摘要：為了解決某裝置故障診斷的難題，提出了一種基于PC104總線的便攜式故障診斷裝置的設(shè)計(jì)方案。分析了采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的硬件，介紹了利用多媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)的專家系統(tǒng)。該裝置也可為其它大型機(jī)電設(shè)備進(jìn)行故障診斷提供參考。

關(guān)鍵詞：故障診斷專家系統(tǒng)

某裝置是集機(jī)、電、液一體化的大型復(fù)雜設(shè)備。該設(shè)備由計(jì)算機(jī)通過繼電器控制電磁閥的閉合，進(jìn)而控制液壓系統(tǒng)，完成裝置的調(diào)平、起豎、回收等功能；由溫控系統(tǒng)控制發(fā)射筒內(nèi)部溫度，使其保持在一定范圍內(nèi)。整個系統(tǒng)邏輯關(guān)系復(fù)雜，信號路數(shù)繁多，使用中一旦出現(xiàn)故障，對其故障的定位和排隊(duì)都十分困難。針對這種情況，研制了該設(shè)備的故障診斷裝置，實(shí)現(xiàn)了對其不解體便能快速定位故障，并且采用專家系統(tǒng)與多媒體相結(jié)合的方式指導(dǎo)普通操作人員進(jìn)行故障排除。還可將本裝置接入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)使用部隊(duì)與院校或研究所之間的在線信息交流，充分發(fā)揮領(lǐng)域?qū)＜易饔茫M(jìn)行故障的定位的排除。

圖1

1系統(tǒng)硬件組成主工作原理

本裝置采用基于PC104總線的箱體式翻蓋機(jī)械機(jī)構(gòu)。按照實(shí)現(xiàn)功能的不同，該裝置的硬件可分為兩大部分：診斷調(diào)校部分及裝置本身的溫控部分。系統(tǒng)的硬件原理圖如圖1所示。其中，CZ1～CZ8為與設(shè)備相連的插座：CZ1用來檢測電纜短路和斷咱故障；CZ2、CZ3主要用來檢測該裝置的工作信號是否正常，或者檢測給該裝置施加激勵信號后響應(yīng)信號是否正常；CZ5、CZ6與壓力傳感器相連，對壓力傳感器供電，并采集壓力信號；CZ7用于調(diào)校液體擺；CZ8用來轉(zhuǎn)接手控臺的電源，將手控臺的27V電壓引入系統(tǒng)作為診斷的參考地。

1船舶機(jī)電設(shè)備故障診斷的意義

在船舶機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過程中，開展故障診斷工作，有利于提高船舶機(jī)電設(shè)備的維修效率，節(jié)約維修成本，從而推動船舶事業(yè)的發(fā)展。下面我們就簡單分析一下船舶機(jī)電設(shè)備故障診斷工作開展的意義：1.1提高船舶機(jī)電設(shè)備的維修效率。在船舶機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過程中，由于設(shè)備故障的發(fā)生具有不可控性，做好故障診斷工作，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)船舶機(jī)電設(shè)備運(yùn)行存在的故障因素，為機(jī)電設(shè)備維修工作的開展提供可靠的數(shù)據(jù)，從而能夠提高船舶機(jī)電設(shè)備的維修效率，為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化工廠船舶維修提供了條件。1.2有利于節(jié)約故障診斷及維修成本船舶機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行過程中若出現(xiàn)故障。不僅會影響船舶系統(tǒng)的正常運(yùn)作，同時(shí)也會妨礙船舶相關(guān)計(jì)劃任務(wù)的順利實(shí)施。做好船舶機(jī)電設(shè)備的故障診斷工作，可以幫助維修人員快速定位故障發(fā)生的位置，更好的制定維修方案，有效避免了診斷與維修的盲目性，從而為船舶機(jī)電設(shè)備的維修贏得了時(shí)間，能夠有效提高設(shè)備的可靠性。因此，做好船舶機(jī)電設(shè)備的故障診斷工作，有利于節(jié)約故障診斷成本，提高船舶設(shè)備的使用可靠性。

