现代大型设备的现状与机械制造业的发展趋势gylf.docx

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1、现代大型型设备的的现状和和机械制制造业的的发展趋趋势1、现代代大型设设备的现现状(状态监监测与故故障诊断断)大型设备备状态监监测与故故障诊断断技术在在近十年年内得到到了前所所未有的的发展，它它对于工工业部门门重要设设备的管管理维护护、提高高企业生生产能力力和保证证安全生生产、改改进产品品质量都都具有极极大的效效益，在在国民经经济各部部门发展展中有着着十分重重要的意意义? 1众所周知知，一切切工业部部门有着着许多各各种各样样的机器器和设备备，它们们运行是是否完好好直接影影响企业业的效益益，其中中一些关关键性重重要设备备甚至起起着决定定企业命命运的作作用，一一旦发生生事故，损损失将不不可估量量。因

2、此此，如何何避免机机器发生生事故，尤尤其是灾灾难性事事故，一一直是人人们极为为重视的的问题。长长期以来来，由于于人们无无法预知知事故的的发生，不不得不采采取两种种对策：一是等等设备坏坏了再进进行维修修，该办办法经济济损失很很大，因因为等设设备运行行到破坏坏为止，往往往需要要昂贵的的维修费费用，灾灾难性破破坏需要要更换设设备，还还可能造造成人员员伤亡；二是定定期检修修设备，这这种方法法需有一一定计划划性和预预防性，但但其缺点点是如无无故障，则则经济上上损失很很大，而而且定期期检修的的时间周周期也很很难确定定。因此，合合理的维维修应是是预知性性的，即即在设备备故障出出现的早早期就监监测臆患患，提前

3、前预报，以以便适时时、合理理地采取取措施，于于是故障障诊断技技术应运运而生。 现代设备备状态监监测和故故障诊断断技术在在国内外外应用非非常广泛泛，在航航天航空空、能源源电力、石石油化工工、交通通运输、机机械加工工等行业业都有应应用223310如: (1)航空发发动机与与飞机的的故障诊诊断 (2)核反应应堆的故故障诊断断(3)汽汽轮发电电机组的的故障诊诊断 (4)冶冶金设备备的故障障诊断(5)石石油化工工设备的的故障诊诊断 (6)船船舶发动动机及其其汽轮机机的故障障诊断 (7)车车辆发动动机的故故障诊断断。(8)矿矿山机械械与矿井井设备的的故障诊诊断 (9)大大型结构构的无损损探伤及及故障诊诊断

4、 从以上上叙述可可看出，现现代设备备状态监监测与故故障诊断断技术对对于国民民经济有有着十分分重要的的意义，其其作用主主要表现现在以下下几方面面： (1)早期预预报，防防止事故故发生 (2)预知性性维修，提提高设备备管理水水平 (3)提高设设备的设设计、制制造水平平，改进进产品质质量 (4)确定复复杂机器器的最佳佳工作参参数，提提高效率率 (5)降低噪噪声、泄泄漏等污污染，保保护环境境此外，状状态监测测与故障障诊断技技术的研研究与发发展对促促进其相相关学科科技术的的发展也也具有科科学意义义。 大型设备备状态监监测与故故障诊断断技术研研究所涉涉及的学学科领域域十分广广泛，并并在不断断扩展。根根据目

5、前前的情况况和潜在在价值，其其研究内内容主要要有以下下几个内内容： (1)故障信信息检测测 (2)故故障特征征分析 (3)状状态监测测方法 故障信信息检测测是对机机械设备备实现状状态监测测与故障障诊断的的第一步步，是故故障诊断断工作的的重要基基础，故故障信息息检测是是对机械械设备本本身的工工作参数数，性能能指标、相相关物理理量等信信息的信信号进行行检测和和量化的的技术,而传感感器则是是获取各各种信息息并将其其转换成成易测量量和处理理的信号号 (一一般为电电信号)的器件件，是故故障信息息检测的的关键和和主要手手段。另另外，故故障信息息的检测测还有取取样，探探伤等手手段。机机械设备备故障信信息检测

