設備診斷與故障自愈工程

1、會計學1設備診斷與故障自愈工程設備診斷與故障自愈工程1 1 設備診斷工程及其發(fā)展趨勢設備診斷工程及其發(fā)展趨勢 2 2 機泵群實時監(jiān)測與預知維修平臺機泵群實時監(jiān)測與預知維修平臺 3 3 旋轉(zhuǎn)機械故障診斷及工程實例旋轉(zhuǎn)機械故障診斷及工程實例 設備診斷與故障自愈工程4 4 機械故障診斷專家系統(tǒng)機械故障診斷專家系統(tǒng) 5 5 過程裝備故障自愈工程過程裝備故障自愈工程6 6 未來裝備醫(yī)工程思維未來裝備醫(yī)工程思維1、設備診斷工程及其發(fā)展趨勢設備診斷工程及其發(fā)展趨勢 1.1 設備診斷工程與維修 1.2 設備診斷工程目標和措施 1.3 設備診斷工程的發(fā)展方向 設備診斷與故障自愈工程Dr. Gao jinji B

2、eijing University of Chemical Technology, China Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China 1.診斷是現(xiàn)代設備維修工程中關(guān)鍵一環(huán)診斷是現(xiàn)代設備維修工程中關(guān)鍵一環(huán) 故障故障: : 故障故障 失穩(wěn)失穩(wěn) 功能下降功能下降 損傷損傷征兆出現(xiàn)征兆出現(xiàn) 機器非正常運行機器非正常運行零部件功能、形態(tài)和結(jié)構(gòu)改變以及對環(huán)境的適應性下降零部件功能、形態(tài)和結(jié)構(gòu)改變以及對環(huán)境的適應性下降由干擾因素造成的損傷與設備抗損傷間的斗爭由干擾因素造成的損傷與設備抗損傷間的斗爭 初始的有序穩(wěn)定被打破初

3、始的有序穩(wěn)定被打破 機器機器 干擾干擾 或或 內(nèi)變內(nèi)變 Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China 設備診斷工程設備診斷工程: :設備診斷工程設備診斷工程 (PDE)(PDE)機電設備運行狀態(tài)和工況監(jiān)測機電設備運行狀態(tài)和工況監(jiān)測故障診斷和預測故障診斷和預測優(yōu)化操作優(yōu)化操作 維修決策維修決策指導改進機器及其設計指導改進機器及其設計表2 實施設備診斷工程的措施和效果序號措 施效 果1早期探測故

4、障征兆，及時報警采取應急對策杜絕事故，減少故障停機損失和非計劃停機檢修2長期監(jiān)測機器狀態(tài)、工況，據(jù)此安排檢修計劃實行狀態(tài)檢修，減少檢修次數(shù)，縮短檢修時間3探測出機器異常原因、缺陷部位，盡早確定檢修項目，超前準備防止過剩維修，減少停車檢修中的等待時間，減少備件、備臺儲備4改進裝備，消除瓶頸，提高系統(tǒng)可靠度和功能可利用性延長裝置的運轉(zhuǎn)周期5監(jiān)測異常工藝參數(shù)，及時調(diào)整指導優(yōu)化操作，節(jié)能降耗6據(jù)監(jiān)測診斷資料，對在用裝備評價指導裝備選型、采購和設計改進圖圖1 1設備故障診斷的研究領(lǐng)域設備故障診斷的研究領(lǐng)域信息技術(shù)信息技術(shù)I T知識工程知識工程 KE設備專業(yè)設備專業(yè)知識知識設備故障診斷設備故障診斷 PFD

5、設備診斷工程設備診斷工程 PED設備醫(yī)療工程設備醫(yī)療工程 PME實實 時時 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 采采 集集信信 號號 分分 析析 處處 理理電電 子子 網(wǎng)網(wǎng) 絡絡 技技 術(shù)術(shù)數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 挖挖 掘掘 技技 術(shù)術(shù)故故 障障 機機 理理 研研 究究識識 別別 方方 法法 研研 究究專專 家家 系系 統(tǒng)統(tǒng) 研研 制制防防 治治 對對 策策 研研 究究診診 斷斷 監(jiān)監(jiān) 控控遠程診斷遠程診斷主動控制主動控制 實時監(jiān)控實時監(jiān)控 預防減災預防減災診診 斷斷 維維 修修 C B M P D M診診 斷斷 改改 進進 延壽對策延壽對策 過程破頸過程破頸 消患治本消患治本 在線治理在線治理診診 斷斷 優(yōu)優(yōu) 化化 優(yōu)化運行優(yōu)

6、化運行 安全運行安全運行 經(jīng)濟運行經(jīng)濟運行診診 斷斷 評評 估估健康安全環(huán)境健康安全環(huán)境 HSE 壽命預測壽命預測技術(shù)經(jīng)濟分析技術(shù)經(jīng)濟分析安全風險評估安全風險評估診診 斷斷 設設 計計 設計創(chuàng)新設計創(chuàng)新 造型配置造型配置 無維修設計無維修設計 高可靠性高可靠性 高功能高功能2、機泵群實時監(jiān)測與預知維修平臺機泵群實時監(jiān)測與預知維修平臺 2.1 DMS機泵群實時監(jiān)測網(wǎng)絡及工程應 用 2.2 指令化檢測及預知維修平臺 設備診斷與故障自愈工程 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 美國國家儀器公司（National Instrument，簡稱NI）提供的應用軟件LABVIEW是一種典型的虛擬儀器開發(fā)平臺。 虛擬儀

7、器是計算機硬件資源、儀器測控硬件和用于數(shù)據(jù)分析、過程通訊及圖形用戶界面的軟件之間的有效結(jié)合。 其基本構(gòu)成包括計算機、虛擬儀器軟件、硬件接口和（或）測控儀器。Labview 開發(fā)平臺的特點LABVIEW的基本編程單元是圖標，不同的圖標表示不同的功能模塊。 LABVIEW繼承和發(fā)展了結(jié)構(gòu)化和模塊化程序設計的概念，使虛擬儀器是分層次和模塊化的 LABVIEW支持多種系統(tǒng)平臺，在任何一個平臺上開發(fā)的LABVIEW 應用程序都可直接移植到其它平臺上。 LABVIEW是一個帶有擴展功能庫和子程序庫的通用程序設計系統(tǒng) 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器比較虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器比較 虛擬儀器傳統(tǒng)儀器開放性、靈活，可與計算機技術(shù)

