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探析機械制造系統監測設計理念論文
1可監測性設計理論體系的理論基礎
1.1系統論核心思想
系統論的核心思想就是系統整體性，該理論把世間所有的事物均看做是一個(gè)整體，統稱(chēng)為一個(gè)系統，這個(gè)系統是由很多不同的組成部分按照一定的邏輯，合理的組合在一起的，并不是這些組成部分隨機組合的。系統所表現出來(lái)的整體性是單獨的組成部分所不具備的，只有每一個(gè)組成部分有機的結合在一起，相互關(guān)聯(lián)才能夠共同發(fā)揮作用。同樣，系統如果失去了任何一個(gè)組成部分，那么其整體性能也會(huì )出現很大的變化，從而影響其整體特性。
1.2系統論研究方法
使用系統論去研究問(wèn)題，最核心的方法就是把被研究對象看做是一個(gè)整體，是一個(gè)系統，通過(guò)系統論的思想去分析與研究對象的各種特性，去把握被研究對象各個(gè)組成部分之間的關(guān)系以及相互之間所存在的變化規律，最終實(shí)現被研究對象的全面性能優(yōu)化。
1.3系統的種類(lèi)
我們可以把整個(gè)世界看作是很多系統的集合，在這個(gè)集合當中存在著(zhù)多種多樣的系統，不同的系統其組成成分也有著(zhù)很大的區別。區分不同系統的方法有很多種，所使用的方法以及出發(fā)的角度均會(huì )劃分出很多種不同的系統集合。譬如，所謂大小系統之說(shuō)，就是從系統的容量大小角度出發(fā)來(lái)劃分系統的。
1.4系統論研究的目的和意義
之所以要對系統論進(jìn)行深入的分析與研究，就是為了能夠更加全面的認識系統普遍存在的特點(diǎn)及共性，從而能夠更好的把握系統的發(fā)展規律，去管理并控制系統，進(jìn)而創(chuàng )造出新的優(yōu)化的更加符合社會(huì )發(fā)展方向及程度的系統�？傊�，對系統論的研究可以全面的優(yōu)化現有系統結構，促進(jìn)所涉及學(xué)科更加合理快速的發(fā)展，為現代科學(xué)理論提供更有價(jià)值的技術(shù)支持，能夠解決社會(huì )發(fā)展過(guò)程中出現的越來(lái)越復雜的問(wèn)題。
1.5系統論發(fā)展趨勢
從當前的發(fā)展方向來(lái)看，系統論有著(zhù)越來(lái)越多新技術(shù)、新知識的融合，使得該理論得以快速健康的發(fā)展，未來(lái)的發(fā)展趨勢可以歸納為兩個(gè)方面：當前先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)、新興學(xué)科與系統論相互融合；信息論、控制論在系統論的基礎之上，共同向著(zhù)同一個(gè)方向發(fā)展。
2層次分析法
2.1層次分析法
這種方法實(shí)質(zhì)上就是針對層次權重分析所提出的一種最為合理科學(xué)的方法。隨著(zhù)工業(yè)水平的不斷發(fā)展，層次分析法在解決復雜決策問(wèn)題的定性與定量分析上有著(zhù)非常明顯的優(yōu)勢。對問(wèn)題進(jìn)行定性定量，根據所反映的綜合信息，通過(guò)專(zhuān)業(yè)判斷來(lái)對目標標準進(jìn)行加權處理，從而匹配出標準相對重要度，這樣就可以根據所得到的相對重要度來(lái)排列解決方法的優(yōu)先順序。該方法在1982年就已經(jīng)進(jìn)入我國，并在很多行業(yè)中得到了應用。正是由于其在定性與定量結合處理復雜問(wèn)題上的優(yōu)勢，使得其在我國很多領(lǐng)域內都有著(zhù)廣泛的認同。
2.2基本原理和基本流程
通過(guò)層次分析法來(lái)對問(wèn)題進(jìn)行研究，其基本原理就是根據問(wèn)題的性質(zhì)以及所要實(shí)現的最終目標，把被研究問(wèn)題劃分為多個(gè)不同的組成成分，同時(shí)根據成分與成分之間的相互關(guān)系再細分為不同層次的組合，從而構建出一個(gè)多層次的用于分析研究的模型結構。這樣所要研究的問(wèn)題就變成了對不同層次相對重要權值的確定，或者說(shuō)優(yōu)劣情況的排序。使用層次分析法來(lái)研究具體問(wèn)題。
3可監測性設計理論體系研究
3.1機械系統可監測性設計研究的必要性
