TPM設(shè)備管理培訓(xùn)公司提出關(guān)于設(shè)備故障診斷中機(jī)器設(shè)備是工業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)手段，是生產(chǎn)力的重要組成部分。機(jī)器設(shè)備能否安全、正常運(yùn)行直接關(guān)系到一個企業(yè)乃至部門、國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

　　

　　對于設(shè)備故障診斷（Fault）的定義目前尚未有統(tǒng)一的說法，各種文獻(xiàn)上的定義也都不盡相同。按國標(biāo)（GB3187-82）規(guī)定，給定層次級上的子分系統(tǒng)的故障是指該子分系統(tǒng)“喪失規(guī)定的功能”，或者說，給定層次級上的子分系統(tǒng)的輸出與所預(yù)期的輸出不相容。

　　

　　按我國電子工業(yè)部部標(biāo)（SJ-2166-82）的規(guī)定，在一般情況下，故障是指：

　　

　?。?）設(shè)側(cè)系統(tǒng)）在規(guī)定條件下，不能完成規(guī)定的功能；

　　

　?。?）設(shè)備（系統(tǒng)）在規(guī)定條件下，一個或幾個性能參數(shù)不能保持在規(guī)定的上下限值之間：

　　

　　（3）設(shè)備（系統(tǒng)）在規(guī)定的應(yīng)力范圍內(nèi)工作時，導(dǎo)致設(shè)敘（系統(tǒng)）不熊完成其功能的機(jī)械零件，結(jié)構(gòu)件或元器件的破裂，斷裂，卡死等損壞狀態(tài)。

 

機(jī)電設(shè)備故障診斷

　　

　　除上述對故障一詞的定義外，國內(nèi)外一些學(xué)者也提出了各自的看法。一種是從設(shè)備維修的角度出發(fā)，定義設(shè)備的故障為設(shè)備運(yùn)行的功能失常，其功能偏離可以通過參數(shù)調(diào)節(jié)得到恢復(fù)，或者認(rèn)為故障還包括系統(tǒng)的或局部的功能失效，此時，除了更換產(chǎn)生故障原因的零部件外，無法使系統(tǒng)的功能恢復(fù)正常。

　　

　　另一種說法是從診斷對象出發(fā)，定義一個系統(tǒng)的故障為它的輸入與所預(yù)期的輸出不相容，或系統(tǒng)的觀察值與由系統(tǒng)的行為模型所得的預(yù)測值之間存在著矛盾。

　　

　　再一種是從狀態(tài)識別的角度出發(fā)，定義設(shè)備的故障為它的不正常狀態(tài)。

　　

　　美國政府《工程項(xiàng)目管理人員測試性與診斷性指南》（AD-A20891刀把故障定義為“造成裝置、組件或元件不能按規(guī)定方式工作的一種物理狀態(tài)”。

　　

　　以上幾種對設(shè)備故障的定義是從不同角度出發(fā)的，但也有其共同觀點(diǎn)，即當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，其性能達(dá)不到規(guī)定要求，因而不能進(jìn)行正常工作。

　　

　　要對設(shè)備故障下一個能包含全部含義和內(nèi)容的定義并非易事，我們僅根據(jù)本書編寫的旨意進(jìn)行定義。由于本書內(nèi)容是緊密結(jié)合工程實(shí)際，診斷對象以旋轉(zhuǎn)機(jī)械為主兼顧其它設(shè)備，因而定義設(shè)備的故障為設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常，不能達(dá)到預(yù)定的性能要求，或者表征其工作性能的參數(shù)超過某一規(guī)定界限，有可能使設(shè)備部分或全部喪失功能的現(xiàn)象。

　　

　　有時也應(yīng)用特定詞“失效”（Failure），如設(shè)備因腐蝕而失效，也屬故障范疇．在一般情況下兩者是同義詞。但嚴(yán)格地說失效與故障是有區(qū)別的，一般地所有失效都屬故障，但不是所有的故障都是失效。

　　

　　對設(shè)備的故障診斷，實(shí)際上自有工業(yè)生產(chǎn)以來就己存在。．早期人們依據(jù)對設(shè)備的觸摸，對聲音、振動等狀態(tài)特征的感受，憑借工匠的經(jīng)驗(yàn)，可以判斷某些故障的存在，并提出修復(fù)的措施。例如有經(jīng)驗(yàn)的工人常利用聽棒來判斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸承及轉(zhuǎn)子的狀態(tài)。但是故障診斷技術(shù)作為一門學(xué)科，則是本世紀(jì)60年代以后才發(fā)展起來的。