8、保持同步發(fā)展封閉性、儀器間相互配合較差關(guān)鍵是軟件，系統(tǒng)性能升級方便，通過網(wǎng)絡下載升級軟件關(guān)鍵是硬件，升級成本較高，且升級必須上門服務價格低廉，儀器間資源可重復利用率高價格昂貴，儀器間一般無法相互利用用戶可定義儀器功能只有廠家能定義儀器功能可以與網(wǎng)絡及周邊設備方便連接功能單一，只能連接有限的獨立設備開發(fā)與維護費用降至最低開發(fā)與維護開銷高技術(shù)更新周期短（12年）技術(shù)更新周期長（510年）遠程監(jiān)測診斷系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)遠程監(jiān)測診斷系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集站現(xiàn)場設備傳感器信號調(diào)理數(shù)據(jù)采集監(jiān)測分析站2監(jiān)測分析站1系統(tǒng)服務器網(wǎng)關(guān)3Internet23遠程診斷中心設備診斷中的設備診斷中的LabviewLabview的

9、應用的應用 程序流程圖程序流程圖顯 示分 析指令任務檢 測識別備臺切換巡檢指令巡檢人巡 檢 指 令指令庫（組態(tài)）路 徑日 歷知識庫修正指令診斷分析狀態(tài)識別報告指令任務狀態(tài)數(shù)據(jù)狀 態(tài) 庫當日狀態(tài)歷史狀態(tài)分析軟件軸承特征頻率信號處理特征識別日報告周報告月報告按要求隨時報告巡檢數(shù)據(jù)情況報告特征參數(shù)報告設備清單溫度傳感器振動傳感器識別扭數(shù)據(jù)庫下載上傳人為干預當次周期OMIIMS=P MPd d+指令檢測儀智能維修系統(tǒng)預知維修平臺3、旋轉(zhuǎn)機械故障診斷及工程實例旋轉(zhuǎn)機械故障診斷及工程實例 3.1 旋轉(zhuǎn)機械故障診斷 3.2 同頻振動的故障診斷 3.3 多機組軸系振動及防治對策 設備診斷與故障自愈工程軸彎曲1

10、軸彎曲2軸彎曲2輪盤中心不對中輪盤受力圖兩跨和三跨轉(zhuǎn)子的有限元模型 系統(tǒng)振幅隨安裝相位角變化的關(guān)系 118號結(jié)點幅值隨安裝相對相位的變化 218號結(jié)點幅值隨安裝相對相位的變化 4、機械故障診斷專家系統(tǒng)機械故障診斷專家系統(tǒng) 4.1 振動故障機理及一次原因分析法 4.2 振動的主導頻率及識別特征 4.3 基于黑灰白集合篩選法的故障診 斷專家系統(tǒng) 4.4 與國外專家系統(tǒng)的對比 設備診斷與故障自愈工程 2 最佳診斷方法探討最佳診斷方法探討. . 診斷診斷由果求因的逆過程由果求因的逆過程 振動是表征機器運行狀態(tài)最敏感的征兆參數(shù)。其響振動是表征機器運行狀態(tài)最敏感的征兆參數(shù)。其響應、激勵和系統(tǒng)動力特性三者之

11、間關(guān)系為：應、激勵和系統(tǒng)動力特性三者之間關(guān)系為： X X = Z()-1 F其中其中, , Z Z()=(k-()=(k-2 2m)+jcm)+jc 為動力系統(tǒng)的特征矩陣為動力系統(tǒng)的特征矩陣或稱阻抗矩陣?；蚍Q阻抗矩陣。振動故障的診斷就是由響應（征兆參數(shù)）探求故振動故障的診斷就是由響應（征兆參數(shù)）探求故障原因外因激勵和內(nèi)因剛度、阻尼、質(zhì)量變化障原因外因激勵和內(nèi)因剛度、阻尼、質(zhì)量變化的逆過程。的逆過程。Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China Dr. Gao jinji Beijing University of

12、Chemical Technology, China Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China 征兆參數(shù)和故障原因并非一一對應關(guān)系，征兆參數(shù)和故障原因并非一一對應關(guān)系，是多果（征兆參數(shù)）和多因（故障原因）是多果（征兆參數(shù)）和多因（故障原因）的復雜對應關(guān)系。的復雜對應關(guān)系。 征兆譜征兆譜 原因譜原因譜 S S=S1,S2,- Sn R=R1,R2- Rm 圖圖2 2 診斷診斷-逆過程逆過程

13、系統(tǒng)動力特性系統(tǒng)動力特性剛度、阻尼、質(zhì)量剛度、阻尼、質(zhì)量響應響應振幅、頻率、相位振幅、頻率、相位激勵激勵故障診斷故障診斷外因外因內(nèi)因內(nèi)因表表2 Nspectr DiagnosisDiagnostic Summary For (271900001) #2 BCCT PUMP-MIDDLE KEY POINT (S)PROBLEMCERTAINTYM2A M2V P1H P2HCoupling is locked up or worn77%P2V P1H P1V P2H P2VCavitation from lack of suction pressure76%P1HBPFO and other

14、bearing failure patterns75%P1VBPFI, BPFO and other bearing fault patterns75%P2VBPFI, BPFO and other bearing fault patterns73%P2ABPFO and BPFI (race) defects in bearing70%P2HBPFO and other bearing failure patterns 70%M1VBPFO(outer race) defect in bearing68%P1H P1V P2H P2VH y d r a u l i c p r o b l e

15、 m d u e t o process/clearance66%M2VPossible shorted laminations /turns in stator60%Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China Dr. Gao jinji Beijing Unive

16、rsity of Chemical Technology, China 探求好的診斷方法至少要研究以下兩方面內(nèi)容。探求好的診斷方法至少要研究以下兩方面內(nèi)容。1)故障信息的提取和分析故障信息的提取和分析常用的提取分析方法：常用的提取分析方法：趨勢分析法趨勢分析法類比分析法類比分析法時序分析法時序分析法故障樹分析法故障樹分析法概率統(tǒng)計法概率統(tǒng)計法綜合法綜合法黑箱法黑箱法數(shù)據(jù)融合數(shù)據(jù)融合神經(jīng)網(wǎng)絡神經(jīng)網(wǎng)絡故障機理研究故障機理研究數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)挖掘Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China Dr. Gao jinji Bei

