，從而實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的故障診斷和預(yù)測(cè)性維護(hù)。具體來說，未來故障診斷技術(shù)在煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)中的數(shù)據(jù)化發(fā)展趨勢(shì)將體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）數(shù)據(jù)整合：未來故障診斷技術(shù)將通過云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和整合。將機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)、維修數(shù)據(jù)和故障診斷數(shù)據(jù)等整合到一個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)中，通過大數(shù)據(jù)分析和挖掘，發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中的問題和潛在故障，為故障診斷和預(yù)測(cè)性維護(hù)提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。

2）數(shù)據(jù)分析：未來故障診斷技術(shù)將利用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析和挖掘。通過歷史數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)分析，機(jī)器可以預(yù)測(cè)機(jī)械設(shè)備的故障和維護(hù)周期，從而提前進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)；在維護(hù)和保養(yǎng)時(shí)，機(jī)器可以自動(dòng)調(diào)整參數(shù)和更換零部件等，以提高機(jī)械設(shè)備的使用壽命和生產(chǎn)效率。

3）數(shù)據(jù)可視化：未來故障診斷技術(shù)將通過數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，將機(jī)械設(shè)備數(shù)據(jù)呈現(xiàn)為直觀的圖表和圖像，便于維修人員和管理人員快速了解機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和故障情況。同時(shí)，數(shù)據(jù)可視化也可以幫助維修人員進(jìn)行快速判斷和決策，加快故障診斷和維修的速度和效率。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著科技的不斷發(fā)展，故障診斷技術(shù)在煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)中的應(yīng)用越來越重要。盡管目前存在一些不足之處，但通過數(shù)據(jù)采集和分析、現(xiàn)場(chǎng)診斷和修復(fù)、預(yù)測(cè)性維護(hù)和建立故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)等應(yīng)用措施的實(shí)施，未來故障診斷技術(shù)在煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)中將更加智能化、數(shù)據(jù)化和自主化。這將有助于降低機(jī)械設(shè)備的維修成本和生產(chǎn)停機(jī)時(shí)間，提高機(jī)械設(shè)備的使用壽命和生產(chǎn)效率。因此，故障診斷技術(shù)在煙草機(jī)械運(yùn)行維護(hù)中的應(yīng)用前景廣闊，值得我們不斷探索和推廣。