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摘要：针对机械出现故障情况，本文通过对机械设备运行可靠性进行评估，寻找可能影响机械运行的因素，并提出改进措施，以帮助解决机械运行中的常见问题
关键词：机械；设备；可靠性
一、机械设备可靠性评估存在的问题
历经近一个世纪的发展，可靠性研究在理论和实践方面均取得了丰硕的成果。传统可靠性理论处理随机不确定性信息，概率论和数理统计是传统可靠性理论的主要数学工具。传统的可靠性评估方法利用大量的具有概率重复性的样本，确定设备的失效分布，获得宏观意义上一批同类设备共性的平均可靠性。然而，各个设备通常在不同的条件与环境下运行，其零部件的损伤、故障、失效的程度不同，运行可靠性也必然不同。针对某台具体的机械设备进行运行可靠性评估是个性问题，基于大样本条件并依赖概率统计数据得到的平均可靠性难以满足个体设备的运行可靠性评估需求。2000年，国际著名可靠性专家深入思考了可靠性的过去、现在和将来，指出现有的可靠性研究依旧局限于传统的概率统计方法，阐述了基于概率统计的可靠性方法在解决工程实际问题时容易产生误导和无效的原因。2009年意大利学者深刻洞察到可靠性这一老问题所面临的新挑战，指出复杂系统可靠性分析是可靠性工程新挑战，提出利用状态监测来确保系统可靠的运行，以减少故障，提高生产率。我国学者黄洪钟对常规可靠性理论进行了批判性综述，指出二值逻辑假设的不合理性以及概率假设解决工程实际问题的不现实性。综合以上研究及工程实际，传统可靠性评估方法在应用于机械设备运行可靠性评估时所面临的主要问题可归纳如下。
（1）传统可靠性评估方法的数学基础——概率论与数理统计，决定可靠性评估过程中必须利用足够多的样本数据，大样本失效数据、可重复的大样本寿命试验或加速寿命试验必不可少。然而在工程实际中，针对某台具体机械设备的运行可靠性评估，往往属于小样本问题，且对于如飞机失事等灾难性事故又不具有概率重复性，难以收集大样本统计数据。
（2）传统可靠性评估方法多依赖设备的失效分布，准确求解设备失效分布参数、解析设备的失效概率是传统可靠性评估的主要任务之一。设备失效分布是一种有限假设，即使在大样本情况下，准确的失效分布也难以估计。针对某台机械设备进行运行可靠性评估的小样本特性，进一步加剧了失效分布参数估计的难度。
（3）传统可靠性评估方法基于二值假设或有限状态假设，即假定设备只有正常和失效两种状态或有限个状态。然而在工程实际中，机械设备的状态多是渐进连续退化的，具有很强的不确定性，表现为状态变化的模糊性和随机性。传统可靠性评估的二值假设和有限状态假设难以准确描述机械设备实际失效过程。
二、机械运行可靠性的评估方式
因为在实际的评估中，所需的数据不全，因此，要想有效地解决这一问题，可以通过针对一个特定的机械设备，对其出现故障的原因进行具体剖析，并且对存在故障的特点的评价方式进行提取，然后通过对设备的运行状态的了解，将具体的信息与其运行的可靠度进行模型额建立，最终达到对其可靠性的精确计算。在机械设备的运行中，不管是其发出的声音、位移、应力等各种在运行中所产生的状态，都能够对设备的实际情况进行有效反应。从而使对设备的可靠性评价能够有更多的信息作为参考。除了通过设备的运行状态对其具体信息进行获取以外，要想更好地实现对设备可靠性的评价和分析，还应该对故障特征以及信号处理问题和故障原因以及动态建模进行分析。就像医学中的解剖学和病理学所起的作用一样，正问题能为机械中存在的故障提供相应的信息。例如，在数控机床中的高速主轴的滚动轴承在进行高速转动的时候，由于其会受到离心力以及陀螺力矩的影响，因此，在实际的分析汇总，我们可以通过这一问题对轴承内外圈的受力问题进行分析，并且可以得出外圈的损伤程度相对比较严重。