17、jing University of Chemical Technology, China 2) 推理方法推理方法 常用的主要有兩種方法常用的主要有兩種方法 IF a and b or c , THEN. 例如，旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)子不平衡推理過程為：例如，旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)子不平衡推理過程為：如果如果1 1倍頻高倍頻高如果如果 波形為正炫波波形為正炫波如果如果 轉(zhuǎn)子兩端振動差別小轉(zhuǎn)子兩端振動差別小如果如果 振幅隨轉(zhuǎn)速升高增大或振幅隨轉(zhuǎn)速下降減少振幅隨轉(zhuǎn)速升高增大或振幅隨轉(zhuǎn)速下降減少如果如果 相位穩(wěn)定相位穩(wěn)定則則 轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡。 模糊或灰色理論：推斷出故障原因的隸屬度和關(guān)聯(lián)度模糊或灰色理論：推斷出故障原

18、因的隸屬度和關(guān)聯(lián)度 均均用百分數(shù)表示用百分數(shù)表示 然而：最終驗證的結(jié)果要么為然而：最終驗證的結(jié)果要么為“是！是！”，要么為，要么為“不是！不是！” 4.4.基于黑灰白集合篩選法的機械振動基于黑灰白集合篩選法的機械振動 故障診斷專家系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng) 旋轉(zhuǎn)機械故障診斷系統(tǒng)總體框架，實際上是旋轉(zhuǎn)機械故障診斷系統(tǒng)總體框架，實際上是一種故障樹結(jié)構(gòu)。一種故障樹結(jié)構(gòu)。 其診斷過程是以人機對話形式，逐層用判其診斷過程是以人機對話形式，逐層用判據(jù)進行黑據(jù)進行黑灰灰白集合篩選法來完成的。白集合篩選法來完成的。Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Techno

19、logy, China Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China 黑灰白集合矩陣篩選法黑灰白集合矩陣篩選法Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China Sn nCn nG1 1 是否是否S1S1 c1c1 不清楚不清楚Rn nG2 2W2 2 R2 2C2 2S2 2B1 ,s11 ,s1 c1c1W1 ,S

20、11 ,S1 c1c1R1 1S 1 1 R0R0C1 1B2 2Bn nWn nGn n圖圖3 3 黑灰白集合篩選方法圖黑灰白集合篩選方法圖表表1 1黑灰白集合篩選方過程黑灰白集合篩選方過程Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China 對某種故障原因?qū)δ撤N故障原因R R，可能有三種征兆，可能有三種征兆 肯定征兆肯定征兆 一次或二一次或二 保留保留可能征兆可能征兆 次因獲得次因獲得 否定征兆

21、否定征兆 排除排除 滿意結(jié)果滿意結(jié)果 Reason R1 R2 RnCriterion sign B G W B G W B G WC1 S1 0 0 1 0 1 0 0 0 1C2 S2 0 1 0 0 0 1 1 0 0Cm Sm 0 0 1 1 0 0Result 1 0 0關(guān)鍵在于找出能將故障原因分類的識別特性即判據(jù)關(guān)鍵在于找出能將故障原因分類的識別特性即判據(jù)(C) !(C) ! 該專家系統(tǒng)由該專家系統(tǒng)由6 6個層次組成：個層次組成： I: I: 機器類型及測試方式機器類型及測試方式 機器類型機器類型: : 輸入主機和驅(qū)動機名稱、聯(lián)機方式輸入主機和驅(qū)動機名稱、聯(lián)機方式 、密封形式、測試

22、傳感器配置等。、密封形式、測試傳感器配置等。 矩陣判別法矩陣判別法 程序判據(jù)取舍程序判據(jù)取舍 II: II: 初步診斷和精確診斷初步診斷和精確診斷 初步診斷初步診斷是按振動趨勢及其是按振動趨勢及其隨轉(zhuǎn)速、負荷等變化規(guī)律來初隨轉(zhuǎn)速、負荷等變化規(guī)律來初步判別，一般難以得出一、二種可能的故障原因。步判別，一般難以得出一、二種可能的故障原因。 精確診斷精確診斷用于頻譜分析等信號處理和分析。用于頻譜分析等信號處理和分析。Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China Dr. Gao jinji Beijing Universi

23、ty of Chemical Technology, China 選擇機器類型及測試方法選擇機器類型及測試方法 初步診斷初步診斷按振動趨勢及其隨轉(zhuǎn)速負荷變化等判別（得按振動趨勢及其隨轉(zhuǎn)速負荷變化等判別（得出大致原因一般難以精確到一兩種原因）出大致原因一般難以精確到一兩種原因） 精確診斷精確診斷（按振動信號分析進行判別（按振動信號分析進行判別）主導頻率主導頻率主導頻率主導頻率主導頻率主導頻率 原因類別原因類別一次因一次因一次因一次因二次因二次因.預防和治愈預防和治愈開開 始始 原因類別原因類別原因類別原因類別圖圖4 4 基于黑灰白集合篩選法的旋轉(zhuǎn)機械故障診斷專家系統(tǒng)總體框架基于黑灰白集合篩選法的

24、旋轉(zhuǎn)機械故障診斷專家系統(tǒng)總體框架 III:III:由主導征兆頻率確定故障原因類別由主導征兆頻率確定故障原因類別 用判據(jù)篩選出一類或幾類故障類別，排除其余類。用判據(jù)篩選出一類或幾類故障類別，排除其余類。 可以根據(jù)表可以根據(jù)表3 3進行判斷，如所測得征兆為精確進行判斷，如所測得征兆為精確1/21/2分頻振動，則故障分頻振動，則故障原因的類別只可能是支承系統(tǒng)、磨碰、流體動力和共振四類故障，可以原因的類別只可能是支承系統(tǒng)、磨碰、流體動力和共振四類故障，可以排除其余六類故障原因。排除其余六類故障原因。 Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Techno

25、logy, China Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China 故障類別故障類別精確分頻、同頻和倍頻振動精確分頻、同頻和倍頻振動非精確分頻、同頻和倍頻振動非精確分頻、同頻和倍頻振動故障主導故障主導頻率特征頻率特征（1/21/n1/21/n）分頻）分頻（精確（精確1 1倍）倍）同頻同頻（2n2n）倍頻倍頻一般亞異步一般亞異步分頻滯后分頻滯后同頻滯后同頻滯后倍頻滯倍頻滯后后故障特征故障特征轉(zhuǎn) 子 自 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 子 自 轉(zhuǎn)（2n2n）周）周發(fā) 生 一 次發(fā) 生 一 次渦動渦動轉(zhuǎn) 子 自 轉(zhuǎn) 一轉(zhuǎn) 子 自 轉(zhuǎn) 一周 發(fā)

