談機械設備應用及信息化特點

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摘要：近年來，我國機械裝備利用率發展迅速，為滿足當前各行業的最新需求，加快我國經濟的快速發展。機械設備應用作為我國經濟的重要組成部分，關系到各行業的發展方向。在此基礎上，從機械化技術的角度，闡述和分析了機械設備應用的概念及相關技術，并對機械設備的實際應用進行了深入研究。

關鍵詞：機械設備；信息化；研究

引言

盡管近二十年來我國各行業機械化建設取得了一定的成績，但綜合水平仍然是一個值得關注的問題。其廣度和深度仍然落后于金融、電信和大型公共服務行業，與“中國制造”的全球地位不相匹配。因此，推動機械化與工業化的深度融合，發揮后發優勢，實現生產力跨越式發展，促進各行業升級，加快經濟發展方式轉變，應當成為我國機械化提高和深化的戰略重點。隨著機械化的不斷深化與改革，尤其是實際應用中，采用了大量新型機械設備，在運作過程中具有很強的技術性，需要根據實際情況來進行操作研究，本文結合常用機械設備應用存在的問題，提出相應的對策，旨在為今后機械設備在具體應用中提供指引。

1機械設備應用現狀

隨著我國工業發展的日新月異，機械化和智能化已經成為現代社會發展方向，但目前由于經濟和技術的局限性，國內的機械設備老化現象嚴重，機械設備更新時間長，機械設備的使用率低。所以充分發揮機械設備的經濟效益以及使用效率，具有很重要的現實意義。

2機械設備應用的簡要分析

在機械設備的發展過程中，內燃機利用化石燃料生產機械能，將燃料中儲存的化學能轉化為有用的功。點火的壓縮燃料空氣混合物在燃燒室產生一個定向的力量，移動活塞總成、轉子和渦輪葉片提供動力輸出到傳輸單位。以攪拌機為例，在對混凝土進行攪拌時，會對攪拌機進行應用，針對不同材料進行嚴格把控：①鋼纖維混凝土攪拌時，將鋼纖維分散裝置安裝在攪拌機內部，以來避免結團情況，通過機械運轉，分散結團的鋼纖維；②分批次投放材料，在鋼纖維分散后，依次投放細骨料等材料，嚴格把控攪拌順序以及攪拌時間；③投放前進行材料配比，先混合干拌各類材料，再投放攪拌機濕拌，時間控制在兩分鐘，整個過程要持續進行；④振動篩的使用，充分攪拌好的混合料，要進行篩選。還需要注意的是，當機械設備運轉達到一定時間，為防止出現超負荷運轉，可以暫停使用，關閉設備避免故障發生，保證機械設備的有效運行。其他機械還比如鑿巖機械，通過對實際情況的分析選用不同的鑿巖機械設備。當地質情況較為穩定時，除去相關機械設備的保護和輔助之外，此時選用的機械設備時開敞式結構設計的硬巖掘進機。另外還有單護盾式結構設計的硬巖掘進機和雙護盾式結構設計的硬巖掘進機，其中雙護盾式鑿巖機適用于不同地質情況，此類型的鑿巖機擁有前后雙護盾設計，以及伸縮護盾設計，在操作過程中對機械設備進行有效保護。

3機械設備應用中的問題

我國的機械化呈現出強烈的區域性、產業性和標量性特征，發展非常不平衡。此外，制造企業推廣、應用和共享信息技術水平參差不齊，石化、汽車、鋼鐵等行業機械化水平較高。工業現場使用的許多關鍵設備都是大功率、大負荷運行，而且運行工況往往不穩定。設備安全對生產、人力資源和環境都有重大影響。一旦發生故障，將造成巨大的損失。由于大多數機械設備故障都經歷了發生、發展、退化的過程，保證關鍵設備群安全運行的一個途徑就是進行故障預測，預先預測故障的發生和發展?；谖锫摼W的故障預測，將故障預測的優勢與物聯網相結合，是保證機械設備群安全運行、實現科學維修的新途徑。