6、测涉及的的主要物物理量有有振动 (如位位移，速速度，加加速度、机机械阻抗抗或导纳纳)，声声 (如声压压、声台台，声功功率)，力力 (应应力、载载荷、力力、力矩矩、扭矩矩，压力力)，转转动(如如转速、角角位移)以及温温度，流流量等。 故障信信息检测测与传感感器技术术的发展展趋向是是4：发展展以高可可靠性和和长期稳稳定性为为代表的的检测与与传感器器技术；发展固固定植入入式和介介入式检检测与传传感技术术；发展展故障信信息的遥遥测技术术；发展展振动测测量用光光纤传感感技术；发展声声发射检检测技术术。传感感器技术术将继续续是状态态监测和和故障诊诊断的一一个重要要研究内内容。随随着微电电子技术术、光电电技

7、术和和精密机机械加工工技术与与传统的的传感技技术相结结合，传传感器将将向微型型化、多多参数、数数字化、实实用化发发展，与与之配套套的二次次仪表将将向多功功能、智智能化方方向发展展，将导导致集微微传感器器、微处处理器于于一体的的智能前前端微系系统的问问世和应应用。 故障特特征分析析的主要要内容是是信号分分析和处处理，即即如何从从传感器器来的原原始信号号中分析析提取能能代表故故障特征征的信息息，这是是故障诊诊断的核核心问题题。提取取故障特特征有多多种方法法。常用用的有时时域分析析法、频频域分析析法、旋旋转特征征分析法法、相位位分析法法、时间间序列分分析法、模模态分析析法等。这这些方法法最适合合于声

8、与与振动信信号的分分析处理理，目前前已经发发展成为为现代故故障诊断断技术的的主流5。 故障信信息监测测和故障障特征分分析都是是为故障障诊断服服务的，而而故障依依断的首首要任务务是判断断诊断对对象的运运行状态态是否正正常。在在许多情情形下，只只要能够够监测设设备工作作状态的的变化，就就能进行行故障状状态预报报，及时时采取措措施。从从实际情情况看，目目前故障障诊断工工作的重重点也是是集中在在解决这这个任务务上66。 对机械械设备进进行状态态监测，主主要是对对其工做做状态作作实时监监测和趋趋势分析析。目前前设备状状态实时时监测的的方式主主要有：连续监监测、巡巡回监测测和定期期检测，采采用的手手段主要

9、要是使用用便携式式状态监监测仪、专专用状态态监测系系统以及及以微机机为基础础的多功功能状态态监测分分析系统统，而趋趋势分析析主要的的还处于于实验室室研究阶阶段，研研究手段段有采用用最小二二乘拟合合，时序序模型、卡卡尔曼滤滤波等方方法，并并不断探探索新的的理论和和方法，如如利用人人工神经经网络来来分析设设备的各各种被监监测量，以以形成对对设备状状态的全全面描述述。如建建立一个个基于人人工神经经网络的的镗削刀刀具状态态识别智智能系统统，对不不同的刀刀具、不不同的削削量时，系系统的正正确识别别率达889。随随着人们们对机械械设备运运行状态态研究的的不断深深入以及及计算机机技术的的不断发发展，设设备状

10、态态监测无无论在理理论研究究和技术术应用方方面都将将得到进进一步的的发展78。2、机械械制造业业的发展展趋势 机械制制造业作作为一个个传统的的领域已已经发展展了很多多年，积积累了不不少理论论和实践践经验，但但随着社社会的发发展，人人们的生生活水平平日益提提高，各各个方面面的个性性化需求求越加强强烈。作作为已经经深入到到各行各各业并已已成为基基础工业业的机械械制造业业面临着着严峻的的挑战。 先进制制造技术术这个概概念的提提出为机机械制造造业的发发展指明明了方向向。先进进制造技技术是传传统制造造技术不不断吸收收机械、电电子、信信息、材材料、能能源和现现代管理理等方面面的成果果，并将将其综合合应用于