2船舶機(jī)電設(shè)備故障診斷檢測方法分析

2.1船舶機(jī)電設(shè)備故障診斷檢測方法。船舶機(jī)電設(shè)備的故障檢測是指將計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)等相關(guān)技術(shù)融合在一起的檢測技術(shù)，該技術(shù)具有較高的自動化水平，在故障診斷過程中，可以準(zhǔn)確的獲取被檢測設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，利用檢測系統(tǒng)計(jì)算該機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行性能，從而確定故障部件的空間位置信息，為后續(xù)船舶機(jī)電故障維修工作的開展提供參考。在船舶機(jī)電設(shè)備故障檢測過程中，其主要包括以下檢測內(nèi)容：設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測、故障部件定位檢測。2.2船舶機(jī)電設(shè)備故障檢測過程的實(shí)現(xiàn)。2.2.1機(jī)電設(shè)備故障的數(shù)據(jù)管理。在故障檢測過程中，做好檢測數(shù)據(jù)管理工作，可以保證設(shè)備參數(shù)的精確性。設(shè)備參數(shù)主要包括三種不同的形式：數(shù)值、文字與邏輯關(guān)系。在參數(shù)測量過程中，測量人員依據(jù)設(shè)備的運(yùn)行現(xiàn)狀獲取這三種不同參數(shù)形式的信息，并對其進(jìn)行整理，刪除對設(shè)備影響較小的數(shù)據(jù)，獲取對設(shè)備有較大影響的數(shù)據(jù)。2.2.2船舶機(jī)電設(shè)備的故障位置計(jì)算。利用最小二乘支持向量機(jī)方法，構(gòu)建故障檢測模型，利用診斷模型、實(shí)際輸出故障參數(shù)、預(yù)估故障參數(shù)、故障檢測控制參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，保證故障檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了避免故障漏檢現(xiàn)象的發(fā)生，在船舶機(jī)電設(shè)備故障診斷過程中，需要設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，通過計(jì)算估計(jì)結(jié)果與實(shí)際檢測輸出的差值，達(dá)到故障檢測的目的，從而提高故障檢測效果。2.2.3對故障檢測模型的優(yōu)化。在船舶機(jī)電設(shè)備故障診斷過程中，利用最小二乘支持向量機(jī)方法構(gòu)建的診斷模型，不能調(diào)整模型參數(shù)，模型魯棒性降低，容易導(dǎo)致錯誤的故障檢測結(jié)果。因此，為了避免上述檢測缺陷的出現(xiàn)，改變檢測模型的輸入數(shù)據(jù)，運(yùn)用建模原理，具體如圖1所示。通過故障診斷模型能夠得到準(zhǔn)確的故障診斷數(shù)據(jù)，技術(shù)人員可以通過對數(shù)據(jù)的比較分析，得到最終的故障空間位置。2.3故障診斷結(jié)果分析。為了驗(yàn)證船舶機(jī)電設(shè)備故障診斷模型的有效性，通過選取多個機(jī)電設(shè)備運(yùn)行信號，然后利用故障診斷模型進(jìn)行檢測，設(shè)置船舶機(jī)電設(shè)備的故障檢測模型，利用公式進(jìn)行計(jì)算，確定故障檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。在船舶機(jī)電設(shè)備故障檢測過程中，不同的檢測方法其檢測誤差的差異性也比較大，利用最小二乘支持向量機(jī)故障檢測模型的誤差要小于傳統(tǒng)算法誤差，因此，在船舶機(jī)電設(shè)備故障檢測過程中，利用本故障檢測模型，能夠提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而為船舶機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠的技術(shù)支持。

3結(jié)束語

總而言之，在船舶機(jī)電設(shè)備故障診斷過程中，利用最小二乘支持向量機(jī)的方法構(gòu)建模型，有利于提高設(shè)備故障診斷的精確性，為設(shè)備維修節(jié)約了時(shí)間與成本。因此，在船舶機(jī)電設(shè)備故障診斷過程中，技術(shù)人員應(yīng)該加大其診斷技術(shù)的研究力度，提高診斷結(jié)果的有效性，從而保證設(shè)備的使用性能。

摘要：分析了煤礦機(jī)械齒輪斷裂的主要原因，提出了提高煤礦機(jī)械故障維修技術(shù)水平的可行性措施，比如運(yùn)用先進(jìn)的潤滑技術(shù)、盡可能地使用新型材料、提高技術(shù)人員的專業(yè)水平，探討了煤礦機(jī)械故障診斷技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械；齒輪；軸承；故障診斷

在中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展歷程中，煤炭資源占到了非常重要的一部分。然而，如何才能保證煤炭品質(zhì)卻是一個嚴(yán)峻的問題，這就需要深度思考煤礦機(jī)械的性能問題。由于機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間一般都很長，而且煤礦機(jī)械在很惡劣的環(huán)境中工作，使得企業(yè)對煤礦機(jī)械的保養(yǎng)及維護(hù)有一定的難度。在這種情況下，要保證機(jī)械的穩(wěn)定運(yùn)行更是難上加難。相關(guān)資料顯示，機(jī)械設(shè)備中70%的故障是因機(jī)械振動引起的，而機(jī)械振動又主要是因齒輪問題引發(fā)的。機(jī)械設(shè)備中齒輪起著承受和傳遞載荷的作用，它們的運(yùn)行狀況會直接影響到設(shè)備的整體性能，因此需要對煤礦機(jī)械的故障診斷技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化及運(yùn)用。

