机械制造业故障诊断及如何对维修工程实施管理探索构架

贺振泓

兰州石化职业技术学院 甘肃 兰州 730050

引言

如今机械设备故障诊断技术越来越重要，并且也得到了行业的广泛关注与大力发展。在我国科学技术迅速发展背景下，机械制造业生产效率和品质要求越来越高，要求提高设备作业强度、自动化和智能化程度，并且在设备愈发复杂且部分联系愈发紧密的形势下，故障往往一触即发，小问题能引发大风险，甚至还能破坏环境，让相关企业遭受巨大损失。机械故障频发不仅降低了经济效益，还危害了人身安全。所以想要开展维修工程管理，必须树立现代化意识，要提高管理效果，让设备维修更加先进。在开展管理工作时，要从传统直觉、经验判断管理模式逐渐转为具有弥补性的客观推理模式。管理者需要在变化多样且具有动态性的管理状况中，选择最为合适的方案。

1 机械制造业故障诊断分析

故障诊断也可以被称为机械设备状态监测和故障诊断，其属性是辨别机械运行情况的科学技术之一。如今我国工业蓬勃发展，科学技术水平不断提高，设备智能化、自动化和大型化是必然趋势，不仅增加了应用难度，还增强了生产的依赖性。所以如果设备出现故障就会降低生产效率与质量，从而造成经济损失。机械制造业故障诊断的主要内容有监测、检测、预测与识别状态，同时还包括诊断、处理故障和提出对策等[1]。

诊断程序主要由三个部分组成，第一个是搜集信息，详细来讲就是根据提出的诊断目的，将能够充分展现设备运行情况的数据信息，通过传感器转化为电信号。第二个是处置信息，详细来讲就是将具有干扰性和阻碍性的信息，从状态信号中筛除，然后通过合理的处理精炼出最符合设备运行情况的特征参数，将其视为判断状态的根据。处理的方法非常多，通常情况下会应用随着时间变动而信号幅值变化的时域分析方法，从而以特征信息为依据来辨识信息状态。以及以信号频率结构为基础进行分析，然后用特征信息辨识信息状态的频域分析方法[2]。第三个是识别状态，详细来讲就是在判别时，将诊断后的参数值和标准值进行对比。

可以将故障监测和诊断技术进行分类，从监测信息与诊断主体联系角度进行区分，可以分为两类。第一类是直接诊断，此种方法是在掌握诊断主体信息变动情况的基础上，直接诊断其状态。例如监测齿轮的磨损程度、轴变形情况等等，然后根据信息变化，判断具体情况。在设备结构等条件的限制下，增加了直接监测的难度，无法以此获取准确信息，所以要采用间接诊断方法。第二类是间接诊断，此种方法是通过设备温度等信息的变动来判断主体情况，其根据具有较强的综合性，但是因为信息比较复杂多样所以在判断过程中，非常容易出现错误。例如影响润滑油温度的因素非常多，除了其轴承运转情况，还有室内温度以及油量等等。所以如何在全面、综合且繁杂的信息中提高辨识效率和准确性，是目前故障诊断领域亟须解决且非常关键的课题[3]。

2 机械制造业维修工程管理的现存问题

2.1 投入少

机械制造业的显著特征就是非流程性，详细来讲就是虽然在生产过程中选择了自动化、半自动化生产线，但是其生产缺少连贯性，并且相比于电力、化工等行业，最终生产出来的产品的物质形态优势不强，但是此行业如果遭遇机器故障，其损失的经济效益也更少。同时因为企业之间在盈利方面具有较大差距，所以传统机械制造业在维修、人才培养以及装备购置等方面投入也比较少[4]。

2.2 效果差

通常情况下，机械制造业所应用的金属切削机床会使用巡检模式，而非监测模式。并且所应用的诊断装置以手持为主，一般是便携式检测诊断仪器。因为传感器能够将信息传递的更远，一般以随机外置为主，所以很难拾取信息，也很难获得较弱的信息，导致信噪非常低。除此之外，因为仪器应用广泛，但是机床结构复杂，很难符合诊断门限，也很难满足标准，不能得到有力的支持。再加上高素质和专业性的工作人员要求与实际结果形成强烈反差。尤其是机床，还需要对其做好故障诊断工作，要以机床精度为核心明确不同诊断之间的差距，如果想要监测和评估速度低、承载性大以及精度优良的大型机床，难度就更高[5]。

2.3 缺少专业性和针对性的监测诊断装置

如今国内外研发专业诊断设备的公司和厂家非常多，但是忽视了机床设备的诊断产品研发工作的重要性，即使逐渐出现了手持仪器、在线监测装置与系统，但是其重点都是主机，缺少了适用于控制成本、应用机床功能等方面的监测与诊断系统。在面对中大型和精度较高的机床结构的经典问题与动态监测时，其系统研发仍处于初级发展阶段。

3 机械制造业维修工程管理方法

在维修过程中，研究故障的核心目的是检查故障模式、机理，降低故障发生率，以此提高设备的安全性和利用率。并且还要将故障排查结果及时反映给其设计和生产部门，以此保证决策正确，提高其可靠性，同时管理维修工序也非常重要[6]。