26、生 一 次周 發(fā) 生 一 次振動振動轉(zhuǎn) 子 自轉(zhuǎn) 子 自轉(zhuǎn) 一 周轉(zhuǎn) 一 周振 動 （振 動 （2n2n）振動頻率小振動頻率小于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動頻率但無規(guī)頻率但無規(guī)律，有的為律，有的為第一臨界第一臨界振動頻率振動頻率總是略低總是略低于分頻于分頻振 動 頻 率振 動 頻 率總 是 略 低總 是 略 低于同頻于同頻振 動 頻振 動 頻率 總 是率 總 是略 低 于略 低 于倍頻倍頻 轉(zhuǎn)子、定子偏心引起流體激振轉(zhuǎn)子、定子偏心引起流體激振故障機理故障機理在 非 線 性在 非 線 性系 統(tǒng) 中 激系 統(tǒng) 中 激勵 出 的 切勵 出 的 切向 力 使 轉(zhuǎn)向 力 使 轉(zhuǎn)子 產(chǎn) 生 渦子 產(chǎn) 生 渦動動離

27、心 力 引 起離 心 力 引 起的 旋 轉(zhuǎn) 矢 量的 旋 轉(zhuǎn) 矢 量激 振 力 過 大激 振 力 過 大或 是 每 轉(zhuǎn) 一或 是 每 轉(zhuǎn) 一周 產(chǎn) 生 一 次周 產(chǎn) 生 一 次交變力交變力轉(zhuǎn) 子 自轉(zhuǎn) 子 自轉(zhuǎn) 一 周轉(zhuǎn) 一 周受（受（2n2n） 交 變） 交 變力力轉(zhuǎn)子內(nèi)磨擦轉(zhuǎn)子內(nèi)磨擦或轉(zhuǎn)子內(nèi)部或轉(zhuǎn)子內(nèi)部積液積液流體激振流體激振油膜渦動油膜渦動，油膜振，油膜振蕩蕩轉(zhuǎn) 子 的 部轉(zhuǎn) 子 的 部件 松 動 、件 松 動 、旋轉(zhuǎn)失速旋轉(zhuǎn)失速滑 差 引滑 差 引起起故障直接故障直接原因類別原因類別支 承 系 統(tǒng)支 承 系 統(tǒng)、 摩 碰 、 摩 碰 、流 體 動 力流 體 動 力、共振、共振轉(zhuǎn)子自身、

28、軸系（預負荷轉(zhuǎn)子自身、軸系（預負荷）、支承系統(tǒng)、電磁力、）、支承系統(tǒng)、電磁力、摩碰、流體動力、臨界轉(zhuǎn)摩碰、流體動力、臨界轉(zhuǎn)速（僅同頻、共振、部件速（僅同頻、共振、部件、其他）、其他）轉(zhuǎn)子自身、轉(zhuǎn)子自身、流體動力流體動力支承系統(tǒng)支承系統(tǒng)、流體動、流體動力力轉(zhuǎn) 子 自 身轉(zhuǎn) 子 自 身、 流 體 動、 流 體 動力力部件部件表表3 3 旋轉(zhuǎn)機械振動故障主導頻率及故障原因?qū)硇D(zhuǎn)機械振動故障主導頻率及故障原因?qū)?IV:IV:由諸故障原因類中確定一類由諸故障原因類中確定一類 同一主導頻率可能有幾種至十種故障原因類，如同頻振動就有可能有十同一主導頻率可能有幾種至十種故障原因類，如同頻振動就有可能有

29、十類故障原因，由規(guī)則來判別其可能的故障類。類故障原因，由規(guī)則來判別其可能的故障類。:由故障原因類確定故障一次原因由故障原因類確定故障一次原因 為了確定故障一次原因到底是哪一類，進而查明是該類中的哪一種或幾為了確定故障一次原因到底是哪一類，進而查明是該類中的哪一種或幾種原因，還需要研究出更多的識別特征或稱判據(jù)。種原因，還需要研究出更多的識別特征或稱判據(jù)。Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, Chi

30、na 例如例如可采用如下多種途徑尋求多判據(jù)：可采用如下多種途徑尋求多判據(jù)： 振動方向；振動方向； 振動穩(wěn)定性；振動穩(wěn)定性； 振動相位特性；振動相位特性； 轉(zhuǎn)子軌跡；轉(zhuǎn)子軌跡； 振動隨轉(zhuǎn)速的變化；振動隨轉(zhuǎn)速的變化； 振動隨油溫的變化；振動隨油溫的變化； 振動隨負荷的變化；振動隨負荷的變化； 與其它振動的區(qū)別方法。與其它振動的區(qū)別方法。 Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China VI:VI:

31、由故障一次原因查找故障二次原因由故障一次原因查找故障二次原因 由于采用了科學的判據(jù)和黑由于采用了科學的判據(jù)和黑灰灰白集合篩選法，逐步地排除不可能原白集合篩選法，逐步地排除不可能原因，得出真正的原因和個別暫時難以排除的原因。由得出的故障一次原因因，得出真正的原因和個別暫時難以排除的原因。由得出的故障一次原因可以查得引起這些一次原因的故障二次原因，諸如設計制造、安裝維修、可以查得引起這些一次原因的故障二次原因，諸如設計制造、安裝維修、運行操作、機器劣化等問題及防治對策，可以較好地指導工程實踐運行操作、機器劣化等問題及防治對策，可以較好地指導工程實踐 。 Dr. Gao jinji Beijing

32、University of Chemical Technology, China Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China 基于上述的黑灰白集合篩選法，旋轉(zhuǎn)機械的基于上述的黑灰白集合篩選法，旋轉(zhuǎn)機械的FDES（Fault Diagnosis Expert System）已經(jīng)程序化已經(jīng)程序化. . ZZB-1 vibration Diagnosis Engineering Software (Under the auspices of China Association of Plant Engineering

33、(CAPE).識別識別1010類類5656種機械故障并給出最終的原因；種機械故障并給出最終的原因；人機對話；人機對話；獨特的知識規(guī)則和推理模式獨特的知識規(guī)則和推理模式; ;已在國內(nèi)已在國內(nèi)2020多家大中型企業(yè)中應用；多家大中型企業(yè)中應用；取得實效取得實效; ; 作為作為FDESFDES應用實例表應用實例表4 4列出了工程上一個實際故障的診斷推理過程。列出了工程上一個實際故障的診斷推理過程。 Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China Dr. Gao jinji Beijing University of Che