1煤礦機(jī)械齒輪斷裂的主要原因

煤礦機(jī)械齒輪斷裂的原因主要有：a)軸承的內(nèi)外圈滾道出現(xiàn)損傷，接觸面不夠光滑，引發(fā)齒輪斷裂；b)在工作中軸承受力不均勻，導(dǎo)致斷裂；c)齒輪本身質(zhì)量不佳，導(dǎo)致抗拉強(qiáng)度不足，嚴(yán)重影響齒輪的使用壽命，導(dǎo)致齒輪運(yùn)行中斷裂；d)齒輪無法承受較強(qiáng)的靜載荷，較薄的位置會受到影響，導(dǎo)致斷裂；e)齒輪運(yùn)行時(shí)間超過壽命周期，導(dǎo)致因過度使用而使得齒輪斷裂；f)齒輪所承受的靜載荷超過自身極限，從而因載荷過大而導(dǎo)致斷裂。由以上斷裂原因可以看出，要延長齒輪的使用壽命，就需要從以下幾個方面做起。a)設(shè)計(jì)方面。由于礦井使用條件的限制，如何保證在齒輪外形尺寸一致的情況下提高每一個齒輪的強(qiáng)度，延長其使用壽命是一個很重要的問題。在一些特定的情況下，齒輪所承受的沖擊載荷要求齒輪彎曲極限應(yīng)力達(dá)到1200MPa，接觸耐久性極限強(qiáng)度增加到1600MPa[1]。要達(dá)到這樣的標(biāo)準(zhǔn)，就需要準(zhǔn)確計(jì)算載荷、修正強(qiáng)度計(jì)算公式、選擇合適的材料、運(yùn)用良好的加工和處理工藝，進(jìn)一步優(yōu)化齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)，主要包括表面光潔度、硬度、嚙合參數(shù)、裝配要求等，并進(jìn)一步提高標(biāo)準(zhǔn)。b)制造過程方面。煤礦機(jī)械使用的齒輪大多數(shù)是低速重載齒輪，對強(qiáng)度的要求比較高，因此在制造齒輪的過程中，應(yīng)該少用鑄鋼制作，多用鍛鋼；對于一些大齒輪，使用鍛鋼制作有較大的難度，此時(shí)可以利用鑄鋼齒輪的輪芯鑲嵌鋼齒圈組合件，而且要注意鍛鋼的鍛造過程中鍛造比要大于3[2]。另外，不管是鍛件還是鑄件，都要對其品質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的把控，并且要對其進(jìn)行超聲波探傷，確保產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)要求。c)注重改善齒輪的熱處理技術(shù)。齒輪表面硬度和剪切強(qiáng)度決定了煤礦機(jī)械的承載能力。對于齒輪硬化處理，可以采用深層滲碳淬火的方法，利用深層滲碳淬火，得到性價(jià)比相對較高的齒輪芯部硬度。齒輪齒面的含碳量必須控制在0.8%～1%。滲碳齒輪經(jīng)過淬火和回火后，要求表面硬度為HRC62，消除齒輪的殘余內(nèi)應(yīng)力，可以將碳的滲入深度控制在0.2mm以內(nèi)，這樣不僅能保證齒輪表層得以硬化，還能產(chǎn)生壓應(yīng)力。采用這種工藝時(shí)，單單滲碳齒輪的強(qiáng)度極限應(yīng)力就可以提高13%以上。熱處理過后，還要進(jìn)行人工時(shí)效處理，消除熱處理過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。對齒輪表面進(jìn)行熱處理后，還應(yīng)該對齒輪齒面和齒根做噴丸強(qiáng)化處理。噴丸強(qiáng)化處理的過程要嚴(yán)格按照其要求工藝進(jìn)行操作。因?yàn)閲娡鑿?qiáng)化處理不僅可以使齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度變得更高，還可以有效阻止裂紋出現(xiàn)，使齒輪的載荷小于外加載荷，這樣既可以有效減少破壞，又可以極大地提升耐久性。除此之外，齒輪噴丸強(qiáng)化處理還可以有效消除加工過程中出現(xiàn)的一些刀痕和磨削導(dǎo)致的缺陷。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，經(jīng)過噴丸強(qiáng)化處理后的齒輪與沒有經(jīng)過噴丸強(qiáng)化處理的齒輪相比，壽命顯著延長，大量的統(tǒng)計(jì)資料表明，壽命可以延長6倍以上[3]。d)齒輪的安裝和使用過程。在使用過程中必須注意相關(guān)的操作規(guī)范和技術(shù)要求，尤其是在安裝、更換、檢修齒輪時(shí)，要注意齒輪軸心的中心距、平面度和水平度等重要參數(shù)，一定要保證這些參數(shù)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。在檢修過程中，如果齒輪的磨損較大，或者已經(jīng)損壞，要盡可能地按照原有的安裝方法合理地調(diào)整齒輪的安裝位置，確保齒輪正常嚙合。齒輪不可以單換，要對相應(yīng)的齒輪進(jìn)行成對更換。在使用過程中，要注意齒輪的潤滑。在齒輪相關(guān)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)充分考慮齒輪的潤滑情況，但同時(shí)也不能忽視齒輪的維護(hù)過程。在煤礦機(jī)械傳動中，使用的基本都是低速重載齒輪，這種齒輪要求有更高的接觸應(yīng)力，因此一定要保證其接觸表面不能有局部的彈性形變。輪齒在共軛嚙合過程中，除了切點(diǎn)附近的部位以外，其余都是滾動和滑動運(yùn)行，這樣更加符合彈性流體動力潤滑理論。目前，中國煤礦機(jī)械設(shè)備的事故率仍較高，煤炭生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中仍存在較多問題。在煤礦機(jī)械的運(yùn)行過程中，故障出現(xiàn)最多的原因就是機(jī)械齒輪失效。因此，對各種齒輪的失效形式及原因進(jìn)行相應(yīng)的分析和討論，對于改善煤礦機(jī)械設(shè)備事故率高的狀況有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2提高煤礦機(jī)械故障維修技術(shù)水平的可行性措施

摘要：動力裝置是船舶運(yùn)行的核心裝置，動力裝置能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)將會直接影響到船舶航行期間的穩(wěn)定性與安全性，科學(xué)有效的故障診斷技術(shù)正是保障動力裝置安全運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。通過對船舶動力裝置展開分析，并結(jié)合實(shí)際對智能故障診斷技術(shù)提出個人看法，希望為智能故障診斷技術(shù)在船舶動力裝置中的應(yīng)用帶來參考，進(jìn)而讓船舶的航行效果得到進(jìn)一步提高。

關(guān)鍵詞：船舶；動力裝置；智能故障診斷技術(shù)

