探析機(jī)械制造系統(tǒng)監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)理念

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1可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)理論體系的理論基礎(chǔ)

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(gè)整體，統(tǒng)稱為一個(gè)系統(tǒng)，這個(gè)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(jī)組合的。系統(tǒng)所表現(xiàn)出來的整體性是單獨(dú)的組成部分所不具備的，只有每一個(gè)組成部分有機(jī)的結(jié)合在一起，相互關(guān)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(gè)組成部分，那么其整體性能也會(huì)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(duì)象看做是一個(gè)整體，是一個(gè)系統(tǒng)，通過系統(tǒng)論的思想去分析與研究對(duì)象的各種特性，去把握被研究對(duì)象各個(gè)組成部分之間的關(guān)系以及相互之間所存在的變化規(guī)律，最終實(shí)現(xiàn)被研究對(duì)象的全面性能優(yōu)化。

1.3系統(tǒng)的種類

我們可以把整個(gè)世界看作是很多系統(tǒng)的集合，在這個(gè)集合當(dāng)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(huì)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(duì)系統(tǒng)論進(jìn)行深入的分析與研究，就是為了能夠更加全面的認(rèn)識(shí)系統(tǒng)普遍存在的特點(diǎn)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(jìn)而創(chuàng)造出新的優(yōu)化的更加符合社會(huì)發(fā)展方向及程度的系統(tǒng)?？傊瑢?duì)系統(tǒng)論的研究可以全面的優(yōu)化現(xiàn)有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)所涉及學(xué)科更加合理快速的發(fā)展，為現(xiàn)代科學(xué)理論提供更有價(jià)值的技術(shù)支持，能夠解決社會(huì)發(fā)展過程中出現(xiàn)的越來越復(fù)雜的問題。

1.5系統(tǒng)論發(fā)展趨勢(shì)

從當(dāng)前的發(fā)展方向來看，系統(tǒng)論有著越來越多新技術(shù)、新知識(shí)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(shì)可以歸納為兩個(gè)方面：當(dāng)前先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)、新興學(xué)科與系統(tǒng)論相互融合；信息論、控制論在系統(tǒng)論的基礎(chǔ)之上，共同向著同一個(gè)方向發(fā)展。

2層次分析法

2.1層次分析法

這種方法實(shí)質(zhì)上就是針對(duì)層次權(quán)重分析所提出的一種最為合理科學(xué)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(fù)雜決策問題的定性與定量分析上有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)。對(duì)問題進(jìn)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(duì)目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加權(quán)處理，從而匹配出標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)重要度，這樣就可以根據(jù)所得到的相對(duì)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(jìn)入我國(guó)，并在很多行業(yè)中得到了應(yīng)用。正是由于其在定性與定量結(jié)合處理復(fù)雜問題上的優(yōu)勢(shì)，使得其在我國(guó)很多領(lǐng)域內(nèi)都有著廣泛的認(rèn)同。

2.2基本原理和基本流程

通過層次分析法來對(duì)問題進(jìn)行研究，其基本原理就是根據(jù)問題的性質(zhì)以及所要實(shí)現(xiàn)的最終目標(biāo)，把被研究問題劃分為多個(gè)不同的組成成分，同時(shí)根據(jù)成分與成分之間的相互關(guān)系再細(xì)分為不同層次的組合，從而構(gòu)建出一個(gè)多層次的用于分析研究的模型結(jié)構(gòu)。這樣所要研究的問題就變成了對(duì)不同層次相對(duì)重要權(quán)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(cè)性設(shè)計(jì)理論體系研究

3.1機(jī)械系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)研究的必要性

淤機(jī)械產(chǎn)品設(shè)備及系統(tǒng)逐漸的向大型化、復(fù)雜化、高集成、多參數(shù)以及自動(dòng)化方向發(fā)展，工業(yè)發(fā)展需要更為可靠、更加智能的機(jī)械水平，對(duì)工作環(huán)境有著更高的要求，而且機(jī)械設(shè)備的維護(hù)也越發(fā)的復(fù)雜與困難。顯然，機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要全面的更新改革。于現(xiàn)在很多產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)并不會(huì)考慮到未來的監(jiān)測(cè)問題，所以大部分產(chǎn)品機(jī)械系統(tǒng)的可監(jiān)測(cè)性能較差，對(duì)于其使用過程中狀態(tài)信息的收集十分復(fù)雜困難。即使通過其他手段采集到了狀態(tài)信息，也因?yàn)楦鞣N因素導(dǎo)致信息的過時(shí)或者缺失。這些情況均無(wú)法準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的反映出系統(tǒng)的實(shí)際狀態(tài)。