　　

　　對設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展情況，己有不少文獻(xiàn)進(jìn)行了回顧和綜述。最早開展故障診斷技術(shù)研究的是美國。美國1961年開始執(zhí)行阿波羅計劃后出現(xiàn)了一系列設(shè)備故障，促使1967年在美國宇航局（NASA）倡導(dǎo)下，由美國海軍研究室（ONR）主持美國機(jī)械故障預(yù)防小組（hfPG），積極從事故障診斷技術(shù)的研究和開發(fā)•1971年MFPG劃歸美國國家標(biāo)準(zhǔn)局（NSB）領(lǐng)導(dǎo)，成為一個宮方領(lǐng)導(dǎo)的組織，下設(shè)故障機(jī)理研究、檢測、診斷和預(yù)測技術(shù)、可靠性設(shè)計和材料耐久性評估四個小組，乎均每年召開兩次會議，至今己召開40次會議．美國扒械工程師學(xué)會（ASME）領(lǐng)導(dǎo)下的鍋爐壓力容器監(jiān)測中心（NBBI）對鍋爐壓力容器和管道等設(shè)備的診斷技術(shù)作了大量研究，制訂了一系列有關(guān)靜態(tài)設(shè)備設(shè)計、制造、試驗(yàn)和故障診斷及預(yù)防的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程，目前正在研究推行設(shè)備的聲發(fā)射（Acoustic E-mission ）診斷技術(shù)。其他如Johns Mitcl‘公司的超低溫水泵和空壓機(jī)監(jiān)測技術(shù)，SPIRE公司的用于軍用機(jī)械的軸與軸承診斷技術(shù)，TEDEGO公司的潤滑油分析診斷技術(shù)等都在國際上具有特色．在航空運(yùn)輸方面，美國在可靠性維修管理的基礎(chǔ)上，大規(guī)模地對飛機(jī)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，發(fā)展了應(yīng)用計算機(jī)的飛行器數(shù)據(jù)綜合系統(tǒng)（AIDS），利用大量飛行中的信息來分析飛機(jī)各部位的故障原因并能發(fā)出消除故障的命令。這些技術(shù)已普遍用于波音747和DC9這一類巨型客機(jī)，大大提高了飛機(jī)的安全性．據(jù)統(tǒng)計，世界班機(jī)的每億旅客公里的死亡率從60年代的0.6降到70年代的0.2左右。在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷方面，首推美國西屋公司，從1976年開始研制，到1990年己發(fā)展成網(wǎng)絡(luò)化的汽輪發(fā)電機(jī)組智能化故障診斷專家系統(tǒng)，其三套人工智能軟件（汽輪機(jī)TurbinAID，發(fā)電機(jī)GenAID，水化學(xué)ChemAID）共有診斷規(guī)則近一萬條，已對西屋公司所生產(chǎn)機(jī)組的安全運(yùn)行發(fā)揮了巨大的作用，取得了很大的經(jīng)濟(jì)效益。還有以Bentley Navada公司的DDM系統(tǒng)和ADRE系統(tǒng)為代表的多種機(jī)組在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)等。

　　

　　英國在‘60年代末70年代初，以K.A.Collacorr為首的英＿國機(jī)械保健中心（U.K.Mechanical Health Monitoring Center）開始診斷技術(shù)的開發(fā)研究。1982年曼徹斯特大學(xué)成立了沃福森工業(yè)維修公司（WIWU），還有M比翻Neale and Associte公司等幾家公司，擔(dān)任政府的顧問、協(xié)調(diào)和教育工作，開展了咨詢、制定規(guī)劃、合向研究、業(yè)務(wù)診斷、研制診斷儀器、研制監(jiān)測裝置、開發(fā)信號處理技禾、教育培訓(xùn)、故障分析、應(yīng)力分析等業(yè)務(wù)活動。在核發(fā)電方面，英國原子能機(jī)構(gòu)（UKAEA）下設(shè)一個系統(tǒng)可靠性服務(wù)站（（SRS）從事診斷技術(shù)的研究，包括利用噪聲分析對爐體進(jìn)行監(jiān)測，以及對鍋爐、莊力容器、管道的無損檢測等，起到了英國故障數(shù)據(jù)中心的作用．在鋼鐵和電力工業(yè)方面英國也有柑應(yīng)機(jī)構(gòu)提供診斷技術(shù)服務(wù)。設(shè)備診斷技術(shù)在歐洲其他一些國家也有很大進(jìn)展，它們在廣度上雖不大，但都在某一方面具有特色或占領(lǐng)先地位，如瑞典的SPM軸承監(jiān)測技術(shù)，挪威的船舶診斷技術(shù)，丹麥的振動和聲發(fā)射技術(shù)，等等。

