机械设备计算机辅助简易预知维修系统研究

机械设备计算机辅助简易预知维修系统研究

杨阳

汉中市汉台区市政工程管理处 723001

摘要：本文简要阐述预知维修基本含义以及对机械设备执行预知维修工作的意义，为保证检修及时性、精准性，依托于计算机技术，着手于预知维修系统的设计工作，先分析搭建系统前，需落实特征参数选取、维修标准设定、数字模型搭建三项准备工作，分别从结构、软件两方面开展设计工作，并将其应用于机械设备检修工作中。

关键词：机械设备；计算机；预知维修系统

前言：尽管对机械设备当前所使用的维修体系进行完善，但仍体现出较多不足，无法适应工业企业高精度、高效率的运行要求。因此，为保证设备预知维修有效性，就需重视计算机技术的运用，构建出全新的维修体系，实现对设备运行作业期间整体状态的预测，规避运行故障发生，以减少设备运维管理成本。

1预知维修含义及意义

预知维修指对依托于机械设备当前运作状态，所执行的定向性维修，全过程监测设备运行状态参数，做好数据的汇总并构建运行状态曲线，再由专业检修人员进行分析，以此判断出设备故障程度，基于预测结果着手于设备定向性维修。

预知维修可在设备故障前加以防范，借助运行参数调整设备，以此消除故障，确保设备运行稳定性、连续性。与此同时，通过分析监测参数以及诊断报告，可帮助维修人员设计出完善且可行的检修方案，合理运用维修资源，减少维修工作的资金投入。此外，作为设备检修的一种预见性检修模式，能够根据设备运作状态监测数据，使工作人员实时掌控设备潜在的故障隐患，必要时需停机检修，以达到隐患的消除。

2预知维修系统设计前的准备工作

随着运行时间的延长，机械设备的性能状态会呈现出持续下降的趋势，但多数设备故障前会表现出故障征兆，通常被称之为潜在故障，为维修人员故障识别、维修工作的开展预留充足时间，确保设备故障潜伏期便实现对故障的有效处理。

2.1选取特征参数

机械设备运作期间，若其偏离正常状态，则所得到的运行参数与正常数值偏差便会增大，这一变化会使设备表征、特征的部分参数发生改变，而变化情况也能够真实反映出系统的运作情况，由此可见，特征参数的正确、科学选取是决定预知维修成效的关键^[1]。

当前，信号研究的主要目的是提炼出能够准确反映机械设备运作状态变化的特征参数，但考虑到预知维修系统的简易性，为实现设备参数变化的全面掌握，所选取的特征参数为典型的传统值，包括峰值、有效值、特征频率下的幅值等。

2.2确定维修标准

维修标准的确定是设备预知维修的重要内容，可将其细化为两类即相对标准、绝对标准，其中，前者的确定所花费的时间较长，需要综合分析多次测试得到的特征参数，并结合分析结果来确定。而绝对标准的制订通常依托于国家、国际相关标准中所规定的设备运行状态界限值实现，但要求工作人员根据具体情况具体分析，不过受条件与技术的限制，这一标准无法预测出机械设备实际运行状况，因此，现阶段仍以相对标准为依据进行维修标准的最终确定。

2.3搭建数字模型

机械设备运行状态的变化可看做成一个过程，且变化规律有迹可循，但需借助某一特征数值来验证，具体来说，就是需要针对所选用的特征参数类型，汇总该参数数值，依托于计算机技术打造相应的数字模型，实现对机械设备某一时间区间段设备运行状态的预测。特征参数数字模型的构建形式较为多样，且在预测精度方面也存在较大的差异化，因此，检修人员可根据不同风险要求确定最终的数字模型，一般来说，较为常见的模型为多项式预测数字模型，而在确定多项式系数时，通常借助最小二乘法原理实现。

3预知维修系统具体设计与实际应用

3.1系统结构设计

为便利机械设备预知维修的准确性、便利性，本文所构建的简易预知维修系统在设计时，采用定期巡检和离线分析的技术路线，而在对系统结构进行设计时，结构运行轨迹如下：先对设备进行检测，将检测到的数据传入下机位（数据采集仪）中，再借助信息通信技术，将其共享至上机位（数据处理仪），由设备维修人员根据数据制定维修决策，并将决策内容存储于上机位中，同样依托于系统的共享功能，实现下机位对决策方案的获取，以此为依据，展开机械设备的巡检工作，而在制定决策期间，工作人员可根据数据偏差情况对设备进行实时调整与维修。

本系统作业期间，主要依赖系统自带的下机位进行，不需再研究数据采集原理与实现方法，因此，实现上机位所完成的数据处理功能才是探讨重点。此外，对预知维修过程进行分析，可进一步明确系统各组成结构彼此间存在的联系：系统核心为特征参数的提取，以此为基础，增设多个具有不同功能的模块，主要有故障诊断模块、标准制定模块、数字建模模块等，多个模块的相互关联与整合打造出一套完整的设备预知维修系统^[2]。

3.2系统软件设计

将面向对象程序设计看做成系统应用程序软件开发主要技术，充分发挥出系统软件多态性、封装性、继承性等优势，与此同时，该系统的应用可为维修人员、计算机彼此交互创造有利条件。编制软件时，所使用的系统开发平台为Visual C++平台，以增强页面实现与管理的便捷性、灵活性，还能够实现对数据库的全方位维护。如果在分析、处理较为复杂的信号时，可先借助C++进行编译，再将其以动态链接库的方式同主程序链接。

3.3系统运行研究

以牙形磨床为例，深度研究、分析该系统执行设备预知维修作业时的过程与应用的主要技术。

首先，工作人员详细了解磨床构造及运行特点，将所得信息作为依据，合理确定设备测试位置与测试参数，这一工作是保证预知维修作业稳定、有序进行的重要前提，也是增强检测结果准确定性的关键，与此同时，每执行一次检测工作时，都需固定测点与测试周期，还应统一测试参数与工况，以保证测试数据获取的实时性，为分析工作的开展提供可靠数据支持。

其次，分析实测数据，从中选取极具代表性的数据作为磨床运行状态检测的特征参数，而维修人员则需依托于该参数，对磨床的外在表现形式以及内部零件故障特征展开全方位分析。此外，还应做好所有测试时特征参数的整理，以此研讨出参数变化规律，借助计算机技术以及系统软件，搭建出极具可视性、直观性的数字模型，分析出设备维修风险程度，完成报警阈值的合理确定。

最后，设定相对维修标准。选择磨床正常运行状态下的某一特征参数以及报警阈值加权，并将其看做成维修标准，而在实际作业时，将实时检测到的数据与维修标准进行对比，参数值的偏差便能够反映出磨床运行状态。

结束语：依托于计算机技术打造的设备预知维修系统，能够实现工作人员与机械设备的全过程“交流”，确保检修人员可实时掌握设备表面振动信号与噪音信号并加以处理，以此预测出设备运行状态，通常被用于预测结构简单、工作形式单一的机械设备，并获得较为显著的预知维修效果。

参考文献：

[1]汪鹏.工程机械设备的使用和维修管理探究[J].中国设备工程,2021(19):56-57.

[2]毕泗春,马文晖,秦晓飞.转动设备维修的质量控制及检修资料管理[J].设备管理与维修,2021(13):1-2.