34、mical Technology, China 目標故障：徑向軸承間隙過大目標故障：徑向軸承間隙過大 機 組 參 數(shù) 一、機器類型 L、離心式壓縮機 F、風機R、燃氣輪機B、離心泵類Z、軸流式或軸流 +離心式壓縮機 二、驅(qū)動機 D、電動機C、電動機附齒輪箱G、工業(yè)汽輪機Q、其他 三、聯(lián)接形式 C、齒形聯(lián)軸節(jié)T、彈性聯(lián)軸節(jié)P、皮帶傳動X、懸臂式結(jié)構(gòu)Q、其他 四、軸承形式 K、可傾瓦滑動軸承B、園瓣式滑動軸承G、滾動軸承 五、轉(zhuǎn)子形式 J、實心金屬軸K、可進液體中空轉(zhuǎn)子Q、其他 六、密封形式 M、迷宮式密封F、浮環(huán)式密封O、油封Q、其他 七、工作轉(zhuǎn)速 D、轉(zhuǎn)速低于第一臨界Z、轉(zhuǎn)速在一、二臨界之間G

35、、轉(zhuǎn)速高于第二臨界 八、測試方式 D、位移探頭V、速度探頭A、加速度探頭W、-雙向位移探頭K、有鍵相信號初 步診 斷 1、 N 振動值是否穩(wěn)定 6、 Y 振動值是否隨負荷明顯變化 2、 C 振動值是否有突變（較長時間觀測） 7、N 機器軸向振動是否明顯 3、 C 振動值是否隨轉(zhuǎn)速變化而變化 8、N 如切斷電機（驅(qū)動機）電源振動是否突然變小 4、 Y 振動值是否隨轉(zhuǎn)速變化而突變 9、N 臨近設備開停及大幅度變速對振動值有否影響 （大范圍內(nèi)如起停機） 10、N 機器出口壓力波動 5、 Y 振動值是否隨潤滑油油溫變化而明顯變化 11、 N 在機殼上測振動有明顯方向性精 確診 斷JZG2 振動主導頻率

36、為精確分頻或此分量增長顯著JFG1、N 隨機器轉(zhuǎn)速變化振動值突然變小 5、N 失穩(wěn)時為第一臨界轉(zhuǎn)速2、N 振動值為精確分頻且為倍數(shù)多峰值 6、C 振動有時突變伴隨相位、軌跡、軸 3、Y 振動值對潤滑油溫變化敏感 心位置突變4、C 機器負荷變化對振動值有影響 7、Y 振動為反進動，常為8字或香蕉形軌跡 8、N 振動為正向渦動，軌跡雜亂JT3G1、N 在軸承箱上測振動有明顯方向性2、C 潤滑油溫降低振動可能明顯下降3、C 振動可能有突變，轉(zhuǎn)子軌跡有時從橢圓變成8字香蕉形表表4 4 設備故障的診斷推理過程實例設備故障的診斷推理過程實例 5. 5. 結(jié)論結(jié)論（1 1）故障診斷在現(xiàn)代維修工程中將發(fā)揮越來

37、越）故障診斷在現(xiàn)代維修工程中將發(fā)揮越來越關(guān)鍵的作用。關(guān)鍵的作用。 （2 2） 黑黑灰灰白集合篩選法是一種用于編制專家白集合篩選法是一種用于編制專家系統(tǒng)的新的推理方法，不同于系統(tǒng)的新的推理方法，不同于IFIF、THENTHEN和模糊診和模糊診斷方法。此方法的關(guān)鍵在于在故障機理研究基礎(chǔ)斷方法。此方法的關(guān)鍵在于在故障機理研究基礎(chǔ)上獲取判據(jù)。上獲取判據(jù)。 Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China

38、 （3 3）黑）黑灰灰白集合篩選法應用計算機程序矩陣白集合篩選法應用計算機程序矩陣判別，不易漏掉可能原因，又妥善處理了一些判別，不易漏掉可能原因，又妥善處理了一些難以確認（灰色）的工程實際問題。難以確認（灰色）的工程實際問題。 （4 4）采用黑）采用黑灰灰白集合篩選法編制的機械故障白集合篩選法編制的機械故障診斷專家系統(tǒng)在工程上應用取得滿意結(jié)果。診斷專家系統(tǒng)在工程上應用取得滿意結(jié)果。Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical Technology, China Dr. Gao jinji Beijing University of Chemical

39、Technology, China 5、過程裝備故障自愈工程過程裝備故障自愈工程 5.1 過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào) 控 5.2 故障自愈調(diào)控研究的內(nèi)容 5.3 典型實驗及工程應用探討 設備診斷與故障自愈工程主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：一、引言一、引言 二、過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控二、過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控 三、故障自愈調(diào)控研究的主要內(nèi)容及方法三、故障自愈調(diào)控研究的主要內(nèi)容及方法 四、典型故障自愈調(diào)控技術(shù)實驗及工程應用研究四、典型故障自愈調(diào)控技術(shù)實驗及工程應用研究 五、結(jié)論五、結(jié)論一、引言 狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)，開始改變了傳統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)，開始改變了傳統(tǒng)的的事后維修事后維修

40、(BM(BM：Breakdown Maintenance)Breakdown Maintenance)、定、定期計劃檢修（期計劃檢修（TBMTBM：Time Based MaintenanceTime Based Maintenance），逐步實施，逐步實施預知維修（預知維修（PdMPdM：Predictive Predictive MaintenanceMaintenance）和智能維護（）和智能維護（Intellgent Intellgent MaintenanceMaintenance），應用信息技術(shù)和知識工程去指，應用信息技術(shù)和知識工程去指導人們何時停機檢修，指明故障的可能原因和要導人

41、們何時停機檢修，指明故障的可能原因和要維修的部位。維修的部位。 為了防止故障蘊成機毀人亡的惡性事故，在為了防止故障蘊成機毀人亡的惡性事故，在石化、冶金、電力等流程工業(yè)，許多重要裝備都石化、冶金、電力等流程工業(yè)，許多重要裝備都設有設有停車連鎖或緊急停車系統(tǒng)（停車連鎖或緊急停車系統(tǒng)（ESD: ESD: Emergency Shut DownEmergency Shut Down）。 共同特點就是必須停機后由人去修復機器和共同特點就是必須停機后由人去修復機器和重新啟動裝備使其恢復正常。這可能是因為裝備重新啟動裝備使其恢復正常。這可能是因為裝備是非生命的人工裝置與有生命的自組織如人和動是非生命的人工裝