船舶動力裝置作為支撐船舶行業(yè)的關(guān)鍵，隨著科技發(fā)展船舶動力裝置變得越來越復(fù)雜，復(fù)雜性偏高的船舶動力裝置在發(fā)生故障后，其維修、診斷難度也在增大。通過合理利用智能故障診斷技術(shù)對船舶動力裝置進(jìn)行故障診斷與監(jiān)測，能夠在一定程度上提高船舶動力裝置的運(yùn)行安全性。因此，有必要對智能故障診斷技術(shù)在船舶動力裝置中的運(yùn)用進(jìn)行研究。

1智能故障診斷技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1信號獲取

1）熱工參數(shù)信號。爆發(fā)壓力、排溫等熱工參數(shù)會反映出設(shè)備各個部件的運(yùn)行情況，在對排氣系統(tǒng)堵塞等異常故障判斷時(shí)，可以利用該信號來進(jìn)行診斷。外國學(xué)者Rubio等在監(jiān)測了柴油機(jī)運(yùn)行的同時(shí)完善了對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，而我國專家駱康明等則規(guī)劃設(shè)計(jì)出了熱工參數(shù)智能檢測儀，該設(shè)備能夠在運(yùn)行期間針對船舶動力裝置開展信號的自動檢測。2）振動信號。船舶動力裝置能夠通過柴油機(jī)機(jī)體振動、表面局部振動等方式來完成對燃油系統(tǒng)、配氣機(jī)構(gòu)等零部件的故障診斷，利用振動信號所開展的診斷具有速度快、精度高等優(yōu)勢。對于船舶動力裝置而言，振動信號可以在早期故障預(yù)報(bào)以及故障在線監(jiān)測中發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值。國外學(xué)者利用雅典加速度傳感器針對氣缸振動信號開展了故障特征分析，在分析中發(fā)現(xiàn)了振動信號在不同狀態(tài)下存在振動頻率上的巨大差異。國內(nèi)學(xué)者則結(jié)合振動信號傳遞提出了振動傳感器的布置優(yōu)化模式，這也為船舶動力裝置的故障診斷提供了幫助。3）其他信號。采用激光診斷的方式能夠?qū)崿F(xiàn)對柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒過程的全面監(jiān)測，而柴油機(jī)效率損失等異常問題則能夠利用瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩來進(jìn)行判斷。智能故障診斷系統(tǒng)能夠利用的各種信號有很多，只要能夠合理進(jìn)行信號利用，就能夠讓船舶動力裝置的故障分析準(zhǔn)確性得到大幅提高。通過多種物理信號對船舶動力裝置狀態(tài)的影響進(jìn)行監(jiān)測，可以在一定程度上為智能算法的運(yùn)用奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而保證船舶動力裝置的故障檢測質(zhì)量。

摘要：本文闡述了汽車電機(jī)故障診斷的特點(diǎn)和意義，并詳細(xì)介紹了多種汽車電機(jī)故障診斷的方法。

關(guān)鍵字：汽車電機(jī)故障方法

1.電機(jī)故障診斷的特點(diǎn)及實(shí)施電機(jī)故障診斷的意義

1.1電機(jī)故障診斷的特點(diǎn)

電機(jī)的功能是進(jìn)行電能與機(jī)械能量的轉(zhuǎn)換，涉及因素很多，如電路系統(tǒng)、磁路系統(tǒng)、絕緣系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、通風(fēng)散熱系統(tǒng)等。哪一部分工作不良或其相互之間配合不好，都會導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)故障。因此，電機(jī)故障要比其它設(shè)備的故障更復(fù)雜，其故障診斷所涉及到的技術(shù)范圍更廣，對診斷人員的要求也就更高。一般來說，電機(jī)故障診斷涉及到的知識領(lǐng)域主要有[20]：電機(jī)理論、電磁測量、信號處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)、熱力學(xué)、絕緣技術(shù)、人工智能等。電機(jī)故障診斷的復(fù)雜性還表現(xiàn)在故障特征量的隱含性、故障起因與故障征兆之間的多元性。一種故障可能表現(xiàn)出多種征兆，有時(shí)不同故障起因也可能會反映出同一個故障征兆，這種情況下很難立即確定其真正的故障起因。另外，電機(jī)的運(yùn)行還與其負(fù)載情況、環(huán)境因素等有關(guān)，電機(jī)在不同的狀態(tài)下運(yùn)行，表現(xiàn)出的故障狀態(tài)各不相同，這進(jìn)一步增加了電機(jī)故障診斷難度，所以要求對電機(jī)進(jìn)行故障診斷首先必須掌握電機(jī)本身的結(jié)構(gòu)原理、電磁關(guān)系和進(jìn)行運(yùn)行狀況分析的方法，即掌握電機(jī)各種故障征兆與故障起因間的關(guān)系的規(guī)律。

1.2實(shí)施電機(jī)故障診斷的意義

【摘要】模擬電路故障診斷是電路分析理論中的一個前沿領(lǐng)域，估計(jì)法是模擬電路故障診斷方法之一，本文分析、比較了幾種不同的估計(jì)方法，重點(diǎn)對最小平方判據(jù)法的原理、步驟進(jìn)行推論探討。

