摘要：在现代化机械设备的检修活动中，机械故障诊断技术的应用与检修工作的质量之间有着较为密切的关联。伴随着机械设备的升级与更新，机械故障诊断技术也被提出了更高的要求。基于此，本文就机械故障诊断技术的发展现状进行分析，同时论述了其未来的发展趋势。
关键词：机械故障 诊断技术 现状与发展趋势
在社会经济飞速发展以及科学技术快速更新的大背景下，机械设备给工业生产提供的支撑作用也逐渐受到重视。基于工业生产制造的自动化发展以及智能化发展，机械设备系统的结构与性能均发生了较大幅度的转变。与此同时，设备的功能也越来越多，甚至于有的设备的规模极其庞大，一旦这些设备发生故障或出现问题，如果不能及时修正的话，将可对生产经营活动以及一线工作人员的人身安全等构成极大的威胁。因此，在机械设备的运行过程中，加强机械设备的故障诊断与故障维修，并严格按照机械设备的日常维护要求，对机械设备进行定期维护与保养，确保机械设备的正常运行，具有较为重要的意义。而从某种意义上来讲，机械设备故障诊断技术提供的支持作用，是工业生产活动安全、顺利进行的必要“零件”。
一、机械故障诊断技术概述
故障诊断的定义，最早起源于医学领域，旨在通过一系列的检查方法与监测技术，及时发现人体机体潜在的隐患。而后，故障诊断开始应用于机械设备领域，通过现有的各类诊断技术，对机械设备的运行状态和系统组成情况等作出综合性评估。随后，机械设备的诊断技术逐步完善，机械故障诊断技术应运而生。机械故障诊断技术是工业领域一门较为重要的技术，其主要内容是通过生产活动前的一系列诊断行为，查出问题并解决问题，确保机械设备的正常运行。基于这一要求，相关作业人员在进行故障诊断前，需要了解机械设备的结构和系统，掌握其运行状态，确保机械设备在运行过程中各个系统都能过行配合，平稳运行。总的来说，机械故障诊断技术的应用，旨在提高设备运行效率与运行质量，为生产活动提供一定的保障，并避免机械设备相关故障的发生。
二、故障诊断的任务
根据既往机械故障诊断实践，机械设备的故障诊断工作大致可以分为故障的检修、故障类型的判断、故障区域的定位以及设备故障的维修等环节。在故障检修阶段，相应的检修人员需要通过系统连接提供的支持，向下位机周期性地发送有关机械设备故障诊断的检测信号，并借助系统接收的反馈信息，判断该机械设备是否存在故障。而故障类型的判断，即是在故障检出的基础上，借助相关的反馈信息，判断故障的类型以及故障发生的原因的过程。在正确判断故障类型后，检修人员就需要根据此前获得的信息以及既往的检修经验，进一步细化故障的种类以及故障发生的具体位置，进而为故障维修做好准备。故障维修是在故障查明后，对设备进行处理，使之能够达到重新使用的过程，也是整个故障诊断任务中最为重要的一步。提早查明故障原因，甚至可以保障人员安全和财产安全。
三、机械故障诊断技术的常用方法
由于各种机械设备的结构和功能都不尽相同，其内部结构大相径庭，运行状态也不一样，所以机械设备的诊断技术要随着故障的变化而变化。
3.1基于物理和化学分析的诊断方法
机械设备出现故障的时候，往往其声音和温度相较以往都会出现明显的变化，凭借经验判断出机械设备是否出现故障以及故障产生的根源。例如通过发动机的温度进行分析，再结合平时发动机的状态，就可判断出其是否处于正常运行过程中。
3.2基于信号处理的故障诊断方法
一旦物理、化学分析方法失效，检修人员就需要考虑从信号处理的角度，判断设备的故障。现如今，大多数机械设备的内部结构复杂，运行状态下的特征不能轻易通过人体感官判断，这时，基于物理和化学的诊断方法就无法派上用场，我们就需要提取机械设备的频域、波段、峰值等信号分析来对其进行诊断，分析方差、频率等数据，进而判断设备故障。
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3.3基于模型的故障诊断方法