11、于产品设设计、制制造、检检测、管管理、销销售、使使用、服服务的制制造全过过程，以以实现优优质、高高效、低低耗、清清洁、灵灵活的生生产，并并取得理理想技术术经济效效果的制制造技术术的总称称。它具具有如下下一些特特点： 1、从以技技术为中中心向以以人为中中心转变变，使技技术的发发展更加加符合人人类社会会的需要要。 2、从强调调专业化化分工向向模糊分分工、一一专多能能转变，使使劳动者者的聪明明才智能能够得到到充分发发挥。 3、从金字字塔的多多层管理理结构向向扁平的的网络化化结构转转变，减减少层次次和中间间环节。 4、从传统统的顺序序工作方方式向并并行工作作方式转转变，缩缩短工作作周期，提提高工作作质

12、量。 5、从按照照功能划划分部门门的固定定组织形形式向动动态的自自主管理理的小组组工作方方式转变变。 6、机械制制造技术术的发展展趋势可可以概括括为：(1)机械制制造自动动化(2)精密工工程 (3)传统加加工方法法的改进进与非传传统加工工方法的的发展。机械制造造自动化化技术始始终是机机械制造造业中最活活跃的一一个研究究领域。也也是制造造企业提提高生产产率和赢赢得市场场竞争的的主要手手段。机机械制造造自动化化技术自自本世纪纪20年年代出现现以来，经经历了三三个阶段段，即刚刚性自动动化、柔柔性自动动化和综综合自动动化。纵观机械械制造业业的发展展前景，集成化、智能化、敏捷化、虚拟化、清洁化将是我国未

13、来机械制造业的发展方向。一、集成成化 计算机机集成制制造 （CCIMSS）被认认为是221世纪纪制造企企业的主主要生产产方式。它它是一个个支持系系统，用用于将上上述几个个分系统统联系起起来，以以实现各各分系统统的集成成，通常常可划分分为5部部分： 1、工程技技术信息息分系统统 2、管理信信息分系系统 （MMIS） 3、制造自自动化分分系统（MMAS） 4、质量信信息分系系统 5、计算机机网络和和数据库库分系统统 二、智能能化 智能制制造系统统可被理理解为由由智能机机械和人人类专家家共同组组成的人人机一体体化智能能系统，该该系统在在制造过过程中能能进行智智能活动动，如分分析、推推理、判判断、构构

14、思、决决策等。 在设计计和制造造过程中中，采用用模块化化方法，使使之具有有较大的的柔性；对于人人，智能能制造强强调安全全性和友友好性；对于环环境，要要求作到到无污染染，省能能源和资资源充分分回收；对于社社会，提提倡合理理协作与与竞争。 三、敏敏捷化 敏捷制制造是以以竞争力力和信誉誉度为基基础，是是现代集集成制造造系统从从信息集集成发展展到企业业集成的的必由之之路，它它的发展展水平代代表了现现代集成成制造系系统的发发展水平平，是现现代集成成制造系系统的发发展方向向。 实现敏敏捷制造造的技术术基础包包括： 1、大范围围的通讯讯基础结结构，要要求在全全国范围围内建立立工厂信信息网络络和准时时信息系系

15、统（JJustt-Inn-Tiime-Infformmatiion）。 2、柔性化化、模块块化的产产品设计计方法。 3、高柔性性、模块块化、可可伸缩的的制造系系统。 4、为定单单而设计计、制造造的生产产方式。 5、基于任任务的组组织与管管理。6、基于于信任的的雇佣关关系。 四、虚虚拟化“虚拟制制造”的概念念于200世纪990年代代初期提提出。虚虚拟制造造以系统统建模和和计算机机仿真技技术为基基础，集集现代制制造工艺艺、计算算机图形形学、信信息技术术、并行行工程、人人工智能能、多媒媒体技术术等高新新技术为为一体，是是一项由由多学科科知识形形成的综综合系统统技术。虚虚拟制造造利用信信息技术术、仿真

16、真计算机机技术对对现实制制造活动动中的人人、物、信信息及制制造过程程进行全全面的仿仿真，以以发现制制造中可可能出现现的问题题，在产产品实际际生产前前就采取取预防的的措施，从从而达到到产品一一次性制制造成功功，来达达到降低低成本、缩缩短产品品开发周周期，增增强产品品竞争力力的目的的。 五、清清洁化清洁生产产是指：将综合合预防的的环境战战略，持持续应用用于生产产过程和和产品中中，以便便减少对对人类和和环境的的风险。清洁生产产的两个个基本目目标是资资源的综综合利用用和环境境保护。对对生产过过程而言言，清洁洁生产要要求渗透透到从原原材料投投入到产产出成品品的全过过程，包包括节约约原材料料和能源源，替代