【關(guān)鍵詞】模擬電路故障診斷估計(jì)法

模擬電路故障診斷是電路分析理論中的一個前沿領(lǐng)域。它既不同于電路分析，也不屬于電路綜合的范疇。模擬電路故障診斷所研究的內(nèi)容是當(dāng)電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已知，并在一定的電路激勵下知道一部分電路的響應(yīng)，求電路的參數(shù)，他是近代電路理論中新興的第三個分支。但由于模擬電路中未發(fā)生故障的正常元件存在容差，其參數(shù)并不恰好等于額定值，而有一定的分散性，這給電路分析帶來一定的模糊性。而且模擬電路常含有非線性元件，他的性能不僅因本身故障而改變，而且其他元件故障引起他的工作點(diǎn)移動時(shí)，也將造成其性能變化。因此模擬電路故障診斷的理論還不是十分成熟。

模擬電路發(fā)生了故障，就不能達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)所規(guī)定的功能和指標(biāo)，這種電路稱為故障電路。故障診斷就是要對電路進(jìn)行一定的測試，從測試結(jié)果分析出故障。一般來講，模擬電路故障診斷的方法可以分為估計(jì)法，測試前模擬法和測試后模擬法三大類。本文將對其中的估計(jì)法展開討論。

估計(jì)法是一種近似法，這類方法一般只需較少的測量數(shù)據(jù)，采用一定的估計(jì)技術(shù)，估計(jì)出最可能發(fā)生故障的元件。這類方法又可分為確定法和概率法。確定法依據(jù)被測電路或系統(tǒng)的解析關(guān)系來判斷最可能的故障元件，概率法是依據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理決定電路或系統(tǒng)中各元件發(fā)生故障的概率，從而判斷出最可能的故障元件。本文重點(diǎn)介紹確定法中的最小平方判據(jù)法。最小平方判據(jù)法又分為結(jié)合判據(jù)法和迭代法。

1.結(jié)合判據(jù)法：

摘要：危險(xiǎn)與可操作性（HAZOP）分析是一種廣泛應(yīng)用于石化行業(yè)等流程工業(yè)的危險(xiǎn)分析方法，它能通過頭腦風(fēng)暴的方式，發(fā)現(xiàn)裝置中可能存在的安全隱患和操作問題。而故障診斷方法是保障化工過程安全運(yùn)行的一項(xiàng)重要技術(shù)。目前，大多數(shù)故障診斷方法都需要利用過程本身的工藝知識或歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，實(shí)現(xiàn)在線診斷。而HAZOP分析報(bào)告則是集合了各方面專家知識和歷史經(jīng)驗(yàn)的寶貴財(cái)富。因此，本文提出了一套新的故障診斷專家系統(tǒng)，將HAZOP分析報(bào)告轉(zhuǎn)化為故障診斷系統(tǒng)能夠解讀的專家知識庫，利用知識庫對化工過程的在線數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對化工過程的故障診斷。

關(guān)鍵詞：HAZOP分析；化工過程；專家系統(tǒng)；故障診斷

石油和化工行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，提高化工生產(chǎn)的安全水平一直是該行業(yè)的一項(xiàng)重要目標(biāo)。在過去的幾十年問，為減少或排除化工過程中的潛在危險(xiǎn)，各種過程危險(xiǎn)分析（PHA）方法被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，如危險(xiǎn)與可操作性分析（HAZOP）、故障模式和影響分析（FMEA）、定量危害分析（QRA）、故障樹分析（FTA）等。而HAZOP作為其中一項(xiàng)系統(tǒng)深入的PHA方法，近年來被國內(nèi)眾多石油石化公司、化工生產(chǎn)企業(yè)和設(shè)計(jì)施工單位普遍接受，并應(yīng)用于裝置、設(shè)備生命周期始終。另一方面，故障診斷作為DCS控制系統(tǒng)之后的一項(xiàng)保障化工過程安全運(yùn)行的技術(shù)，已有40多年的研究歷史。然而，由于化工過程本身工藝異常復(fù)雜，涉及數(shù)據(jù)量十分龐大，到目前為止有關(guān)理論和技術(shù)尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。當(dāng)一個化工過程經(jīng)過了HAZOP分析，它的許多潛在的風(fēng)險(xiǎn)隱患都被發(fā)現(xiàn)出來，許多可能發(fā)生的故障前因后果都在HAZOP分析過程中，經(jīng)過各專業(yè)的專家討論揭發(fā)出來。那如果能夠?qū)AZOP分析的結(jié)論應(yīng)用于故障診斷，無疑能給化工過程的故障診斷技術(shù)的研究提供一個新的思路。