除了基于信号的故障诊断方法，基于模型获得被诊断系统的最小诊断（根据现有模型获得的预测形态，与所测量的形态之间的差异，计算出最小冲突集）也是一种较为常用的方法。其中，最小诊断误差就是关于故障元件的假设，基于机械设备模型的故障诊断方法具有较强的独立性，不用依赖被诊断设备的平时运行状态与诊断的过往实例，可以有效地排除其他非必要因素对诊断结果的影响，判断出机械设备是否出现故障，以及故障发生的具体原因。
四、机械故障诊断技术的趋势
机械设备故障诊断技术是一门新兴的科学技术，我国在三十多年前就已开始了此项技术的研究与应用，历经多年的发展，各类诊断技术已经得到了较大程度的改进与完善，并形成了相对完善的学科体系。而以大数据、人工智能技术、云计算等为代表的新兴技术，给工业生产活动带来了新的思路，机械设备的诊断也逐渐朝着自动化、智能化的方向发展。上个世纪80年代，基于计算机技术的故障诊断得到了相关学者的重视，一时之间，机械故障诊断技术呈现出以信息处理技术为主的趋势。无论是航空航天还是民用汽行业，此项技术都发挥了重要作用。现如今，人工智能行业的发展备受关注，人工智能技术开始被引入到机械故障诊断技术中，并处于逐步发展的状态。虽然现阶段的人工智能诊断技术还处在研究阶段，但是其前景非常广阔。以下就传感技术、人工智能、转家系统的研究以及便携式发展进行分析。
4.1传感技术
传感技术是信息技术的三大支柱之一，我国从上个世纪60年代开始对传感技术进行了一系列的研究与探索。回顾其发展历程，我国自主研发了速度传感器等多种类型的传感器，这为机械设备故障的诊断提供了重要的工具。而在人工智能诊断技术发展的过程中，传感技术的应用仍然占据着较为重要的地位。不难想象，在未来的研究活动中，传感技术仍然是重要的研究课题。
4.2人工智能与专家系统
人工智能和专家系统是机械故障诊断系统中的发展主流，其主要强调的是先进性、实用性以及可靠性。分析现有各类诊断技术方法的结构组成、推理方法、功能特点等，迅速做出反应，并且推算出机械设备是否出现故障及其故障根源，进而提供有效的解决措施，是未来人工智能诊断技术的重要目标。但现阶段人工智能和专家系统在机械设备故障诊断技术的应用还处在研究阶段，还并未达到人们所预期的目标。
4.3专门化、便携式诊断仪器与设备的开发
在自动化技术快速发展的同时，工业生产的安全性问题以及设备运行的稳定性问题逐渐得到了相关从业人员的重视。基于此，众多的学者开展了机械设备故障诊断技术的理论分析与实践研究，为诊断技术的发展以及诊断设备的改进提供了重要的理论基础与实践方法。鉴于传统诊断设备、仪器的诊断服务多基于PC平台搭建，其研发与使用成本以及诊断系统的体积等因素极大地限制了诊断服务的发展，移动终端的引入，以及便携式仪器的开发在故障诊断领域展现的优势与前景，成为领域内的研究热点。研制出针对机械设备检测和诊断的专门仪器，用以代替过去落后的技术设备，也是机械故障诊断领域发展的重要趋势。
结语
机械设备故障诊断技术在生产活动以及机械设备的运行过程中扮演着极为重要的角色，加强诊断技术的研究以及相应仪器的研发，具有重要意义。现如今，我国的机械诊断技术正处于蓬勃发展的过程中，其与人工智能和专家系统的交融，必将使机械设备故障诊断的质量、效率得到飞跃，而人工智能在机械故障诊断技术中的应用，将成为今后的必然趋势。
参考文献：
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[2]曹红苹，石博强，刘玉辉.基于Web的机械状态监测与故障诊断系统[J].唐山高等专科学校学报，2001（02）：78-81.
论文作者:奚君财,赵海东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/3
标签：机械设备论文; 故障诊断论文; 技术论文; 故障论文; 人工智能论文; 机械论文; 设备论文; 《基层建设》2019年第10期论文;