机械设备运行可靠性评估的发展与思考

付一品

摘 要：随着工业技术的进一步发展，为了可以更好的满足现阶段人们对于生活的多方面的要求来，各种机械设备正在进行着快速的改革，其正在朝着复杂化、智能化、低能耗方向发展。对于航天机械、燃气轮机等大型机械的国际市场竞争，也往往由机械本身所具有的性能极其质量所决定。这就使得可靠性评估方法受到了更加广泛的重视。自上个世纪以来，西方国家已经开始了机械的运行可靠性评估研究。藉此，本文对机械设备运行可靠性评估的发展进行了简要的分析，对其存在的问题及解决方法进行了思考。

关键词：机械设备；运行可靠性评估；发展；思考

美国国家航天局已经将机械设备的可靠性评估作为了其三大技术之一。立足于此方面来看，我们国家的机械设备可靠性研究与发达国家相比还存在着不小的差距，从某种程度上来说，这也是制约我们国家从制造大國成为制造强国的主要原因。例如，我们国家虽然研制出了和国际水平相互接近的数控机床，但是其在实际使用过程当中所具有的可靠性与国际水平仍然相差甚远。平均的无故障时间与其相差了一倍之多。因此，对机械设备运行可靠性评估的发展与思考有着鲜明的现实意义。

一、机械设备运行可靠性评估的发展及存在的问题

（一）机械设备运行可靠性评估的发展

机械设备运行可靠性评估研究历经了一个世纪的发展，其无论是在理论研究环节还是在实际的应用过程当中，都积累了大量的经验，并取得了很好的研究成果。在传统的可靠性研究过程当中，概率论与数理统计在很大程度之上会作为其研究的主要数学工具。在研究过程当中， 传统研究方法利用了大量的数据概率样本，以此来确定机械设备的失效分布，进而获得宏观意义的设备运行平均可靠性。但是各个机械设备在实际的应用过程当中往往处于不同的工作环境，所以设备在运行过程当中所产生的损伤也是不同的，也就是说设备运行的可靠性也是不同的[1]。在2000年，国际上著名的可靠性研究学者OCONNOR对其进行了深入的研究与分析，并且指出了现阶段的可靠性研究仍然局限于传统的数理概率统计方法，阐述了基于传统数理概率统计方法研究的局限性，可能出现的问题。2009年，意大利的ZIO深刻的指出了可靠性这一问题将会面临的新挑战，将复杂系统的可靠性分析作为了可靠性工程的“大敌”。并将状态监测方法作为了维护机械设备可靠性运行的方法。我国学者黄洪钟对可靠性理论进行了辩证研究，并进行了批判性的综述，指出二值逻辑假设在实际应用过程当中的诸多不合理性，以及数理概率方法在实际应用过程当中的不现实性[2]。

（二）机械设备在进行运行可靠性评估时面临的问题

传统的评估方法在很大程度之上决定了其在对机械设备进行评估的过程当中，必须应用样本统计数据。但是在实际的应用过程当中，最终决定机械可靠性运行的往往是小数据样本，并且在对飞机失事等大型事故及灾难性事故并不能利用概率统计的方法进行统计。加之传统的可靠性研究方法最终将会依赖于失效分布，但是失效分布是一种假设，最终难以估计其数据的准确性。机械设备并不是由一个单一零件所组成的，其往往是由多个不同的设备元件所共同构成的，这样设备基础元件之间便会存在十分复杂的运动关系或是耦合关系。并且不同的零件其失效分布也是不同的，如果采用失效分布的方法进行分析，实难得出正确的结果[3]。

二、机械设备运行可靠性评估方法的改进思考

国内外学者针对传统方法所存在的不足之处提出了很多的改进方法，例如设计性能退化路径、动态可靠性分析方法等都取得了可喜的研究成果，但是这些方法在很大程度之上仍然存在着局限性。一方面，在对原有数理概率模型进行重新构架的过程当中，仍然依赖于大数据样本。另一方面，众多的方法都没有对机械设备的失效机理进行深入的研究，也没有在分析的过程当中利用机械设备的动态运行信息。东北大学的李常有等人，在对机械进行可靠性研究的过程当中将机械的实效机理引入到了研究的整体过程当中，并且通过仿真手段以及试验方法，建立了机械设备失效概率与诱发失效物理参数之间的关系模型，以此为基础分析了机械设别的可靠性，从而为机械设备运行的可靠性评估提供了必要的借鉴[4]。

三、结语

综上所述，我们国家现阶段的机械设备可靠性研究仍然处于初级阶段，其中仍然存在着很多的问题需要解决。例如，应该如何进一步的加强机械设备运行的可靠性基础，为机械设备的运行提供必要的技术支撑。对于具体设备来说，应该如何选择合理且最优的方法保证机械设备的运行状态等。以上所说的问题其实都是机械设备运行可靠性研究的冰山一角，对与其技术的发展还应该立足于多个角度进行研究，虽然仍然面临着众多的发展问题，但是的技术革新本就不是一蹴而就的，应该坚实的走好每一步。

参考文献：

[1]何正嘉，曹宏瑞，訾艳阳，李兵.机械设备运行可靠性评估的发展与思考[J].机械工程学报，2014，02：171186.

[2]何正嘉，蔡改改，申中杰，曹宏瑞，李兵.基于机械诊断信息的设备运行可靠性研究[J].中国工程科学，2013，01：914.

[3]付兴海.基于诊断信息的空压机运行可靠性评估与RCM的改进[D].大连理工大学，2013.

[4]杨勇虎.船舶动力装置寿命预测与风险评估的研究及系统开发[D].武汉理工大学，2003.