浅议层次分析法在智能压力机监测系统上的应用

孙 健，邵振荣，张 望

（扬力集团股份有限公司，江苏 扬州 225002）

1 系统概述

本分析法以扬力MIP-315（图1）双点高精度、高性能压力机为实施对象，针对机床运行过程中的多项物理信息展开监测，获得的数据通过层次分析法进行编程监测，实现的功能包括：

图1 MIP-315 智能高速精密压力机

（1）压力机运动副温度监测技术。针对导轨滑动副、连杆铜瓦、曲轴支承轴承、卸荷套轴承、飞轮轴承等部位的运动副温升，建立高效可靠的测温系统，实现测点温度的实时显示、数据记录与高温预警。

（2）润滑油品质监测技术。在进行多种润滑油介电常数测定的试验上，构建了润滑油品质实时监测系统，实现润滑油指标的实时监测和油品等级判定。

（3）离合器制动器磨损与温升检测技术。针对结构紧凑的组合式离合制动器，运用传感器技术与数据模型测量摩擦片的实时磨损量和实时温升，实现摩擦片的故障预警和磨损报警。

（4）压力机振动监测技术。针对机床四个立柱，在监测点上安装振动传感器，实现测点振动曲线的实时显示，同时通过处理，以数字化形式同步呈现，提供振动异常预警。

（5）噪声监测。测试点位布置于电机后、离合器后、工作台面、操作面板前。通过测量各个点位的声压值可获得运行过程中噪声变化幅度最大点，从而建立相应的监控措施。

2 基于层次分析法（AHP）的机床状态评估

2.1 层次分析法简介

层次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）是一种定性和定量相结合的、系统的、层次化的分析方法。这种方法的特点是在对复杂决策问题的本质、影响因素及其内在关系等进行深入研究的基础上，利用较少的定量信息使决策的思维过程数学化，从而为多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题提供简便的决策方法。是对难以完全定量的复杂系统做出决策的模型和方法。程序分析法结构如图2 所示。

图2 层次分析法结构图

2.2 层次分析法解决问题的基本步骤

（1）建立递阶层次结构。将复杂的问题分解成称为元素的组件，然后根据不同的属性将这些对象分为几组，以创建不同的级别。相同级别的功能充当标准，并控制下一级别的某些方面的功能，此外由上一级别的元素控制。这种自上而下的统治建立了递进的等级。智能压力机健康状态评估层次体系结构如图3 所示。

图3 智能压力机健康状态评估层次体系

（2）构造两两比较判断矩阵。在建立完成本地管理结构之后，确定高层与底层之间的联系。进一步使用正确的数学计算手段从全部比较的数据中获得更全面的信息。

（3）计算单一准则下元素的相对权重。

（4）层次的一致性检验和排序。为了获得完整的等级结构，科学整合计算获得的结果是非常关键的，并进行总的一致性检验。这一步骤是由上而下逐层进行的，最后的核算结果非常关键，这也就是决策过程中优先级的加权平均值和对整个模型的判断和评估。

以对机床温度状态的评估为例，可认为是对多个测温点数据信息的综合分析，具体可认为是将各温度指标作为结构图2 中的措施，评判结果作为决策目标，依据故障成本、维修成本、故障发生率、故障严重程度等作为评判准则建立合理的层次结构。由此，若评估结果Score 可由温度指标Y（i）和对应的权重w（i）的加权平均进行表示：

该方法依赖于对权重数据的知识建立，该知识可由专家系统生成，并在实践和反馈中逐步优化。该方法运算过程简便，便于在PLC 中进行部署并进行实时运算。基于此分析法编写的温度监测程序（部分）如图4 所示。

图4 基于层次分析法的温度监测程序（部分）

3 总结

本文围绕压力机智能化的实现，论述了一种基于层次分析法来解决压机智能监测目标的实现，为解决和提升压力机智能化检测和控制提供了一套可行的解决方法。