工程机械设备健康管理研究

钱永产　杨威　尚其刚

一、前言

现代工程机械结构复杂，自动化程度高，生产效率倍增，但价格昂贵，应用和维护成本高，一旦出现故障，造成生产与维修的经济损失也比较严重。因此，合理运用、科学管理、长期稳定的保持机械良好的技术性能状态，保持高效率低成本运行，对企业的管理、运营、施工进度、成本控制和经济效益有十分重要的意义。工程机械的科学管理和维修养护是其发挥良好效率的保障。工程机械运用频率高，运转时间长，机械施工环境条件恶劣复杂，对工程机械各项性能提出更高的要求。但目前车辆管理、养护、维修的理论、模式和技术，仍沿用八十年代的传统方式，无法适应全寿命健康运用的要求。

二、机械设备健康学简介

机械设备健康学是医学科学、仿生科学与设备维修科学、表面工程科学交叉的新兴学科，主要具有如下特点：

（一）以系统论、信息论、控制论、健康论为基础理论；

（二）以 “预防性动态健康管理和动态养护维修”为主要特征；实现机械设备可靠性的人—机结合的双向健康控制。

（三）以“全寿命健康” 为目标，对机械设备的技术状态和健康运用实施全程监控。

（四）以建立“自养护、自修复、自补偿、自适应”的仿生学机能为基础，部分取代人工保养维修，促进机械设备管理与维修模式的变革。

（五）以提高企业经济效益为中心，追求经济、技术、管理的最优化，积极推进机械设备的管理、应用、维修的科技进步，不断降低并有效控制机械设备的寿命周期费用，提高综合效率。

三、机械设备健康学组成

机械设备健康学包括三个组成部分：机械设备健康理论、机械设备健康监控、机械设备动态养护维修。

（一）机械设备健康理论。

机械设备健康理论，着眼于微观和介观的动态变化和损伤过程控制，研究机械损伤的动态演变过程，特点规律；研究事前预防、过程监控、动态养护维修和机械设备的健康保健制度等，即研究如何使机械设备保持健康运用，不出或少出故障，减免停机解体维修。其特点是全寿命持续性保持健康和最合理的成本消耗。

（二）机械设备健康监测。

机械设备零部件的失效、各系统配合平衡的紊乱、技术工况的下降是一个由量变到质变的过程，这个过程一定会以状态参量的变化表现出来。健康学监测要求尽可能地追踪状态参数的变化，特别是“亚健康状态”的变化动向，增加监测的频度和内容。因此，发展机械设备检测技术和仪器设备是提高监控水平，保障健康运用的必要手段；最终实现管理上“制度化”，检测指标上“标准化”，检测技术上的“智能化”发展目标。

（三）机械设备动态养护维修。

动态养护维修以保持机械工作内环境的稳定，减少停机检修，减免解体维修为目标，通过为机械设备建立“自养护、自修复、自补偿、自适应”的仿生学机能，形成损伤与修复的动态平衡，始终保持机械设备动态健康和低成本运用。主要利用机械设备运行时特有的机械、物理、化学等条件，直接针对机件损伤的规律和特点，依据动态监测参数的分析诊断，辨证选择和实施预防—保健—康复的养护维修方案。并且根据机械设备不同的技术状态，不同的运用阶段，不同的损伤特点，有针对性地选择运用。动态养护维修技术，包括动态的原位性修复、清洗、改质强化、改性、复弹等多种动态表面工程技术，目前在发动机、变速箱、压缩机、液压系统、轴承等各机械总成中广泛应用。

四、加强工程机械设备健康管理的意义

（一）保障工程机械设备的健康率、利用率，提高运营效率。

健康管理与动态养护维修是工程机械设备持续健康运用的有效保障方法，在机械养护中，建立并保持其“自养护、自修复、自适应机能”，就能够实现工程机械设备的高健康率、高利用率，低故障率、低维修率，从而保证生产效率。

（二）保障良好使用性能，减少停机减修误工损失。

对于需要停车检修的工程机械设备，动态养护维修可以使其自动恢复和保持良好的使用性能，减免停机解体修理。

（三）保障延长工程机械设备的使用寿命和服役期，保值增值，减少更新。

健康管理和动态保养维修可以长期保持车辆、机械、设备的可靠性，延长使用寿命和经济寿命，延长服役期限，保值增值，节省更新投资。