1HAZOP分析與故障診斷

HAZOP分析可按分析的準(zhǔn)備、完成分析和編制分析結(jié)果報(bào)告3個步驟來完成。HAZOP分析首先要建立由各種專業(yè)人員（如：工藝、設(shè)備、自控、現(xiàn)場操作人員等）組成的分析小組，并確立主持人和記錄員。然后以頭腦風(fēng)暴的方式召開小組會議，按照規(guī)定的方法對偏離設(shè)計(jì)的工藝條件進(jìn)行分析。分析的過程中，主持人將化工過程劃分為若干節(jié)點(diǎn)，小組成員再在主持人的引導(dǎo)下依次選擇節(jié)點(diǎn)、參數(shù)、偏差，分析偏差可能產(chǎn)生的原因、導(dǎo)致的結(jié)果及已有保護(hù)措施，并判斷風(fēng)險(xiǎn)是否能夠接受，提出改進(jìn)建議。在這一過程中，主持人充分引導(dǎo)、發(fā)揮小組成員的專業(yè)知識，確保每一個工藝細(xì)節(jié)的偏差及其可能存在的安全、操作隱患都充分考慮。而最后這些分析討論的結(jié)果，都將編輯到一個HAZOP分析報(bào)告中，根據(jù)該報(bào)告采取糾正措施，并為實(shí)際的生產(chǎn)操作提供一定的指導(dǎo)。由HAZOP分析的過程我們不難發(fā)現(xiàn)，HAZOP分析主要就是圍繞化工過程的參數(shù)偏差展開的頭腦風(fēng)暴。這讓我們很容易聯(lián)想到，在化工過程故障診斷研究中，故障的定義：化工過程中的某一個觀測變量或操作參數(shù)出現(xiàn)不可接受的偏離［1］?？梢?，故障診斷與HAZOP一樣，關(guān)注的重點(diǎn)也是化工過程的一個偏差。正因如此，一直以來都有一些學(xué)者嘗試將HAZOP分析與故障診斷相結(jié)合，而符號有向圖（SDG）就成為大多數(shù)學(xué)者將HAZOP與故障診斷技術(shù)結(jié)合的一個紐帶技術(shù)。SDG是由節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間有方向的連線所構(gòu)成的一個網(wǎng)絡(luò)圖，它表達(dá)了不同節(jié)點(diǎn)所代表的狀態(tài)互相之間的一種傳遞關(guān)系。如果某個節(jié)點(diǎn)的值偏離了正常范圍，應(yīng)用SDG模型推理，能夠找到這些偏離在系統(tǒng)中傳播的結(jié)果或者造成這些偏差的原因。這一偏差傳遞的前因后果恰好與HAZOP分析的思想相吻合。普渡大學(xué)VenkatVenkatasubramanian的科研小組最先將SDG應(yīng)用于HAZOP分析的建模，建立的模型稱為SDG模型［2－3］。在SDG模型基礎(chǔ)上Venkat等人開發(fā)了PHASuite軟件，試圖替代專家進(jìn)行HAZOP分析，并在一些簡單的化工過程中實(shí)現(xiàn)了較好的應(yīng)用［4－5］。由于SDG只能體現(xiàn)變量偏差的傳遞，卻不能表現(xiàn)操作等的影響，化工大學(xué)的崔琳等人又提出了分層有向圖（LDG），大大擴(kuò)展了模型的表達(dá)能力［6－7］。而在實(shí)際生產(chǎn)過程中，對于在線數(shù)據(jù)的偏差，可以通過SDG模型反向推導(dǎo)，查找導(dǎo)致偏差的根本原因。這一點(diǎn)又恰好能解決故障診斷技術(shù)的需求，因此一直以來有不少學(xué)者都嘗試使用SDG模型來進(jìn)行故障診斷［8－10］。而將HAZOP與故障診斷結(jié)合起來，便有學(xué)者提出基于SDG－HAZOP的故障診斷，并應(yīng)用于加熱爐［11］、合成氨［12］、催化裂化［13］等石油化工過程的研究。然而在實(shí)踐過程中人們發(fā)現(xiàn)，對于十分復(fù)雜的石油化工過程，SDG模型的建立和驗(yàn)證非常困難，且SDG模型不能全面的表達(dá)所偏差推導(dǎo)中的所有原因后果，因此基于SDG的HAZOP分析始終無法在所有化工過程中得到應(yīng)用。因此，當(dāng)前主流的HAZOP軟件并不試圖取代專家做分析，而是為專家提供更好的工具，輔助專家進(jìn)行分析工作，而HAZOP分析工作本身還是以專家小組的頭腦風(fēng)暴形式為主。同樣由于SDG建模困難，對于故障原因、后果不能全面表達(dá)，且在在線診斷過程中網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜可能導(dǎo)致推導(dǎo)速度受限，SDG方法也始終沒有在更多的化工過程故障診斷研究中得到應(yīng)用。然而，盡管用SDG模型進(jìn)行HAZOP分析存在諸多問題，但是HAZOP針對偏差傳遞的分析思路依然對在線故障診斷有著啟發(fā)意義。而HAZOP報(bào)告作為對過程進(jìn)行了全面系統(tǒng)分析的匯集了眾多專家智慧的寶貴財(cái)富，如果能將其應(yīng)用于故障診斷的建模，無疑能夠?qū)み^程的安全運(yùn)行起到極大的幫助。因此，本文提出了不依靠SDG模型，而是將HAZOP分析報(bào)告中的內(nèi)容通過系統(tǒng)的方法建立專家知識庫，開發(fā)故障診斷專家系統(tǒng)，應(yīng)用于化工過程故障診斷的方法研究。

2基于HAZOP分析的故障診斷

我國近年科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)入到新的發(fā)展階段，機(jī)械制造設(shè)備的監(jiān)控以及故障診斷，是保障其設(shè)備良好運(yùn)行的基礎(chǔ)技術(shù)，也成為當(dāng)前這一領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，未來機(jī)械制造設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)用也將發(fā)揮其積極作用。