4加強機械設備在操作應用的具體措施

4.1具體應用途徑分析

首先，機械設備是與人身和財產安全密切相關的，人體健康與壓力和載人設備裝配密切相關，在生產過程中，生產設備比一般設備更具潛在危險性。由于特殊設備屬于危險性較大的，事故容易給操作者本人或他人造成傷害，以及機械設備、公共設施等重大財產損失，要保證其正常運行必須定期進行巡回檢查，避免機械事故，保證生產安全和生命安全。其次，任何一種機械由于其性能、結構特點，都有使用的技術要求。如果能嚴格按照規定，合理使用機械，可以充分發揮機械效率，減少機械磨損，延長使用壽命，降低成本。針對機械設備混合問題，及時掌握各類項目的進度和機械設備的要求、出口信息，安排機械設備在調用過程中的二次維修，解決使用和維修的矛盾[4]。最后，人員培訓教育工作要有計劃、有部署、有檢查、有針對性地進行：一是機械作業人員進入操作項目要特別注意，在上崗前做好安全教育工作；二是編寫相應的安全生產和安全作業程序手冊，每個作業人員到現場；三是做好機械設備的安全培訓工作管理。同時，相關人員的安全教育培訓工作應樹立“安全教育培訓”的理念。無論是哪一個人，只要直接或間接參與生產機械設備有關的活動，就必須進行安全教育培訓，上至領導，下至廣大員工，包括家庭生產者，讓他們知道其安全的重要性，從事生產勞動和保護意識，自我保護意識和自我保護方法，讓他們意識到安全的重要性，從源頭上實現對機械設備安全事故的控制。長期以來一直認為安全取決于機械設備的可靠性，所以預防工作越多，維修周期越短，機械設備越可靠，這就是我們多年來所采用的以定期維修為主的預防性維修方法。無論各具體維修對象的技術條件如何，如何使用環境，都必須按照統一規定的時間范圍或強制性維修（如現行規定的第一、第二、第三次維修）和相應的維修。這種定期維修的方法適用于機械設備及零部件的早期維修，對我國機械設備的維修起到了重要作用。