3.2基于系統(tǒng)工程論的機(jī)械系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)理論

3.2.1可監(jiān)測(cè)性

設(shè)計(jì)研究對(duì)象及相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域淤可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)研究的對(duì)象。相對(duì)于整個(gè)龐大的系統(tǒng)而言，產(chǎn)品最為重要的一個(gè)設(shè)計(jì)屬性就是可監(jiān)測(cè)性。也就是說，對(duì)于某一個(gè)組成部分或者某一塊組成部分進(jìn)行可監(jiān)測(cè)性研究是沒有任何意義的，必須是對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)而言，才有可監(jiān)測(cè)性這一概念。基于此可以得到，可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)所要研究的對(duì)象首先是機(jī)械，其次是整個(gè)系統(tǒng)。于可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域?？杀O(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)理論是多種學(xué)科交叉的一門基礎(chǔ)理論，它涉及到機(jī)械學(xué)學(xué)科、信息學(xué)學(xué)科、數(shù)學(xué)學(xué)科、材料學(xué)科等多個(gè)領(lǐng)域。從整體上來看，想要進(jìn)行一個(gè)全面的可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)，必須要使用到計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信、系統(tǒng)工程、優(yōu)化算法等多種技術(shù)。

3.2.2可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容

根據(jù)上述的研究知道，可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)是對(duì)于系統(tǒng)而言的，對(duì)于系統(tǒng)中的任何一個(gè)組成部分均沒有可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)這一概念。實(shí)質(zhì)上，可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性設(shè)計(jì)，它需要全面綜合考慮系統(tǒng)的每一個(gè)部分以及他們之間的相互關(guān)系，綜合考慮系統(tǒng)的運(yùn)行過程以及各種監(jiān)測(cè)技術(shù)的相互配合。通過對(duì)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)可觀性、可達(dá)性的分析與研究，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部監(jiān)測(cè)設(shè)備通力配合，保證系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的全壽命周期設(shè)計(jì)。淤可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)相關(guān)術(shù)語(yǔ)研究。這一部分的研究主要是通過CMFD技術(shù)、PHM技術(shù)、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)理論等，加之系統(tǒng)的科學(xué)調(diào)研過程以及領(lǐng)域內(nèi)專家的研討等方式，全面的對(duì)機(jī)械系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論進(jìn)行研究，形成可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)體系所使用的基本術(shù)語(yǔ)。于可監(jiān)測(cè)性分配方法研究。可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就在于科學(xué)的選取測(cè)點(diǎn)，這對(duì)于最終設(shè)計(jì)的實(shí)施效果有著非常重要的影響。實(shí)質(zhì)上，可監(jiān)測(cè)性分配方法就是對(duì)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化的一個(gè)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(jī)械系統(tǒng)高可靠性、高安全性以及智能化的設(shè)計(jì)目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確反映機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息的可靠獲取。盂可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)方法研究。在對(duì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法全面深入研究的基礎(chǔ)之上，通過可靠性設(shè)計(jì)、可維修性設(shè)計(jì)以及保障性設(shè)計(jì)等方法上，對(duì)可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)施過程，采用并行工程思想以及全生命周期設(shè)計(jì)理念進(jìn)行系統(tǒng)效益、安全、可靠等多參數(shù)分析，共同構(gòu)建可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)方法體系。榆可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)研究。進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)制度的構(gòu)建是可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，這個(gè)研究過程影響著這個(gè)可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)的內(nèi)容。這里面不僅僅包含了對(duì)設(shè)計(jì)階段的評(píng)價(jià)，還包含著生產(chǎn)階段、使用階段的評(píng)價(jià)內(nèi)容。簡(jiǎn)單來說，就是依靠已有的系統(tǒng)評(píng)價(jià)理論以及相關(guān)方法，對(duì)所收集到的各種機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建一個(gè)各種特征參數(shù)信息均可研究的機(jī)械系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)體系，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)各個(gè)階段的科學(xué)有效評(píng)價(jià)。

作者：張新智 單位：甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院