1機(jī)械制造設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷原理和工作模式

1.1機(jī)械制造設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷原理。機(jī)械制造設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由幾個重要的部分構(gòu)成，遠(yuǎn)程診斷中心就是比較重要的組成部分，決策個體是人，對機(jī)械設(shè)備故障問題是相關(guān)研究專家能預(yù)先編寫決策系統(tǒng)。遠(yuǎn)程診斷中心工作任務(wù)是監(jiān)測信息通過現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)和局域網(wǎng)到達(dá)診斷中心處理信息，診斷結(jié)構(gòu)依照收集到的信息路徑逆向傳遞現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)，按照相應(yīng)不同需求可單點(diǎn)決策，或者是多點(diǎn)決策。遠(yuǎn)程診斷中心能保存特定設(shè)備，從某一固定時(shí)間點(diǎn)設(shè)備運(yùn)行到另一固定時(shí)間點(diǎn)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過診斷中心角度對機(jī)械設(shè)備的性能進(jìn)行考察，能減少維修人員操作當(dāng)中的失誤，診斷系統(tǒng)也是多角度來對運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)加以評估的，從整體上保障診斷結(jié)構(gòu)客觀。機(jī)械制造設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控以及故障診斷系統(tǒng)當(dāng)中數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是重要內(nèi)容，這是網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的一個擴(kuò)展，能把多個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)串聯(lián)以及并聯(lián)，這樣就形成了通信網(wǎng)絡(luò)。用戶監(jiān)測信息和診斷結(jié)構(gòu)的上下傳輸作用能得到充分發(fā)揮，這一部分是數(shù)據(jù)電路以及終端和計(jì)算機(jī)部件構(gòu)成的。除此之外，機(jī)械制造設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)是比較關(guān)鍵的，這是通過信息采集系統(tǒng)以及工控部件和信息采集軟件組成的，其在運(yùn)行當(dāng)中是通過用戶界面診斷系統(tǒng)來監(jiān)測機(jī)械設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，最終采用報(bào)表形式將監(jiān)測到的結(jié)果傳輸?shù)皆\斷中心，這樣就能監(jiān)測的信息加以處理，通過這一系統(tǒng)的運(yùn)用就能有效減少后期遠(yuǎn)程監(jiān)控以及故障診斷系統(tǒng)工作量。1.2機(jī)械制造設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控故障診斷工作模式。機(jī)械制造設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控故障診斷的工作模式分為異地遠(yuǎn)程診斷和本地診斷。異地遠(yuǎn)程診斷又分成實(shí)時(shí)診斷以及E-mail診斷，如實(shí)時(shí)診斷就是給專家通過網(wǎng)絡(luò)視頻討論方式進(jìn)行診斷，能夠比較直觀的感受設(shè)備狀況。E-mail診斷方式參考的是信息采集系統(tǒng)所收集到的監(jiān)測信息，在具體診斷當(dāng)中，現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)把收集到的故障信息和申請專家診斷報(bào)告?zhèn)鬟f給遠(yuǎn)程診斷中心，系統(tǒng)判斷診斷時(shí)間后通知專家進(jìn)行處理，診斷專家對收集的信息展開綜合分析評估，然后把評估結(jié)果發(fā)送到設(shè)備現(xiàn)場。本地診斷工作模式的實(shí)施就是監(jiān)測對象以及子系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，通過安裝在監(jiān)測對象底層信息采集裝置對基本故障信息采集和初步分析，然后發(fā)送到診斷推理機(jī)，這樣能夠分析故障發(fā)生的原因所在。故障診斷的方式在技術(shù)不斷升級下，所起到的效果也越來越好。

2機(jī)械制造設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷技

術(shù)機(jī)械制造設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷技術(shù)涉及到的技術(shù)類型比較多樣，其中網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)是比較關(guān)鍵的技術(shù)之一。機(jī)械制造設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，使用遠(yuǎn)程診斷就要保障網(wǎng)絡(luò)的安全可靠，這樣才能為機(jī)械設(shè)備建立良好的運(yùn)行環(huán)境。同時(shí)需要在系統(tǒng)的全局安全基礎(chǔ)上，網(wǎng)絡(luò)信息的完整以及適用比較關(guān)鍵，如信息加密技術(shù)的應(yīng)用以及防火墻技術(shù)的應(yīng)用都是比較基礎(chǔ)和關(guān)鍵的。系統(tǒng)開放技術(shù)是重要技術(shù)組成，開放的診斷系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用，技術(shù)配備的是WEB為核心的開放數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)者通過基本知識框架能有效開展機(jī)械制造設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控和維修，從而有效建立全員參與的局面，系統(tǒng)的開放性特征就能鮮明呈現(xiàn)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)是涉及到的關(guān)鍵技術(shù)，遠(yuǎn)程診斷中心需要的知識以及數(shù)據(jù)信息需要運(yùn)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，將信息放置在服務(wù)器當(dāng)中，需要時(shí)就采用客戶端連接調(diào)取數(shù)據(jù)，所以保障服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫的穩(wěn)定安全比較重要，MIDDLEWARE所發(fā)揮的作用很關(guān)鍵。

3結(jié)束語

摘要：新能源汽車的動力來源是非常規(guī)型車用燃料，它有更先進(jìn)的技術(shù)原理，和傳統(tǒng)汽車相比，動力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)也存在較大不同。當(dāng)新能源汽車發(fā)生故障時(shí)，其所需的診斷維修技術(shù)也和傳統(tǒng)汽車存在區(qū)別。新能源汽車在國內(nèi)的出現(xiàn)時(shí)間不長，有關(guān)故障診斷及維修經(jīng)驗(yàn)有限，基于此，為提高新能源汽車的診斷維修水平，文章分析了新能源汽車的常見故障，探究了對應(yīng)的診斷維修技術(shù)和方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：維修技術(shù)；故障診斷；新能源汽車

