探析機械製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整體，統稱爲一個系統，這個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，並不是這些組成部分隨機組合的。系統所表現出來的整體性是單獨的組成部分所不具備的，只有每一個組成部分有機的結合在一起，相互關聯才能夠共同發揮作用。同樣，系統如果失去了任何一個組成部分，那麼其整體性能也會出現很大的變化，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題，最核心的方法就是把被研究對象看做是一個整體，是一個系統，通過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組成部分之間的關係以及相互之間所存在的變化規律，最終實現被研究對象的全面性能優化。

1.3系統的種類

我們可以把整個世界看作是很多系統的集合，在這個集合當中存在着多種多樣的系統，不同的系統其組成成分也有着很大的區別。區分不同系統的方法有很多種，所使用的方法以及出發的角度均會劃分出很多種不同的系統集合。譬如，所謂大小系統之說，就是從系統的容量大小角度出發來劃分系統的。

1.4系統論研究的目的和意義

之所以要對系統論進行深入的分析與研究，就是爲了能夠更加全面的認識系統普遍存在的特點及共性，從而能夠更好的把握系統的發展規律，去管理並控制系統，進而創造出新的優化的更加符合社會發展方向及程度的系統。總之，對系統論的研究可以全面的優化現有系統結構，促進所涉及學科更加合理快速的發展，爲現代科學理論提供更有價值的技術支持，能夠解決社會發展過程中出現的越來越複雜的問題。

1.5系統論發展趨勢

從當前的發展方向來看，系統論有着越來越多新技術、新知識的融合，使得該理論得以快速健康的發展，未來的發展趨勢可以歸納爲兩個方面：當前先進的科學技術、新興學科與系統論相互融合；信息論、控制論在系統論的基礎之上，共同向着同一個方向發展。

2層次分析法

2.1層次分析法

這種方法實質上就是針對層次權重分析所提出的`一種最爲合理科學的方法。隨着工業水平的不斷髮展，層次分析法在解決複雜決策問題的定性與定量分析上有着非常明顯的優勢。對問題進行定性定量，根據所反映的綜合信息，通過專業判斷來對目標標準進行加權處理，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排列解決方法的優先順序。該方法在1982年就已經進入我國，並在很多行業中得到了應用。正是由於其在定性與定量結合處理複雜問題上的優勢，使得其在我國很多領域內都有着廣泛的認同。

2.2基本原理和基本流程

通過層次分析法來對問題進行研究，其基本原理就是根據問題的性質以及所要實現的最終目標，把被研究問題劃分爲多個不同的組成成分，同時根據成分與成分之間的相互關係再細分爲不同層次的組合，從而構建出一個多層次的用於分析研究的模型結構。這樣所要研究的問題就變成了對不同層次相對重要權值的確定，或者說優劣情況的排序。使用層次分析法來研究具體問題。

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

淤機械產品設備及系統逐漸的向大型化、複雜化、高集成、多參數以及自動化方向發展，工業發展需要更爲可靠、更加智能的機械水平，對工作環境有着更高的要求，而且機械設備的維護也越發的複雜與困難。顯然，機械產品設計需要全面的更新改革。於現在很多產品在設計時並不會考慮到未來的監測問題，所以大部分產品機械系統的可監測性能較差，對於其使用過程中狀態信息的收集十分複雜困難。即使通過其他手段採集到了狀態信息，也因爲各種因素導致信息的過時或者缺失。這些情況均無法準確實時的反映出系統的實際狀態。

3.2基於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的技術領域淤可監測性設計研究的對象。相對於整個龐大的系統而言，產品最爲重要的一個設計屬性就是可監測性。也就是說，對於某一個組成部分或者某一塊組成部分進行可監測性研究是沒有任何意義的，必須是對於整個系統而言，纔有可監測性這一概念。基於此可以得到，可監測性設計所要研究的對象首先是機械，其次是整個系統。於可監測性設計相關的技術領域。可監測性設計理論是多種學科交叉的一門基礎理論，它涉及到機械學學科、信息學學科、數學學科、材料學科等多個領域。從整體上來看，想要進行一個全面的可監測性設計，必須要使用到計算機、網絡通信、系統工程、優化算法等多種技術。

3.2.2可監測性設計的研究內容

根據上述的研究知道，可監測性設計是對於系統而言的，對於系統中的任何一個組成部分均沒有可監測性設計這一概念。實質上，可監測性設計是一個綜合性設計，它需要全面綜合考慮系統的每一個部分以及他們之間的相互關係，綜合考慮系統的運行過程以及各種監測技術的相互配合。通過對系統監測可觀性、可達性的分析與研究，實現內外部監測設備通力配合，保證系統狀態監測的全壽命週期設計。淤可監測性設計相關術語研究。這一部分的研究主要是通過CMFD技術、PHM技術、現代機械設計理論等，加之系統的科學調研過程以及領域內專家的研討等方式，全面的對機械系統狀態監測以及現代設計理論進行研究，形成可監測性設計體系所使用的基本術語。於可監測性分配方法研究。可監測性設計的關鍵就在於科學的選取測點，這對於最終設計的實施效果有着非常重要的影響。實質上，可監測性分配方法就是對系統監測點優化的一個過程。具體來說，就是通過可靠性、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，最終實現準確反映機械系統運行狀態信息的可靠獲取。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、實施過程，採用並行工程思想以及全生命週期設計理念進行系統效益、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研究。進行科學評價制度的構建是可監測性設計的關鍵部分，這個研究過程影響着這個可監測性設計的內容。這裏面不僅僅包含了對設計階段的評價，還包含着生產階段、使用階段的評價內容。簡單來說，就是依靠已有的系統評價理論以及相關方法，對所收集到的各種機械系統運行數據信息，構建一個各種特徵參數信息均可研究的機械系統可監測性設計評價體系，從而實現對系統可監測性設計各個階段的科學有效評價。

作者：張新智

單位：甘肅鋼鐵職業技術學院