42、置與有生命的自組織如人和動物不同，依賴人是必須的。物不同，依賴人是必須的。 在系統(tǒng)論（在系統(tǒng)論（SystemicsSystemics）指導下，移植現(xiàn)代）指導下，移植現(xiàn)代醫(yī)學醫(yī)學“自主調(diào)理自主調(diào)理”治療原理，本文研究以故障預治療原理，本文研究以故障預防和自愈為目標的過程裝備自主調(diào)控原理。探討防和自愈為目標的過程裝備自主調(diào)控原理。探討改變裝備完全靠人去改變裝備完全靠人去“治愈治愈”的傳統(tǒng)維修方式，的傳統(tǒng)維修方式，應用狀態(tài)監(jiān)測診斷技術(shù)、人工智能技術(shù)、主動控應用狀態(tài)監(jiān)測診斷技術(shù)、人工智能技術(shù)、主動控制技術(shù)、信息和計算機技術(shù)等，在裝備發(fā)生故障制技術(shù)、信息和計算機技術(shù)等，在裝備發(fā)生故障之前，實現(xiàn)故障之前，

43、實現(xiàn)故障“自愈自愈”的可能性。的可能性。二、過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控 大多數(shù)故障發(fā)生漸進的，而相互作用是故大多數(shù)故障發(fā)生漸進的，而相互作用是故障的終極原因。在故障形成過程中可能有若干障的終極原因。在故障形成過程中可能有若干因果關(guān)系，其最初始原因，往往是由于工藝、因果關(guān)系，其最初始原因，往往是由于工藝、環(huán)境或輸入條件變化或操作不當引起的，如果環(huán)境或輸入條件變化或操作不當引起的，如果早期發(fā)現(xiàn)，及時采取恰當?shù)拇胧┦峭耆梢苑涝缙诎l(fā)現(xiàn)，及時采取恰當?shù)拇胧┦峭耆梢苑乐沟?。但對大量的由儀表或止的。但對大量的由儀表或DCSDCS測得的數(shù)據(jù)，測得的數(shù)據(jù)，操作人員難以及時發(fā)

44、現(xiàn)產(chǎn)生故障的最初始原因操作人員難以及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生故障的最初始原因，錯過了調(diào)控的時機，導致設備故障和事故。，錯過了調(diào)控的時機，導致設備故障和事故。 過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控 如石化行業(yè)常用的關(guān)鍵設備離心分離機經(jīng)常發(fā)生如石化行業(yè)常用的關(guān)鍵設備離心分離機經(jīng)常發(fā)生軸承、密封等損壞嚴重事故軸承、密封等損壞嚴重事故, ,其原因往往是由于內(nèi)轉(zhuǎn)其原因往往是由于內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)鼓的強烈振動，而振動的原因又是由固、液子和外轉(zhuǎn)鼓的強烈振動，而振動的原因又是由固、液物料分布不勻或堵塞造成動不平衡引起的。一般情況物料分布不勻或堵塞造成動不平衡引起的。一般情況，從轉(zhuǎn)鼓開始不平衡到產(chǎn)生振動、再

45、到機器損壞是有，從轉(zhuǎn)鼓開始不平衡到產(chǎn)生振動、再到機器損壞是有一段時間的，如果實時監(jiān)測機器的扭矩、電機電流，一段時間的，如果實時監(jiān)測機器的扭矩、電機電流，并對其振動頻譜、相位進行分析可以早期發(fā)現(xiàn)這一故并對其振動頻譜、相位進行分析可以早期發(fā)現(xiàn)這一故障，采取暫停進料和沖洗等措施是可以將這一故障在障，采取暫停進料和沖洗等措施是可以將這一故障在初始階段就消除的。初始階段就消除的。 又如，大型工業(yè)爐經(jīng)常發(fā)生爐管結(jié)焦甚至又如，大型工業(yè)爐經(jīng)常發(fā)生爐管結(jié)焦甚至爐管燒損事故，其原因常常是因為進料泵異常爐管燒損事故，其原因常常是因為進料泵異常，造成流量不足，而供加熱爐的燃料油沒及時，造成流量不足，而供加熱爐的燃料油

46、沒及時調(diào)整仍保持原量，多余部分轉(zhuǎn)化為有害能量使調(diào)整仍保持原量，多余部分轉(zhuǎn)化為有害能量使爐管過熱，造成事故。類似的實例在工廠里經(jīng)爐管過熱，造成事故。類似的實例在工廠里經(jīng)常可見，故障和事故造成的生產(chǎn)損失驚人。?？梢姡收虾褪鹿试斐傻纳a(chǎn)損失驚人。 過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控 其根本的原因還是傳統(tǒng)的設計方法有問題其根本的原因還是傳統(tǒng)的設計方法有問題，即使國際上最先進的石化裝備，設計時工藝，即使國際上最先進的石化裝備，設計時工藝、設備、儀表控制、電氣、計算機等都是以各、設備、儀表控制、電氣、計算機等都是以各專業(yè)為主單獨設計、互相交叉提供邊界條件，專業(yè)為主單獨設計、互相

47、交叉提供邊界條件，由各專業(yè)分別完成后組成一個復雜系統(tǒng)。但是由各專業(yè)分別完成后組成一個復雜系統(tǒng)。但是, , 工程實踐表明，這種方法無法適應現(xiàn)代工業(yè)工程實踐表明，這種方法無法適應現(xiàn)代工業(yè)的復雜系統(tǒng)的要求。的復雜系統(tǒng)的要求。 過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控 現(xiàn)代系統(tǒng)論告訴我們，整體具有的特性并現(xiàn)代系統(tǒng)論告訴我們，整體具有的特性并不存在于分離的部分之中，統(tǒng)一體要比它的各不存在于分離的部分之中，統(tǒng)一體要比它的各個部分的簡單集合包含更多的東西。上述方法個部分的簡單集合包含更多的東西。上述方法不是取決于裝備本身，而是由于人的局限性對不是取決于裝備本身，而是由于人的局限性對總體各

