一、前言
        企業(yè)管理的現(xiàn)代化必然要以設(shè)備的現(xiàn)代化作為其重要組成部分，而機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)在設(shè)備管理與維修現(xiàn)代化中占有重要的地位，為了做到對(duì)設(shè)備的預(yù)防維修，從設(shè)備維修的角度，首先必須建立起與設(shè)備有關(guān)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)體系，即必須根據(jù)被診斷的對(duì)象設(shè)備自身的重要性選定相應(yīng)的監(jiān)測(cè)方法和儀器設(shè)備。這有多種配置，其中用于現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集器，并配有數(shù)據(jù)處理、分析和診斷的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在我國已經(jīng)開展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷工作的工廠企業(yè)中約占70%以上，離線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)似乎是企業(yè)剛開展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷工作的切入點(diǎn)，這是因?yàn)閿?shù)據(jù)采集器小巧便攜、操作簡(jiǎn)便，不僅可以記錄特征量值，而且可以記錄時(shí)間波形和進(jìn)行頻譜分析，集測(cè)量、記錄和頻譜分析儀的多項(xiàng)功能于一體;而計(jì)算機(jī)終端的分析軟件則可完成數(shù)據(jù)庫建立，巡檢路徑組態(tài)，并可針對(duì)各個(gè)不同設(shè)備進(jìn)行分析診斷和趨勢(shì)預(yù)報(bào)。因此采用先進(jìn)的技術(shù)和手段進(jìn)行設(shè)備管理是提高設(shè)備使用效率以獲得最大的企業(yè)效益的良好途徑。
        在人類生產(chǎn)發(fā)展史上，設(shè)備管理中維修體制的發(fā)展經(jīng)歷了從不定期到定期，又到不定期這樣幾個(gè)階段，它反應(yīng)了人們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中不斷的尋求最好的設(shè)備管理方法和最合理的設(shè)備維修體制以取得最大的經(jīng)濟(jì)效益的進(jìn)步過程。
        事后維修方式時(shí)代對(duì)發(fā)生事故難以預(yù)料，并往往會(huì)造成設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞，既不安全而且又延長了維修時(shí)間，修理費(fèi)用反而加大。
        計(jì)劃維修是建立在設(shè)備故障率的統(tǒng)計(jì)分析基礎(chǔ)上的，其檢修期遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于最短故障期，因此可以保證不會(huì)出現(xiàn)設(shè)備損壞的嚴(yán)重故障，但是往往要使還能運(yùn)行一段時(shí)間的設(shè)備停下檢修，既減少了產(chǎn)量又增加了維修費(fèi)用，造成所謂“過剩維修”，這對(duì)于現(xiàn)代化大型連續(xù)生產(chǎn)企業(yè)，其不合理性是明顯的。
        而以狀態(tài)監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)的預(yù)知維修，是不規(guī)定檢修周期，但是要定期或連續(xù)地對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的結(jié)果，查明設(shè)備有無劣化或故障征兆，再安排在必要時(shí)進(jìn)行修理。它能在設(shè)備失效前檢測(cè)和診斷出所存在的故障，并可較準(zhǔn)確地估計(jì)出連續(xù)運(yùn)行的可靠時(shí)間，因而設(shè)備使用壽命最長，意外停機(jī)事故最少，還有因過剩維修受到控制，從而減少了備件消耗和維修工作量，也可防止因檢修而出現(xiàn)的人為故障，從而最終導(dǎo)致使維修費(fèi)用最低。
        二、狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的發(fā)展
        第一階段  狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)是近二十年發(fā)展起來的一門新興交叉學(xué)科，最初是依靠現(xiàn)場(chǎng)獲取設(shè)備運(yùn)行時(shí)的感觀狀態(tài)（如異常震動(dòng)、異常噪音、異常溫度、潤滑油液中是否含有磨削物等）并憑經(jīng)驗(yàn)或多位專家進(jìn)行分析研究確定可能存在何種故障或故障隱患。
        第二階段  隨著測(cè)量以及測(cè)量儀器的深入研究發(fā)展，狀態(tài)監(jiān)測(cè)逐步發(fā)展為依靠測(cè)量儀器測(cè)量設(shè)備的某些關(guān)鍵部位，以獲取參數(shù)（如頻率、振幅、速度、加速度、溫度等參數(shù)）并記錄下來，通過計(jì)算出某些固有參數(shù)與測(cè)量參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，確定故障點(diǎn)或故障隱患點(diǎn)，或者通過對(duì)某些參數(shù)多次測(cè)量的數(shù)值進(jìn)行比較，依據(jù)其劣化趨勢(shì)確定其工作狀態(tài)(是否出現(xiàn)故障或故障隱患)。
        第三階段  隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，軟件的開發(fā)，設(shè)備管理已進(jìn)入計(jì)算機(jī)管理模式，狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)也發(fā)展到計(jì)算機(jī)時(shí)代，一些專用的狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀器（如數(shù)據(jù)采集器）不僅具有測(cè)量、記錄現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)，還能進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)分析處理，要作進(jìn)一步的分析處理時(shí)，只需將數(shù)據(jù)采集器上的參數(shù)通過通訊線傳入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)便能對(duì)這些數(shù)據(jù)作出綜合分析，并顯示出相關(guān)的圖譜如：倍頻譜圖、倒頻譜圖、時(shí)域頻譜圖、幅值圖等。并可通過計(jì)算機(jī)上的專家系統(tǒng)對(duì)所測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)（如設(shè)備是否該修理或還可使用多長時(shí)間后應(yīng)修理）
        第四階段  隨著其他各門學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，狀態(tài)監(jiān)測(cè)域故障診斷技術(shù)方面的研究工作已進(jìn)入深度和廣度發(fā)展的階段，研究工作從監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)的開發(fā)研制進(jìn)入到診斷方法的研究；監(jiān)測(cè)診斷手段由震動(dòng)工藝參數(shù)的監(jiān)測(cè)擴(kuò)大到油液、扭矩、功率、甚至能量損耗的監(jiān)測(cè)診斷；研究對(duì)象由旋轉(zhuǎn)機(jī)械擴(kuò)展到發(fā)動(dòng)機(jī)、工程施工機(jī)械以及生產(chǎn)線；時(shí)空范圍由當(dāng)?shù)乇O(jiān)測(cè)診斷擴(kuò)大到異地監(jiān)測(cè)，即監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)。
        三、狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的分類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
        1、離線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
        離線診斷是故障診斷中的一種類型或一種工作模式，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)是定期地進(jìn)行一次監(jiān)測(cè)與診斷。從表面上看，“離線”與“在線”僅是工作方式的不同，但正是由于這種工作方式的區(qū)別，決定了應(yīng)用場(chǎng)合和服務(wù)對(duì)象以及所采用技術(shù)的復(fù)雜程度的不同，從而形成了離線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)與在線系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上有較大的差異，其次在分析功能上也存在一定差異。
        離線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的工作方式通常是先在實(shí)驗(yàn)室或計(jì)算機(jī)房通過計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行巡檢路徑組態(tài)設(shè)置，然后單獨(dú)將數(shù)據(jù)采集器帶到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、存貯。待數(shù)據(jù)采集完畢后，再將數(shù)據(jù)采集器帶回實(shí)驗(yàn)室與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)，然后將數(shù)據(jù)采集器中的數(shù)據(jù)上載到計(jì)算機(jī)并存入數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行集中管理和分析、處理。
        總體上講，離線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)相對(duì)在線系統(tǒng)而言要簡(jiǎn)單的多，其系統(tǒng)基本構(gòu)成如圖.1所示，離線系統(tǒng)由傳感器、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集器和微型計(jì)算機(jī)（包括監(jiān)測(cè)、通訊、分析和診斷軟件）所組成，也稱T—C—PC機(jī)械故障巡檢系統(tǒng)，其中動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集器與微型計(jì)算機(jī)通過RS-232C接口或其他專用接口連接，形成可分離的聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。