17、代有毒的的原材料料和短缺缺资源，二二次能源源和再生生资源的的利用，改改进工艺艺及设备备，并将将一切排排放物的的数量与与毒性削削减在离离开生产产过程之之前。对对于产品品而言，清清洁生产产覆盖构构成产品品整个生生命周期期的各个个阶段，即即从原材材料的提提取到产产品的最最终处理理，包括括产品的的设计、生生产、包包装、运运输、流流通、销销售及报报废等，合合理利用用资源，并并最大限限度地减减少对人人类和环环境的不不利影响响。综上所述述，机械械制造业业的发展展方向是是将传统统的制造造技术与与现代信信息技术术、管理理技术、自自动化技技术、系系统工程程技术进进行有机机的结合合，通过过计算机机技术是是企业产产品

18、在全全生命周周期中有有关的组组织、经经营、管管理和技技术有机机集成和和优化运运行，在在企业产产品全生生命周期期中实现现信息化化、智能能化、集集成优化化达到产产品上市市快、服服务好、质质量优成成本低的的目的，进进而提高高企业的的柔性、健健壮性和和敏捷性性，是企企业在激激烈的市市场竞争争中立于于不败之之地。 未来十十年中国国机械制制造业会会是怎样样的发展展？91、机械械制造业业在未来来的十年年内仍然然是国民民经济持持续增长长的重要要动力 现在的的制造业业已发展展成为我我国国民民经济的的支柱，工工业增加加值占约约全国GGDP的的三分之之一，工工业增加加值占全全部工业业的800%，上上交税金金约占全全

19、部工业业的900%，制制成品出出品占全全国外贸贸出口总总额的990%，从从业人员员占全部部工业的的90%。 08年年下半年年到099年上半半年，我我国制造造业的出出口受到到了比较较大的挫挫折，我我国制造造业的发发展也产产生了比比较大的的影响，那那么今后后几年制制造业的的发展究究竟如何何呢？ 先看11995520008年年国内国国民经济济生产总总值的构构成比重重，第三三产业的的比重基基本上都都在400%上下下浮动，没没有更大大更快速速的发展展。第二二产业里里面主要要是制造造业，制制造业占占全国GGDP的的三分之之一，而而第二产产业占448%左左右，从从这个发发展趋势势来看，未未来十年年来会有有一

20、些变变化，但但是制造造业在国国民经济济当中依依然会占占有比较较重要的的位置。图1 11995520008年年国内生生产总值值构成 再来看看未来十十年我国国的服务务业会不不会有快快速发展展，以使使制造业业在GDDP中占占的比重重降下来来？先大大体介绍绍一下，美美国现在在服务业业的比重重占755%，印印度占551%，中中国占441%。我我想未来来十年我我们的服服务业如如果到了了占GDDP的550%，这这就已经经是一个个很大的的进步了了。如果果按照这这个比例例，未来来十年制制造业在在GDPP中占得得比重依依然还在在30%左右。 在这方方面，可可以与美美国的制制造业的的增加值值和GDDP的比比重作一一

21、个对比比。美国国的制造造业的增增加值和和GDPP的比重重在2000020005年之之间大体体上升了了1520%之间，这这几年美美国制造造业的比比重开始始下降，其其中一方方面有美美国服务务业比重重的加长长；另一一方面是是因为这这些年美美国制造造业这几几年的发发展比较较缓慢。而而我国制制造业占占GDPP的比重重基本上上在322%335%这这个之间间，若干干年以后后我国制制造业在在这个比比例上的的波动可可能会有有降低，但但却丝毫毫不会影影响其在在国民经经济占有有的重要要位置。2、机械械制造业业在未来来的十年年内仍将将保持一一定速度度的增长长 既然我我国的制制造业在在未来十十年依然然还是国国民经济济发