48、部分之間互相依賴、互相協(xié)調(diào)、互相關(guān)總體各部分之間互相依賴、互相協(xié)調(diào)、互相關(guān)聯(lián)統(tǒng)籌研究甚少，實際上形成了許多聯(lián)統(tǒng)籌研究甚少，實際上形成了許多“專業(yè)壁專業(yè)壁壘壘”，這是長期以來，這是長期以來“還原論還原論”研究方法的產(chǎn)研究方法的產(chǎn)物物。過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控 現(xiàn)代系統(tǒng)論揭示了生命系統(tǒng)與非生命系統(tǒng)現(xiàn)代系統(tǒng)論揭示了生命系統(tǒng)與非生命系統(tǒng)之間的內(nèi)在聯(lián)系，指出了兩類系統(tǒng)之間并沒有之間的內(nèi)在聯(lián)系，指出了兩類系統(tǒng)之間并沒有嚴格的界線。人類本身與其創(chuàng)造的裝備在本質(zhì)嚴格的界線。人類本身與其創(chuàng)造的裝備在本質(zhì)上是有共性的，在與疾病和與故障作斗爭的方上是有共性的，在與疾病和與故障作斗

49、爭的方面也有許多相同之處。面也有許多相同之處。過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控 現(xiàn)代醫(yī)學認為現(xiàn)代醫(yī)學認為“自主調(diào)理是治療學的第一自主調(diào)理是治療學的第一原理原理”，人的疾病可以，人的疾病可以“自愈自愈”，也可以，也可以“治治愈愈”，而迄今為止裝備的故障幾乎全部是靠人，而迄今為止裝備的故障幾乎全部是靠人來修復即來修復即“治愈治愈”的?，F(xiàn)代醫(yī)學已經(jīng)向修理機的。現(xiàn)代醫(yī)學已經(jīng)向修理機器學習，更換人的心臟、腎等零部件了，工程器學習，更換人的心臟、腎等零部件了，工程上也應借鑒移植現(xiàn)代醫(yī)學的上也應借鑒移植現(xiàn)代醫(yī)學的“自主調(diào)理自主調(diào)理”治療治療原理，實現(xiàn)故障在裝備運行中的原理，實現(xiàn)故

50、障在裝備運行中的“自愈自愈”。 過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控 近年來，國內(nèi)外學術(shù)界對裝備的故障自愈近年來，國內(nèi)外學術(shù)界對裝備的故障自愈問題已開展了一些研究工作，如美國問題已開展了一些研究工作，如美國MichiganMichigan大學研究旋轉(zhuǎn)機械主動平衡和振動控制，美國大學研究旋轉(zhuǎn)機械主動平衡和振動控制，美國LORDLORD公司開發(fā)出的自動平衡器（公司開發(fā)出的自動平衡器（Auto-Auto-balancerbalancer），國內(nèi)浙江大學研究的旋轉(zhuǎn)機械失），國內(nèi)浙江大學研究的旋轉(zhuǎn)機械失穩(wěn)，不平衡和不對中的在線消除等。但絕大多穩(wěn)，不平衡和不對中的在線消除等。但絕大

51、多數(shù)研究還是局限于機械工程專業(yè)自身的范圍。數(shù)研究還是局限于機械工程專業(yè)自身的范圍。 過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控 本項目研究是將過程裝備當作一個復雜系統(tǒng)，即本項目研究是將過程裝備當作一個復雜系統(tǒng)，即由相互作用和相互依賴的若干零部件、儀表、管路由相互作用和相互依賴的若干零部件、儀表、管路、閥門、控制器和執(zhí)行器組合的有能量、物質(zhì)、信、閥門、控制器和執(zhí)行器組合的有能量、物質(zhì)、信息輸入和輸出的具有特定功能的有機整體進行研究息輸入和輸出的具有特定功能的有機整體進行研究。本文以系統(tǒng)論為指導，應用系統(tǒng)的聯(lián)系性原理，。本文以系統(tǒng)論為指導，應用系統(tǒng)的聯(lián)系性原理，研究由監(jiān)測系統(tǒng)早期

52、發(fā)現(xiàn)機械故障征兆，診斷出產(chǎn)研究由監(jiān)測系統(tǒng)早期發(fā)現(xiàn)機械故障征兆，診斷出產(chǎn)生故障征兆的原因，并探明系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用，生故障征兆的原因，并探明系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用，分析因果鏈，查出最初始的原因，采取智能決策，分析因果鏈，查出最初始的原因，采取智能決策，在運行中靠系統(tǒng)自身主動調(diào)節(jié)控制措施將故障抑制在運行中靠系統(tǒng)自身主動調(diào)節(jié)控制措施將故障抑制在萌芽之中。在萌芽之中。 過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控 裝備故障自愈的方式裝備故障自愈的方式1 1 機器零部件損傷的探測與自修復，如止推軸承機器零部件損傷的探測與自修復，如止推軸承 的自修復的自修復2 2 轉(zhuǎn)動部件的自動平衡，如轉(zhuǎn)動部

53、件的自動平衡，如AutobalancerAutobalancer3 3 機器內(nèi)部的自清潔機器內(nèi)部的自清潔, , 如離心機的主動沖洗如離心機的主動沖洗4 4 對環(huán)境變化的自適應，如潤滑油溫的自動調(diào)控對環(huán)境變化的自適應，如潤滑油溫的自動調(diào)控5 5 對輸入輸出條件變化的自適應，如防喘振系統(tǒng)對輸入輸出條件變化的自適應，如防喘振系統(tǒng)6 6 熱后備系統(tǒng)的智能切換，如去氣動三位兩通切熱后備系統(tǒng)的智能切換，如去氣動三位兩通切 換閥換閥 過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控 為達到自愈的調(diào)控方法可以是多種多樣的，如上為達到自愈的調(diào)控方法可以是多種多樣的，如上述工藝沖洗的方法消除動不平衡、

54、采用智能診斷切述工藝沖洗的方法消除動不平衡、采用智能診斷切換熱后備（換熱后備（hot backuphot backup）設備或系統(tǒng)、注入適量水）設備或系統(tǒng)、注入適量水降低被壓縮氣體溫度以防止壓縮機轉(zhuǎn)子結(jié)焦、注入降低被壓縮氣體溫度以防止壓縮機轉(zhuǎn)子結(jié)焦、注入改性改性- -修復劑來修復柱塞泵已磨損的摩擦副等等。對修復劑來修復柱塞泵已磨損的摩擦副等等。對于裝備故障的早期智能診斷和運行中故障的預防和于裝備故障的早期智能診斷和運行中故障的預防和消除對策，國內(nèi)外學術(shù)界已經(jīng)進行了許多研究工作消除對策，國內(nèi)外學術(shù)界已經(jīng)進行了許多研究工作，但將兩者結(jié)合為一體研究機、電、儀和工藝復雜，但將兩者結(jié)合為一體研究機、電、