淤機械產(chǎn)品設備及系統逐漸的向大型化、復雜化、高集成、多參數以及自動(dòng)化方向發(fā)展，工業(yè)發(fā)展需要更為可靠、更加智能的機械水平，對工作環(huán)境有著(zhù)更高的要求，而且機械設備的維護也越發(fā)的復雜與困難。顯然，機械產(chǎn)品設計需要全面的更新改革。于現在很多產(chǎn)品在設計時(shí)并不會(huì )考慮到未來(lái)的監測問(wèn)題，所以大部分產(chǎn)品機械系統的可監測性能較差，對于其使用過(guò)程中狀態(tài)信息的收集十分復雜困難。即使通過(guò)其他手段采集到了狀態(tài)信息，也因為各種因素導致信息的過(guò)時(shí)或者缺失。這些情況均無(wú)法準確實(shí)時(shí)的反映出系統的實(shí)際狀態(tài)。
3.2基于系統工程論的機械系統可監測性設計理論
3.2.1可監測性
設計研究對象及相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域淤可監測性設計研究的對象。相對于整個(gè)龐大的系統而言，產(chǎn)品最為重要的一個(gè)設計屬性就是可監測性。也就是說(shuō)，對于某一個(gè)組成部分或者某一塊組成部分進(jìn)行可監測性研究是沒(méi)有任何意義的，必須是對于整個(gè)系統而言，才有可監測性這一概念�；诖丝梢缘玫�，可監測性設計所要研究的對象首先是機械，其次是整個(gè)系統。于可監測性設計相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域�？杀O測性設計理論是多種學(xué)科交叉的一門(mén)基礎理論，它涉及到機械學(xué)學(xué)科、信息學(xué)學(xué)科、數學(xué)學(xué)科、材料學(xué)科等多個(gè)領(lǐng)域。從整體上來(lái)看，想要進(jìn)行一個(gè)全面的可監測性設計，必須要使用到計算機、網(wǎng)絡(luò )通信、系統工程、優(yōu)化算法等多種技術(shù)。
3.2.2可監測性設計的研究?jì)热?/p>
根據上述的研究知道，可監測性設計是對于系統而言的，對于系統中的任何一個(gè)組成部分均沒(méi)有可監測性設計這一概念。實(shí)質(zhì)上，可監測性設計是一個(gè)綜合性設計，它需要全面綜合考慮系統的每一個(gè)部分以及他們之間的相互關(guān)系，綜合考慮系統的運行過(guò)程以及各種監測技術(shù)的相互配合。通過(guò)對系統監測可觀(guān)性、可達性的分析與研究，實(shí)現內外部監測設備通力配合，保證系統狀態(tài)監測的全壽命周期設計。淤可監測性設計相關(guān)術(shù)語(yǔ)研究。這一部分的研究主要是通過(guò)CMFD技術(shù)、PHM技術(shù)、現代機械設計理論等，加之系統的科學(xué)調研過(guò)程以及領(lǐng)域內專(zhuān)家的研討等方式，全面的對機械系統狀態(tài)監測以及現代設計理論進(jìn)行研究，形成可監測性設計體系所使用的基本術(shù)語(yǔ)。于可監測性分配方法研究�？杀O測性設計的關(guān)鍵就在于科學(xué)的選取測點(diǎn)，這對于最終設計的實(shí)施效果有著(zhù)非常重要的影響。實(shí)質(zhì)上，可監測性分配方法就是對系統監測點(diǎn)優(yōu)化的一個(gè)過(guò)程。具體來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)可靠性、維修性等分配方法理論，按照機械系統高可靠性、高安全性以及智能化的設計目標，最終實(shí)現準確反映機械系統運行狀態(tài)信息的可靠獲取。盂可監測性設計方法研究。在對機械系統設計方法全面深入研究的基礎之上，通過(guò)可靠性設計、可維修性設計以及保障性設計等方法上，對可監測性設計的設計標準、實(shí)施過(guò)程，采用并行工程思想以及全生命周期設計理念進(jìn)行系統效益、安全、可靠等多參數分析，共同構建可監測性設計方法體系。榆可監測性設計評價(jià)研究。進(jìn)行科學(xué)評價(jià)制度的構建是可監測性設計的關(guān)鍵部分，這個(gè)研究過(guò)程影響著(zhù)這個(gè)可監測性設計的內容。這里面不僅僅包含了對設計階段的評價(jià)，還包含著(zhù)生產(chǎn)階段、使用階段的評價(jià)內容。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是依靠已有的系統評價(jià)理論以及相關(guān)方法，對所收集到的各種機械系統運行數據信息，構建一個(gè)各種特征參數信息均可研究的機械系統可監測性設計評價(jià)體系，從而實(shí)現對系統可監測性設計各個(gè)階段的科學(xué)有效評價(jià)。
作者：張新智
單位：甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院
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