現(xiàn)階段，國內(nèi)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力雖得到提升，但環(huán)境污染狀況卻較為嚴(yán)重。在大型城市中，汽車尾氣正是導(dǎo)致環(huán)境污染的主要原因，因此其對新能源汽車的研發(fā)推廣十分重要，甚至直接影響我國的環(huán)境保護(hù)事業(yè)發(fā)展，影響汽車行業(yè)的未來發(fā)展。但作為新型汽車，國內(nèi)在新能源汽車的故障診斷及維修上經(jīng)驗(yàn)有限，為使新能源汽車的推廣應(yīng)用打好基礎(chǔ)，對其故障診斷及維修技術(shù)的探究便十分重要。

1新能源汽車的常見故障

1.1空調(diào)系統(tǒng)故障。在空調(diào)系統(tǒng)的故障中，制冷劑泄漏較常見，它會導(dǎo)致空調(diào)出現(xiàn)制冷失效的狀況。而對導(dǎo)致制冷劑泄漏的因素進(jìn)行分析可知，密封膠老化是主要原因，它的老化會讓制冷劑出現(xiàn)壓力異常，進(jìn)而導(dǎo)致制冷劑的泄漏。此外，若不重視對空調(diào)系統(tǒng)的及時(shí)檢修及維護(hù)，導(dǎo)致老化、損壞零部件未能及時(shí)更換，也會帶來空調(diào)系統(tǒng)的故障[1]。1.2電動機(jī)系統(tǒng)故障。在新能源汽車內(nèi)，驅(qū)動系統(tǒng)是一個重要構(gòu)成，電動機(jī)驅(qū)動能對電能進(jìn)行有效轉(zhuǎn)化，使其成為汽車動能，因此若該系統(tǒng)存在故障，則會導(dǎo)致新能源汽車無法正常投入使用。在驅(qū)動系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)中，它需要電磁系統(tǒng)、電路系統(tǒng)等的配合運(yùn)作，而若上述系統(tǒng)配合存在問題，也會引發(fā)汽車故障。主要的電動機(jī)系統(tǒng)故障一般分為兩種，即機(jī)械故障與電氣故障，前者為驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)件帶來的故障，如軸承、鐵芯損壞等，后者為轉(zhuǎn)子繞組、定子繞組因接觸不良、短路等帶來的故障。1.3鋰電池故障。以純電動汽車為例，在其投入使用后的常見故障為電池故障。首先，在鋰電池組的應(yīng)用運(yùn)行中，汽車點(diǎn)火線圈較易處在高溫狀態(tài)內(nèi)，而在汽車的長期使用后，高壓點(diǎn)火導(dǎo)線會存在絕緣層軟化或老化的狀況，進(jìn)而帶來短路或漏電問題。其次，單個的鋰電池在向汽車供給動能時(shí)，會存在與其他鋰電池的性能差異問題，進(jìn)而會引發(fā)鋰電池的充電不足、過度放電等問題。這一問題不僅影響鋰電池的使用壽命，而且會導(dǎo)致鋰電池組的故障，影響汽車的實(shí)際使用價(jià)值[2]。

2新能源汽車常見故障的診斷維修技術(shù)

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展推動著科技的不斷進(jìn)步，對于礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)，需要運(yùn)用許多相關(guān)專業(yè)知識以及相應(yīng)的技術(shù)，如此以來，對診斷技術(shù)人員的各項(xiàng)知識及技能的要求相對來講比較高。這需要涉及到計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)以及信號處理技術(shù)等各個方面的知識與技能，通過這些技術(shù)的應(yīng)用增加了設(shè)備的使用壽命，在一定程度上提高了礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)原理分析

通常情況下，對礦山機(jī)電設(shè)備故障的診斷要分如下兩個方面進(jìn)行：一方面，根據(jù)礦山機(jī)電設(shè)備的使用狀況制定相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。在礦山機(jī)電設(shè)備正常運(yùn)行的狀況下，將各個運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的記錄，當(dāng)?shù)V山機(jī)電設(shè)備不能正常運(yùn)行時(shí)，將其正常工作狀態(tài)記錄的各項(xiàng)數(shù)據(jù)拿出作為參考依據(jù)，進(jìn)而可以準(zhǔn)確尋找出礦山機(jī)電設(shè)備的故障原因，然后再進(jìn)一步查找以確定具體故障位置；另一方面，通過對礦山機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的各項(xiàng)不同數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，將收集礦山機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的各項(xiàng)不同數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析，為礦山機(jī)電設(shè)備的診斷提供科學(xué)的依據(jù)；與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)對提供礦山機(jī)電設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)，需要用到現(xiàn)代高科技的分析與識別技術(shù)，以便明確礦山機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障的級別；針對計(jì)算機(jī)反饋的各項(xiàng)數(shù)據(jù)以及相關(guān)信息，要將其從計(jì)算機(jī)語言轉(zhuǎn)化為人們通用的現(xiàn)代語言，以便技術(shù)工作者能夠及時(shí)有效的維修，以至于用最快的速度尋找故障產(chǎn)生的原因。

2礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)

2.1主觀診斷技術(shù)

所謂主觀診斷技術(shù)，是人們根據(jù)自己的主觀意識來進(jìn)行診斷。一些經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員通常是通過技術(shù)人員的聽覺、視覺、觸覺等形式進(jìn)行故障診斷。為了減少診斷的誤差，在必要的時(shí)候檢查者會借用相應(yīng)的檢測設(shè)備，但是設(shè)備只是作為輔助工具進(jìn)行檢測，其結(jié)果仍然以檢查者的主觀感應(yīng)為主。在相對的情況下，沒有一定的科學(xué)依據(jù)。