探析機械制造系統(tǒng)監(jiān)測設計理念

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1可監(jiān)測性設計理論體系的理論基礎

1.1系統(tǒng)論核心思想

系統(tǒng)論的核心思想就是系統(tǒng)整體性，該理論把世間所有的事物均看做是一個整體，統(tǒng)稱為一個系統(tǒng)，這個系統(tǒng)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(tǒng)所表現(xiàn)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(lián)才能夠共同發(fā)揮作用。同樣，系統(tǒng)如果失去了任何一個組成部分，那么其整體性能也會出現(xiàn)很大的變化，從而影響其整體特性。

1.2系統(tǒng)論研究方法

使用系統(tǒng)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(tǒng)，通過系統(tǒng)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系以及相互之間所存在的變化規(guī)律，最終實現(xiàn)被研究對象的全面性能優(yōu)化。

1.3系統(tǒng)的種類

我們可以把整個世界看作是很多系統(tǒng)的集合，在這個集合當中存在著多種多樣的系統(tǒng)，不同的系統(tǒng)其組成成分也有著很大的區(qū)別。區(qū)分不同系統(tǒng)的方法有很多種，所使用的方法以及出發(fā)的角度均會劃分出很多種不同的系統(tǒng)集合。譬如，所謂大小系統(tǒng)之說，就是從系統(tǒng)的容量大小角度出發(fā)來劃分系統(tǒng)的。

1.4系統(tǒng)論研究的目的和意義

之所以要對系統(tǒng)論進行深入的分析與研究，就是為了能夠更加全面的認識系統(tǒng)普遍存在的特點及共性，從而能夠更好的把握系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)律，去管理并控制系統(tǒng)，進而創(chuàng)造出新的優(yōu)化的更加符合社會發(fā)展方向及程度的系統(tǒng)?？傊瑢ο到y(tǒng)論的研究可以全面的優(yōu)化現(xiàn)有系統(tǒng)結構，促進所涉及學科更加合理快速的發(fā)展，為現(xiàn)代科學理論提供更有價值的技術支持，能夠解決社會發(fā)展過程中出現(xiàn)的越來越復雜的問題。

1.5系統(tǒng)論發(fā)展趨勢

從當前的發(fā)展方向來看，系統(tǒng)論有著越來越多新技術、新知識的融合，使得該理論得以快速健康的發(fā)展，未來的發(fā)展趨勢可以歸納為兩個方面：當前先進的科學技術、新興學科與系統(tǒng)論相互融合；信息論、控制論在系統(tǒng)論的基礎之上，共同向著同一個方向發(fā)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為合理科學的方法。隨著工業(yè)水平的不斷發(fā)展，層次分析法在解決復雜決策問題的定性與定量分析上有著非常明顯的優(yōu)勢。對問題進行定性定量，根據(jù)所反映的綜合信息，通過專業(yè)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(jù)所得到的相對重要度來排列解決方法的優(yōu)先順序。該方法在1982年就已經(jīng)進入我國，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題上的優(yōu)勢，使得其在我國很多領域內都有著廣泛的認同。

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(jù)問題的性質以及所要實現(xiàn)的最終目標，把被研究問題劃分為多個不同的組成成分，同時根據(jù)成分與成分之間的相互關系再細分為不同層次的組合，從而構建出一個多層次的用于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(yōu)劣情況的排序。使用層次分析法來研究具體問題。

3可監(jiān)測性設計理論體系研究

3.1機械系統(tǒng)可監(jiān)測性設計研究的必要性

淤機械產(chǎn)品設備及系統(tǒng)逐漸的向大型化、復雜化、高集成、多參數(shù)以及自動化方向發(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(xiàn)在很多產(chǎn)品在設計時并不會考慮到未來的監(jiān)測問題，所以大部分產(chǎn)品機械系統(tǒng)的可監(jiān)測性能較差，對于其使用過程中狀態(tài)信息的收集十分復雜困難。即使通過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時或者缺失。這些情況均無法準確實時的反映出系統(tǒng)的實際狀態(tài)。

3.2基于系統(tǒng)工程論的機械系統(tǒng)可監(jiān)測性設計理論

3.2.1可監(jiān)測性

設計研究對象及相關的技術領域淤可監(jiān)測性設計研究的對象。相對于整個龐大的系統(tǒng)而言，產(chǎn)品最為重要的一個設計屬性就是可監(jiān)測性。也就是說，對于某一個組成部分或者某一塊組成部分進行可監(jiān)測性研究是沒有任何意義的，必須是對于整個系統(tǒng)而言，才有可監(jiān)測性這一概念?；诖丝梢缘玫?，可監(jiān)測性設計所要研究的對象首先是機械，其次是整個系統(tǒng)。于可監(jiān)測性設計相關的技術領域?？杀O(jiān)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(shù)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(jiān)測性設計，必須要使用到計算機、網(wǎng)絡通信、系統(tǒng)工程、優(yōu)化算法等多種技術。

3.2.2可監(jiān)測性設計的研究內容

根據(jù)上述的研究知道，可監(jiān)測性設計是對于系統(tǒng)而言的，對于系統(tǒng)中的任何一個組成部分均沒有可監(jiān)測性設計這一概念。實質上，可監(jiān)測性設計是一個綜合性設計，它需要全面綜合考慮系統(tǒng)的每一個部分以及他們之間的相互關系，綜合考慮系統(tǒng)的運行過程以及各種監(jiān)測技術的相互配合。通過對系統(tǒng)監(jiān)測可觀性、可達性的分析與研究，實現(xiàn)內外部監(jiān)測設備通力配合，保證系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測的全壽命周期設計。淤可監(jiān)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(xiàn)代機械設計理論等，加之系統(tǒng)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(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測以及現(xiàn)代設計理論進行研究，形成可監(jiān)測性設計體系所使用的基本術語。于可監(jiān)測性分配方法研究?？杀O(jiān)測性設計的關鍵就在于科學的選取測點，這對于最終設計的實施效果有著非常重要的影響。實質上，可監(jiān)測性分配方法就是對系統(tǒng)監(jiān)測點優(yōu)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(tǒng)高可靠性、高安全性以及智能化的設計目標，最終實現(xiàn)準確反映機械系統(tǒng)運行狀態(tài)信息的可靠獲取。盂可監(jiān)測性設計方法研究。在對機械系統(tǒng)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(jiān)測性設計的設計標準、實施過程，采用并行工程思想以及全生命周期設計理念進行系統(tǒng)效益、安全、可靠等多參數(shù)分析，共同構建可監(jiān)測性設計方法體系。榆可監(jiān)測性設計評價研究。進行科學評價制度的構建是可監(jiān)測性設計的關鍵部分，這個研究過程影響著這個可監(jiān)測性設計的內容。這里面不僅僅包含了對設計階段的評價，還包含著生產(chǎn)階段、使用階段的評價內容。簡單來說，就是依靠已有的系統(tǒng)評價理論以及相關方法，對所收集到的各種機械系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)信息，構建一個各種特征參數(shù)信息均可研究的機械系統(tǒng)可監(jiān)測性設計評價體系，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)可監(jiān)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(yè)技術學院