55、儀和工藝復雜系統(tǒng)運行中的故障自愈調(diào)控原理至今尚未見報道。系統(tǒng)運行中的故障自愈調(diào)控原理至今尚未見報道。 過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控 故障自愈調(diào)控原理的研究為開發(fā)置于故障自愈調(diào)控原理的研究為開發(fā)置于ESDESD前的故障自愈調(diào)控系統(tǒng)前的故障自愈調(diào)控系統(tǒng)FSRFSR（Fault Self-recovering regulatorFault Self-recovering regulator）提供了技術(shù)依據(jù)，）提供了技術(shù)依據(jù)， FSRFSR不停機不停機故障自愈與故障自愈與ESDESD停機檢修功能對比如圖停機檢修功能對比如圖1 1 所示。應用這一原理可以改進所示。應用這一

56、原理可以改進傳統(tǒng)設計方法，在設計階段就統(tǒng)籌考慮過程裝備復雜系統(tǒng)的智能監(jiān)控一傳統(tǒng)設計方法，在設計階段就統(tǒng)籌考慮過程裝備復雜系統(tǒng)的智能監(jiān)控一體化，使其具備早期故障智能診斷和自愈調(diào)控功能。這樣可使未來的過體化，使其具備早期故障智能診斷和自愈調(diào)控功能。這樣可使未來的過程裝備減小依賴人的程度，使維修的責任從裝備的使用方轉(zhuǎn)移到裝備的程裝備減小依賴人的程度，使維修的責任從裝備的使用方轉(zhuǎn)移到裝備的設計制造方。這會迫使后者改進傳統(tǒng)的設計方法，研制出具有故障自愈設計制造方。這會迫使后者改進傳統(tǒng)的設計方法，研制出具有故障自愈調(diào)控功能的、無故障、少故障或免維修、少維修的新一代過程裝備。調(diào)控功能的、無故障、少故障或免維

57、修、少維修的新一代過程裝備。 過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控過程裝備復雜系統(tǒng)的故障自愈調(diào)控 研究以故障預防和自愈為目標的過程裝備復雜系統(tǒng)自主研究以故障預防和自愈為目標的過程裝備復雜系統(tǒng)自主調(diào)控原理和方法，要解決的關(guān)鍵問題，其一是過程裝備復調(diào)控原理和方法，要解決的關(guān)鍵問題，其一是過程裝備復雜系統(tǒng)早期故障初始原因的探查，含弱信息特征參量提取雜系統(tǒng)早期故障初始原因的探查，含弱信息特征參量提取識別以及復雜系統(tǒng)因果鏈的分析，早期發(fā)現(xiàn)故障并查明導識別以及復雜系統(tǒng)因果鏈的分析，早期發(fā)現(xiàn)故障并查明導致故障發(fā)生的初始原因，這是故障自愈調(diào)控的前提；其二致故障發(fā)生的初始原因，這是故障自愈調(diào)控的前提；其二是以故障預防

58、和自愈為目標的自主調(diào)控方法及其關(guān)聯(lián)性，是以故障預防和自愈為目標的自主調(diào)控方法及其關(guān)聯(lián)性，為抑制故障的自主調(diào)控方法及其對復雜系統(tǒng)內(nèi)部及上層次為抑制故障的自主調(diào)控方法及其對復雜系統(tǒng)內(nèi)部及上層次更大系統(tǒng)多模型的關(guān)聯(lián)，以及如何確保過程裝備自身系統(tǒng)更大系統(tǒng)多模型的關(guān)聯(lián)，以及如何確保過程裝備自身系統(tǒng)和其所在的大系統(tǒng)均進入穩(wěn)定的有序狀態(tài)，是故障自愈調(diào)和其所在的大系統(tǒng)均進入穩(wěn)定的有序狀態(tài)，是故障自愈調(diào)控的難點?？氐碾y點。 三、三、故障自愈調(diào)控研究的主要內(nèi)容及方法故障自愈調(diào)控研究的主要內(nèi)容及方法 3 31 1 過程裝備復雜系統(tǒng)早期故障初始原因探過程裝備復雜系統(tǒng)早期故障初始原因探測測3 32 2 過程裝備復雜系統(tǒng)

59、故障自愈調(diào)控的方法過程裝備復雜系統(tǒng)故障自愈調(diào)控的方法及其關(guān)及其關(guān) 聯(lián)性聯(lián)性 3 33 3 故障自愈調(diào)控典型方法的實驗驗證故障自愈調(diào)控典型方法的實驗驗證 三、故障自愈調(diào)控研究的主要內(nèi)容及方法三、故障自愈調(diào)控研究的主要內(nèi)容及方法 據(jù)系統(tǒng)論的據(jù)系統(tǒng)論的“非加和原理非加和原理”，不僅研究故障征兆信息與故障原因的，不僅研究故障征兆信息與故障原因的對應關(guān)系，而且把裝備看作多層次、非線性的復雜整體進行研究。建立對應關(guān)系，而且把裝備看作多層次、非線性的復雜整體進行研究。建立多維、多參數(shù)、非線性復雜系統(tǒng)模型。深入研究系統(tǒng)內(nèi)部各組成部分、多維、多參數(shù)、非線性復雜系統(tǒng)模型。深入研究系統(tǒng)內(nèi)部各組成部分、系統(tǒng)與環(huán)境以及

60、輸入和輸出物質(zhì)、能量、信息之間的相互作用、相互依系統(tǒng)與環(huán)境以及輸入和輸出物質(zhì)、能量、信息之間的相互作用、相互依賴關(guān)系；研究系統(tǒng)從穩(wěn)定的有序狀態(tài)變成無序狀態(tài)的過程、特點和規(guī)律賴關(guān)系；研究系統(tǒng)從穩(wěn)定的有序狀態(tài)變成無序狀態(tài)的過程、特點和規(guī)律；研究高層次的有序與低層次混沌的辯證關(guān)系。打破工藝、設備、儀表；研究高層次的有序與低層次混沌的辯證關(guān)系。打破工藝、設備、儀表自控、電氣等專業(yè)壁壘，重點研究其相互作用、相互影響，找出故障形自控、電氣等專業(yè)壁壘，重點研究其相互作用、相互影響，找出故障形成過程、發(fā)展和防治規(guī)律，特別是故障萌芽時的特征。成過程、發(fā)展和防治規(guī)律，特別是故障萌芽時的特征。 3 31 1 過程裝