另外对其的反向思维，与医学中的诊断学类似，可以利用经验模式分解、随机共振以及其他的一些比较先进的信号处理技术对发生故障的前期表现以及特点进行收集，这样才能更好地对发生故障的部位以及故障程度进行分析和确定，然后据此提供相应的维修技术。例如，在实际的工作中，可以利用包络解调技术以及第二代小波包频带能量分解，对电力机车轮对轴承的损伤程度进行判断，并且可以推出在这种条件下，电力机车运行的可靠性，要想实现对设备运行可靠性的准确分析和评价，就需要对相应的信号进行有效地处理，并且还要对故障出现的前期特点进行提取，然后与对故障发生的原因分析和建模进行综合。通过对这一问题从两个方面研究以后，还应该对设备运行中容易出现问题的部门以及关键零件进行区分，这样就能够有效地提高解决故障的效率。通过对机械设备运行中损伤最严重的部分，对其运行可靠性进行衡量。要想使设备运行可靠性以及运行状态之间的关系充分得以体现，可以使用相关系数法以及凝聚函数法等方法进行建立二者之间的关系。通过对这两种关系的反应，就可以有效地将运行的可靠度推算出来，在此基础上，再将发生故障的特征以及对信号的处理结果进行综合，这样就能够有效地实现对机械设备运行可靠性的有效评估。
三、机械设备运行可靠性评估的改进措施
当前国内外学者针对传统的可靠性理论及其缺陷，对这一理论在机械设备运行可靠性评估中的运用进行了深入研究，且取得了一定的成果。
（1）减少评估对概率分布的依赖
针对当前可靠性理论中存在的对概率分布依赖过重的问题，要提高设备可靠性评估水准，首先需要从改进这一现状入手。积极采用对概率分布依赖较少的方法，降低对样本数据的依赖程度。这样的改进措施，能够在一定程度上降低设备可靠性分析的难度。
（2）采用假设产品失效退化路径的方法
机械设备的可靠性评估深受外部环境和设备内部结构的影响，在评估过程中会产生偏差。而假设产品失效退化路径，能够在获取退化路径和失效分布的相关信息时，进一步提高其准确性，这就为设备可靠性的评估分析奠定了良好的基础，促进整个评估工作的有效进行。
（3）提高可靠性评估的实时性、动态性
当前设备可靠性评估的一个短板就是实时评估，传统的评估方法没有实现对设备实时运行状态的掌控，这就使得设备的维护、运行及可靠性的评估有一定的滞后性，缺乏针对性，从而降低评估水平。关注设备的实时动态、采用实时动态的可靠性评估方法，是当前这一领域中的主要研究方向，但这一改进措施还处于理论阶段，我们需要加强实践和经验总结，加快这一方法在设备可靠性评估中的运用和发展进程。
以上的改进措施对于机械设备的可靠性评估和设备运行效率的提高有着积极的促进作用，然而，在这些进展背后，我们也能看到许多研究和实践方面的局限性。
首先，设备可靠性的评估体系大都以概率论与数理统计基础为基本框架，在不同程度上都显现出对大样本条件的依赖，这是当前改进后的可靠性评估模型仍需要关注的一点。
其次，设备可靠性评估方法的改进和研究中，大都没有深入涉及机械设备失效机理，对设备运行中的动态信息也没有充分把握和利用，因此，对于设备运行可靠性下降的原因就无法深入了解，这在一定程度上阻碍了设备的高效运行及其可靠性评估。
总结语
当前国内从事机械制造的相关企业必须将关于使用机械制造的相关设备的维护以及检修工作放在日常工作的重心。确保用于机械制造的相关设备能够在生产中处于正常运行的状态，这样既能够保证企业的生产效率，更能够保证生产出来的产品质量具有合格的标准。针对现阶段对于所使用的机械制造的相关设备正常运行的评估方法存在的缺陷的问题，国内各个从事机械制造的企业必须要引起足够的重视，大力对其进行完善和创新。
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