22、展的的重要动动力，因因此制造造业在未未来的十十年内仍仍将保持持比较高高速的发发展速度度。 我国制制造业总总产值从从20000年的的739924亿亿元上升升到20008年年的44413558亿元元，其增增长速度度可见一一斑。下下图是制制造业、工工业以及及GDPP增速的的比较图图。从这这个图可可以看出出，工业业增速高高于GDDP增速速两个百百分点左左右；制制造业总总产值增增速高于于工业增增速的十十个百分分点左右右。因此此再过十十年，制制造业总总产值的的增速和和工业增增加值的的增速基基本保持持1020%左右。图2 近近年来制制造业、工工业、GGDP增增速比较较图3、机械械制造业业就总量量和规模模已居

23、世世界前列列，在未未来的十十年内将将稳居世世界第一一图3 220000-20007年年中美日日德制造造业增加加值比较较通过图33中的对对比可以以看出，到到20007年，我我国的制制造业增增加值已已经超过过了日本本和德国国。2000820009年这这两年过过去之后后，我国国的制造造业增加加值已经经和美国国接近了了。有些些资料介介绍，我我国目前前制造业业产值总总量已经经是世界界第一了了；比较较保守的的说，我我国在全全世界制制造业的的增加值值据第二二位。个人观点点：在学习机机械制造造技术和和现代设设备管理理课程中中我深刻刻了解到到现代大大型设备备的现状状和机械械制造业业的发展展趋势。在机械械制造业业

24、的发展展过程中中，设备备的管理理维护及及使用是是非常重重要的，而而设备的的日常维维护保养养是设备备维护的的基础工工作，必必须做到到制度化化和规范范化。设设备定期期检查是是一种有有计划的的预防性性检查，检检查的手手段除人人的感官官以外，还还要有一一定的检检查工具具和仪器器，按定定期检查查卡执行行，定期期检查有有人又称称为定期期点检。对对机械设设备还应应进行精精度检查查，以确确定设备备实际精精度的优优劣程度度。设备备在使用用过程中中，操作作工必须须做到“三三好”（即即：管理理、用好好、维护护保养好好）、“五五不要”（即即：不要要开着机机器离开开工作岗岗位，必必须离开开时，应应停车并并切断电电源；不

25、不要违反反操作规规程，严严格按使使用要求求和规范范操作使使用设备备，不准准脚踏设设备和用用脚踢电电器开关关、操作作手柄；不要超超负荷、超超加工范范围使用用设备，必必要时应应事先报报告并经经有关方方面同意意后可使使用；不不要带“病病”运转转，发现现故障隐隐患，应应及时停停车检查查，直到到查明原原因、排排除隐患患后才能能继续使使用；不不要在机机器上放放置工件件、材料料、工具具、量具具等，严严禁敲打打设备导导轨等部部位），使使设备经经常保持持整齐、清清洁、润润滑、安安全。未未来，机机械制造造业的发发展方向向是将传传统的制制造技术术与现代代信息技技术、管管理技术术、自动动化技术术、系统统工程技技术进行

26、行有机的的结合，使得制造业得到更好的发展。参考文献献：1屈屈粱生等等编著，机械故故障诊断断学，上海科科技出版版牡，19886.2张张寡驶，无损检检删技术术发展动动向，国际学学术动态态，19993.3耿耿兆瑞，八十年年代国外外煤矿机机械设备备概况，煤矿机机械，19994.4文文元洪，开关量量传感器器的技术术现状及及发展动动态，仪表技技术与传传感器，19995.5雷雷墟尧等等，CDMMS信号号处理故故障诊斯斯夏振动动分析系系统简介介，动态分分析与测测试技术术，19990.6李李白诚，信号智智能分析析技术与与设备故故障诊断断，动态分分析与测测试技术术，19994.7景景敏卿荨荨，大型旋旋转机组组集散监监测与诊诊斯系统统的硬件件研究，动态分分折与测测试技术术，19992.8黄黄海等，CMDD-1压缩缩机组在在线状态态监测与与故障诊诊断系统统 ，振动与与冲击，19995.9朱朱森第，中国机机械工业业联合会会副会长长、著名名制造业业专家，ee-woorkss第四届届中国制制造业CCIO年年会中国国制造业业信息化化岁末盘盘点上的的致辞.10沈永刚刚，现代代设备管管理，机机械工业业出版社社，20003.