3.1 维修信息管理

此工作主要包含搜集、整合、分类、处置、保存、查阅和分析关于维修工程的重要信息数据资料，然后形成具有完整性的工作程序。信息数据资料的范围非常广阔，既包含维修工程完结状况的多种数据资料，也包括维修工程可能发生以及切实发生的各种数据资料，如预测、标准、规范和预算等等。从管理信息系统发展角度分析，从传统处理信息数据资料，反馈分析结果的系统，到如今成为处置预期信息数据并且为后期方案和决策做数据支撑的系统，经过此系统可以将资料转变为实用性较高的信息。维修管理信息系统在实现现代化的过程中，以计算机为核心，其主要分为两种系统。第一种系统是人机系统，此系统以人为主，解释和处理信息的主体是管理人员，所以人的作用非常明显。第二种是人机智能系统，此系统的形态更加高端，通过智能化模仿人的行为和思维，通过程序调整和修改程序，提高最后输出结果的拟人化程度[7]。如今我国机械制造业重点研发的故障诊断系统，其实就是智能系统。

3.2 维修计划管理

编制维修计划是此工作中非常关键的一部分，科学完善的维修计划与方案既能节约管理资源，也能合理调控人员与时间，顺利开展生产工作，缩短维修时长，更能避免产生较为严重的经济耗损。因此在策划维修工程时，要重视管理工作，充分发挥预见性，避免措施过于盲目化和无理化。维修计划的目的是应用最少的成本，让机械设备在其标准寿命内按照规范运行，充分发挥其性能与价值，最大化提高利用率。生产和维修这两道工序非常不同，在维修过程中会受多种因素影响如技术水平、方案策划以及故障发生情况等等，所以直接提高了维修难度。由此可知，维修工程具有不确定性和复杂[8]。

3.3 维修质量管理

3.3.1 合理控制配件质量。如今，开展设备维修工作的主要工序之一就是更替和维修零部件，配件质量直接影响着维修质量。所以一定要提高对配件质量控制工作的重视程度，才能提高维修效率，充分发挥产品作用。其主要内容是：第一要严格把控和筛选供应单位，要从根源上控制质量。第二要开展质量控制工作，要先检查样品然后在签订合同。并且在购置配件时，维修企业要先进行检验，保证配件满足质量维修工程质量要求。

3.3.2 科学管控维修程序。首先要坚持预防工作，以此提高维修质量。日常预防工作对整体维修工程的作用非常大，要重视管控维修工艺，要制定严格且合理的工艺标准，并且还要落实维修程序，要做到有章可循，有规范可守。其次要想从整体和细节提高工序质量，就必须从各个环节入手。其实维修质量低不代表所有工序质量都非常低，通常情况下只是几道工序或者环节质量不达标。

3.3.3 做好质量检验工作。质量检验的重要性毋庸置疑，其成为控制维修质量的重要方式之一。在开展维修工作过程中，一定要安排质量检验工作。其检验内容从技术水平、工艺标准到配件等等。如果没有通过检验，则不允许转序、装配和出厂。其中总成和整机装配是检验的关键部门，所以应该配置专门的检验人员，细化检验内容。

3.3.4 分级检测诊断，制定长期规划。在开展维修工程时，要在掌握企业机械设备、生产模式的基础上，根据监测对象情况选择监测方法、区域以及周期等。如果要监测数量多、类型多的设备，并且坚持巡检方式的企业，应该在开展维修工程的最初阶段，根据设备的重要性，合理划分检测等级，同时还要制定长期方案[8]。

3.3.5 研发符合机床行业特征的设备检测诊断仪器。集合专业的生产厂家和检测诊断仪器的企业、院校，开展设备检测、故障诊断系统和仪器工作。通常情况下，其主要分为两类。第一种就是根据巡检模式而研发的便携式数据搜集分析仪器或者系统，如今市场上拥有非常丰富种类的便携式数据搜集仪器和系统，其硬件系统和传感器符合机床行业作业需求，但是大部分软件系统和机床作业缺乏适配性。所以可以基于原有的系统软件设计一些满足机床作业需求的功能，提高后续作业效率，降低故障维修成本。第二种就是根据在线监测模式而设计在线监测、预警、诊断系统，此种系统在市场上非常少见，甚至处于空白研发阶段，但是此种系统的研发技术条件已经趋于成熟，从计算机硬件开发、传感器、到数据信息搜集系统等等都非常完善，其主要问题是成本与时间。此种系统开发成本昂贵，主要应用于重型数控机床等设备，所以为了合理控制成本，应该分为简单和复杂两种。如可以让制造厂商和诊断仪器研发厂商共同合作，根据需求制定价格，其既要满足精准诊断要求，也要实现监测和预警。

4 结束语

如今想要做好产品设计工作，一定要坚持维修性和稳定性原则，因为生产、应用和维修是非常重要的环节。维修工作受外界影响非常重，如技术水平、管理情况等等，其直接影响着维修工程质量和效率，同时还影响着其经济效益。所以如今在机械制造业发展过程中，如何提高诊断的准确性和维修的精准性是非常关键的课题，并且其还直接影响着机械的使用性和功能性。想要促进机械制造业发展，让企业顺利运行必须重视故障诊断工作和维修工程。