                                                 圖1 離線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的基本構(gòu)成
        2、在線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
        在線監(jiān)測(cè)與診斷是狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷中的另一種類型或工作模式，它是將傳感器永久安裝于測(cè)點(diǎn)上，并將傳感器采集的信號(hào)通過處理設(shè)備和傳輸設(shè)備直接傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，或?qū)Ｓ梅治雠c診斷儀器，對(duì)所測(cè)設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和分析診斷，甚至可以將分析診斷結(jié)果接入設(shè)備的電器控制部分，一旦發(fā)現(xiàn)故障或所測(cè)參數(shù)超過報(bào)警范圍，計(jì)算機(jī)發(fā)出指令使電器控制部分作出停機(jī)操作以保護(hù)設(shè)備。其系統(tǒng)基本構(gòu)成如圖2所示。與離線監(jiān)測(cè)相比較起來能更及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障，但成本較高。

                                    圖2  在線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的基本構(gòu)成
        3、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)與故障診斷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
        狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)管理和Internet網(wǎng)絡(luò)管理
        局域網(wǎng)絡(luò)管理是指在某一個(gè)固定的工廠企業(yè)或某個(gè)車間，建立一個(gè)局域網(wǎng)，使各個(gè)終端上的數(shù)據(jù)都能共享，從而實(shí)現(xiàn)管理者能夠在各自的辦公室看到有關(guān)設(shè)備管理員是否對(duì)指定設(shè)備進(jìn)行了監(jiān)測(cè)以及監(jiān)測(cè)的結(jié)果和分析結(jié)論，以便作出正確的決策：設(shè)備繼續(xù)使用還是停機(jī)修理。
        Internet網(wǎng)絡(luò)管理是指設(shè)備上自帶監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)通訊接口，或者將采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)直接傳輸給設(shè)備生產(chǎn)廠家，讓生產(chǎn)廠家作出分析和故障診斷結(jié)果，并提供相應(yīng)的建議。
        四、在設(shè)備管理中應(yīng)用狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
        國內(nèi)設(shè)備管理中采用診斷技術(shù)工作起步較晚，但也有許多成功的例子，概括地講，應(yīng)用診斷技術(shù)，實(shí)行以狀態(tài)監(jiān)測(cè)為主的維修制度有以下優(yōu)點(diǎn)：
       （1）避免“過剩維修”，防止因不必要的拆卸使設(shè)備精度降低，延長設(shè)備壽命
       （2）減少維修時(shí)間，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。
       （3）減少和避免重大事故發(fā)生，故不僅能獲得巨大經(jīng)濟(jì)效益，而且能獲得很好的社會(huì)效益。
       （4）降低維修費(fèi)用

        結(jié)束語
        綜上所說，我們可以得出結(jié)論，對(duì)于現(xiàn)代化設(shè)備來說，不出故障是很難做到的，問題在于早期發(fā)現(xiàn)，防患于未然，而以時(shí)間為基礎(chǔ)的定期維修方式必然要過渡到以狀態(tài)為基礎(chǔ)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)維修制度。因?yàn)榘礌顟B(tài)維修產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益是十分驚人的，有“無形的財(cái)富”和“被遺忘的利潤”之稱。