4.2基于物聯網的機械設備群故障預測總體結構及關鍵技術

基于物聯網的機械設備群故障預測是一個開放的、多層次的分布式系統。該技術真正實現了關鍵機械設備群的安全運行，提高了工作效率和早期故障預測的智能化水平?；谖锫摼W的機械設備群故障預測結構分為3個層次，即傳感器監測層、中間件傳輸層和預測應用層。不同層次的用戶可以根據自己的需求處理不同的業務。每個部分的結構沒有明顯的界限，存在大量的數據或信息交叉或反饋。①傳感器監測層是基于物聯網的機械設備群故障預測的基礎和核心，主要用于狀態監測。在這一層中，各種傳感器的數據采集裝置主要負責各種工作參數的在線實時采集。它直接面向生產設備、發電機和壓縮機等領域的關鍵機械設備組，執行最大狀態監測任務，不僅監測動態振動數據，還監測常規的程序變數數據，如壓力等。②中間件傳輸層是中間層，連接傳感器監控層和預測應用層，協調客戶機、應用服務器和數據庫服務器之間的遠程請求。在這一層中，從傳感器監測層獲得的大量不同數據（如實時數據和歷史數據等）存儲在不同的數據庫中，通信網絡為這一結構提供了有線和無線機電系統等數據傳輸信道。通過這一層，數據通過通信網絡從傳感器監測層傳輸到預測應用層。③預測-應用層由遠程專家組和個人遠程專家組成。位于不同地方的預測專家被用于困難的機械設備組。該層在充分綜合利用傳感器監測層信息的基礎上，觸發各種故障診斷和預測算法。這種算法的目標不僅是提供事后診斷，而是在問題發生之前解決問題。從相關數據庫中提取故障特征，構建故障診斷和預測模塊，確定潛在故障的性質、位置、程度、類型和原因，為故障預測和維修策略提供依據。通過這一層，組織可以根據需要進行維護，而不是按照規定的時間間隔進行維護。狀態監測和故障預測方法是基于物聯網的機械設備群故障預測的主要關鍵技術，狀態監測是基礎，而故障預測是基于物聯網的機械設備群故障預測結構的核心。狀態監測由各種傳感器進行，機械設備組的定期監測參數為溫度、壓力、電流、流量和液位。對反映機組關鍵特性的機械動力特性，如振動、噪聲等，也應按規定進行監測。通過狀態監測獲得機械設備組的實際工況數據，這些數據可以涵蓋已知對象的各種工況、負荷和環境因素。在基于物聯網的機械設備群故障預測中，故障預測具有重要意義，可以為設備維修提供決策支持。目前，對于斷層預測方法還沒有統一的分類。根據實際研究中所采用的理論、方法和技術的范圍，故障預測大致可分為三類，即基于模型的方法、基于知識的方法和基于數據的方法。①以模式為本的方法。這種方法可以在已知對象數學模型的情況下，深入地觸及對象的特征。然而，對于復雜的動態系統，在0領域很難建立精確的數學模型，這種方法的實際應用和效果受到很大的限制。②以知識為本的方法。這種方法可以利用相關領域的專家知識和經驗，而不需要對象的精確數學模型，其典型應用是專家系統和模糊邏輯。然而，這種方法只適用于定性推理，而不適用于定量計算，這在一定程度上限制了該方法的實際應用。③數據驅動的方法。在實際故障預測過程中，建立復雜設備運行工況的數學模型是不經濟的，甚至是不可能的。同時，這些領域的專家經驗和知識也不能得到有效的表達。然而，數據驅動的故障預測方法是基于數據監測的，通過挖掘隱含信息可以進行預測，避免了基于模型的方法和基于知識的方法的不足。這種方法已成為一種適用于斷層預測的方法。其代表是支持向量機和神經網絡。在實際應用中，很容易獲得機械設備組的典型數據。

4.3優化機械設備使用中的監督方式

隨著科技的不斷發展和機械設備的不斷進步，有些企業對機械設備的維護、保養技術重視不夠，不能滿足當前的需要。隨著網絡平臺的快速發展，設備維護人員與設備生產廠家及專家可直接進行溝通，及時掌握設備的最新動態。為了提高設備各方面的維護和保護能力，生產企業應及時掌握設備存在的問題，加以改進，使之更加先進；操作企業也應掌握設備的使用方法和功能，防止在使用過程中出現操作失誤，給設備帶來不良影響。通過這種分工協作，不僅可以節約人力成本，而且可以明顯提高設備的維修保養水平，實現最大的經濟效益。按照科學合理的管理方法，對操作中所用的機械設備進行監督，使之長期保持在一定的工作狀態。提高了單位的社會信譽和經濟效益。從操作現場工作來看，重點是橋梁操作機械設備使用情況，優化設備資源配置。保證操作效率能切實做到最好，從而提高操作單位的經濟效益，幫助操作單位樹立良好的社會信譽。

5結束語

機械設備的應用是操作順利進行的重要保障，其本身具有高危性，在對機械設備的選擇使用上要慎之又慎，通過對攪拌機、鑿巖機等機械設備進行簡要列舉，以及對使用情況的分析，來研究操作過程中的應用?；谖锫摼W的故障預測可以利用物聯網，突破離線信息地方分權的不足，保證機械設備群的安全運行。整個操作過程中的機械設備數量之多，運用之廣，本文只做簡要分析，旨在引導操作人員具體設備具體應用，希望能夠有所借鑒。

參考文獻：

[1]徐兵偉，詹勇勇.關于機械工程自動化設備安裝技術分析[J].科技與企業，2016（3）：25.

[2]劉乃明，朱洪杰，尚冬梅.分析機械設計制造過程中需要重點注意的問題[J].科技創新與應用，2018，18：113.

[3]馮力林.機械設備的管理與維護方式[J].設備管理與維修，2018（16）：6-7.

作者：陳潔 單位：四川川交路橋有限責任公司