　　

　　日本的情況：如果說美國在航空、核工業(yè)以及軍事部門中診斷技術(shù)占有領(lǐng)先地位，那么日本在某些民用工業(yè)，如鑰鐵、化工、鐵路等部門發(fā)展得很快，占有某種優(yōu)勢。他們密切注視世界性動向，積極引進(jìn)消化最新技術(shù)，努力發(fā)展自己的診斷技術(shù)，研制自己的診斷儀器．例如1970年英國提出了設(shè)備綜合工程學(xué)后，日本設(shè)備工程師協(xié)會緊接著在1971年開始發(fā)展自己的，Ｍ（全員生產(chǎn)維修），并每年向歐美派遣“設(shè)備綜合工程學(xué)調(diào)查團(tuán)”，了解診斷技術(shù)的開發(fā)研究工作，經(jīng)過，6年努力于1976年基本達(dá)到實(shí)用階段。日本機(jī)械維修學(xué)會、計測自動控制學(xué)會、電氣學(xué)會、機(jī)械學(xué)會也相繼設(shè)立了自己的專門研究機(jī)構(gòu)。國立研究機(jī)構(gòu)中，機(jī)械技術(shù)研究所和船舶技術(shù)研究所重點(diǎn)研究機(jī)械基礎(chǔ)件的診斷技術(shù)。東京大學(xué)、東京工業(yè)大學(xué)、京都大學(xué)、早稻田大學(xué)等高等學(xué)校著重基礎(chǔ)性理論研究。其他民辦企業(yè)，如三菱重工、川崎重工、日立制作所、東京芝浦電氣等以企業(yè)內(nèi)部工作為中心開展應(yīng)用水平較高的實(shí)用項(xiàng)目。例如三菱重工的白木萬博在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷方面開展了系統(tǒng)的工作，他所研制的“機(jī)械保健系統(tǒng)”在汽輪發(fā)電機(jī)組故障監(jiān)側(cè)和診斷方面已起到了有效的作用。

　　

　　我國于1983年由原國家經(jīng)委發(fā)布了《國營工業(yè)交通設(shè)備管理試行條例》，1987年國務(wù)院正式頒布的《全民所有制工業(yè)交通企業(yè)設(shè)備管理?xiàng)l例》規(guī)定，“企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極采用先‘進(jìn)的設(shè)備管理方法和維修技術(shù)，采用以設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ)的設(shè)備維修方法”，其后冶金、機(jī)械、核工業(yè)等部門還分別提出了具體實(shí)施要求，使我國故障診斷技術(shù)的研究和應(yīng)用在全國普遍展開。自，1985年以來，由中國設(shè)備管理協(xié)會設(shè)備診斷技術(shù)委員會、中國振動工程學(xué)會機(jī)械故障診斷分會和中國機(jī)械工程學(xué)會設(shè)備維修分會分別組織的全國性故障診斷學(xué)術(shù)會議已先后召開十余次，極大地推動了我國故障診斷技術(shù)的發(fā)展。現(xiàn)在全國已有數(shù)十個單位開展設(shè)備故障診斷技術(shù)的研究工作。全國各行業(yè)都很重視在關(guān)鍵設(shè)備上裝備故障診斷系統(tǒng)，特別是智能化的故障診斷專家系統(tǒng)，其中突出的有電力系統(tǒng)，石化系統(tǒng)，冶金系統(tǒng)，以及高科技產(chǎn)業(yè)中的核動力電站，一航空部門和載人航天工程等。工作比較集中的是大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷系統(tǒng)，已經(jīng)開發(fā)了20種以上的機(jī)組故障診斷系統(tǒng)和十余種可用來做現(xiàn)場簡易故障診斷的便攜式現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器。一些高等院校己培養(yǎng)了一批以設(shè)備故障診斷技術(shù)為選題的碩士研究生和博士研究生。我國的故障診斷事業(yè)正在蓬勃發(fā)展，將在我國經(jīng)濟(jì)建、設(shè)中發(fā)揮越來越大的作用。