谈机械设备应用及信息化特点

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摘要：近年来，我国机械装备利用率发展迅速，为满足当前各行业的最新需求，加快我国经济的快速发展。机械设备应用作为我国经济的重要组成部分，关系到各行业的发展方向。在此基础上，从机械化技术的角度，阐述和分析了机械设备应用的概念及相关技术，并对机械设备的实际应用进行了深入研究。

关键词：机械设备；信息化；研究

引言

尽管近二十年来我国各行业机械化建设取得了一定的成绩，但综合水平仍然是一个值得关注的问题。其广度和深度仍然落后于金融、电信和大型公共服务行业，与“中国制造”的全球地位不相匹配。因此，推动机械化与工业化的深度融合，发挥后发优势，实现生产力跨越式发展，促进各行业升级，加快经济发展方式转变，应当成为我国机械化提高和深化的战略重点。随着机械化的不断深化与改革，尤其是实际应用中，采用了大量新型机械设备，在运作过程中具有很强的技术性，需要根据实际情况来进行操作研究，本文结合常用机械设备应用存在的问题，提出相应的对策，旨在为今后机械设备在具体应用中提供指引。

1机械设备应用现状

随着我国工业发展的日新月异，机械化和智能化已经成为现代社会发展方向，但目前由于经济和技术的局限性，国内的机械设备老化现象严重，机械设备更新时间长，机械设备的使用率低。所以充分发挥机械设备的经济效益以及使用效率，具有很重要的现实意义。

2机械设备应用的简要分析

在机械设备的发展过程中，内燃机利用化石燃料生产机械能，将燃料中储存的化学能转化为有用的功。点火的压缩燃料空气混合物在燃烧室产生一个定向的力量，移动活塞总成、转子和涡轮叶片提供动力输出到传输单位。以搅拌机为例，在对混凝土进行搅拌时，会对搅拌机进行应用，针对不同材料进行严格把控：①钢纤维混凝土搅拌时，将钢纤维分散装置安装在搅拌机内部，以来避免结团情况，通过机械运转，分散结团的钢纤维；②分批次投放材料，在钢纤维分散后，依次投放细骨料等材料，严格把控搅拌顺序以及搅拌时间；③投放前进行材料配比，先混合干拌各类材料，再投放搅拌机湿拌，时间控制在两分钟，整个过程要持续进行；④振动筛的使用，充分搅拌好的混合料，要进行筛选。还需要注意的是，当机械设备运转达到一定时间，为防止出现超负荷运转，可以暂停使用，关闭设备避免故障发生，保证机械设备的有效运行。其他机械还比如凿岩机械，通过对实际情况的分析选用不同的凿岩机械设备。当地质情况较为稳定时，除去相关机械设备的保护和辅助之外，此时选用的机械设备时开敞式结构设计的硬岩掘进机。另外还有单护盾式结构设计的硬岩掘进机和双护盾式结构设计的硬岩掘进机，其中双护盾式凿岩机适用于不同地质情况，此类型的凿岩机拥有前后双护盾设计，以及伸缩护盾设计，在操作过程中对机械设备进行有效保护。

3机械设备应用中的问题

我国的机械化呈现出强烈的区域性、产业性和标量性特征，发展非常不平衡。此外，制造企业推广、应用和共享信息技术水平参差不齐，石化、汽车、钢铁等行业机械化水平较高。工业现场使用的许多关键设备都是大功率、大负荷运行，而且运行工况往往不稳定。设备安全对生产、人力资源和环境都有重大影响。一旦发生故障，将造成巨大的损失。由于大多数机械设备故障都经历了发生、发展、退化的过程，保证关键设备群安全运行的一个途径就是进行故障预测，预先预测故障的发生和发展。基于物联网的故障预测，将故障预测的优势与物联网相结合，是保证机械设备群安全运行、实现科学维修的新途径。

4加强机械设备在操作应用的具体措施

4.1具体应用途径分析

首先，机械设备是与人身和财产安全密切相关的，人体健康与压力和载人设备装配密切相关，在生产过程中，生产设备比一般设备更具潜在危险性。由于特殊设备属于危险性较大的，事故容易给操作者本人或他人造成伤害，以及机械设备、公共设施等重大财产损失，要保证其正常运行必须定期进行巡回检查，避免机械事故，保证生产安全和生命安全。其次，任何一种机械由于其性能、结构特点，都有使用的技术要求。如果能严格按照规定，合理使用机械，可以充分发挥机械效率，减少机械磨损，延长使用寿命，降低成本。针对机械设备混合问题，及时掌握各类项目的进度和机械设备的要求、出口信息，安排机械设备在调用过程中的二次维修，解决使用和维修的矛盾[4]。最后，人员培训教育工作要有计划、有部署、有检查、有针对性地进行：一是机械作业人员进入操作项目要特别注意，在上岗前做好安全教育工作；二是编写相应的安全生产和安全作业程序手册，每个作业人员到现场；三是做好机械设备的安全培训工作管理。同时，相关人员的安全教育培训工作应树立“安全教育培训”的理念。无论是哪一个人，只要直接或间接参与生产机械设备有关的活动，就必须进行安全教育培训，上至领导，下至广大员工，包括家庭生产者，让他们知道其安全的重要性，从事生产劳动和保护意识，自我保护意识和自我保护方法，让他们意识到安全的重要性，从源头上实现对机械设备安全事故的控制。长期以来一直认为安全取决于机械设备的可靠性，所以预防工作越多，维修周期越短，机械设备越可靠，这就是我们多年来所采用的以定期维修为主的预防性维修方法。无论各具体维修对象的技术条件如何，如何使用环境，都必须按照统一规定的时间范围或强制性维修（如现行规定的第一、第二、第三次维修）和相应的维修。这种定期维修的方法适用于机械设备及零部件的早期维修，对我国机械设备的维修起到了重要作用。

4.2基于物联网的机械设备群故障预测总体结构及关键技术

基于物联网的机械设备群故障预测是一个开放的、多层次的分布式系统。该技术真正实现了关键机械设备群的安全运行，提高了工作效率和早期故障预测的智能化水平。基于物联网的机械设备群故障预测结构分为3个层次，即传感器监测层、中间件传输层和预测应用层。不同层次的用户可以根据自己的需求处理不同的业务。每个部分的结构没有明显的界限，存在大量的数据或信息交叉或反馈。①传感器监测层是基于物联网的机械设备群故障预测的基础和核心，主要用于状态监测。在这一层中，各种传感器的数据采集装置主要负责各种工作参数的在线实时采集。它直接面向生产设备、发电机和压缩机等领域的关键机械设备组，执行最大状态监测任务，不仅监测动态振动数据，还监测常规的程序变数数据，如压力等。②中间件传输层是中间层，连接传感器监控层和预测应用层，协调客户机、应用服务器和数据库服务器之间的远程请求。在这一层中，从传感器监测层获得的大量不同数据（如实时数据和历史数据等）存储在不同的数据库中，通信网络为这一结构提供了有线和无线机电系统等数据传输信道。通过这一层，数据通过通信网络从传感器监测层传输到预测应用层。③预测-应用层由远程专家组和个人远程专家组成。位于不同地方的预测专家被用于困难的机械设备组。该层在充分综合利用传感器监测层信息的基础上，触发各种故障诊断和预测算法。这种算法的目标不仅是提供事后诊断，而是在问题发生之前解决问题。从相关数据库中提取故障特征，构建故障诊断和预测模块，确定潜在故障的性质、位置、程度、类型和原因，为故障预测和维修策略提供依据。通过这一层，组织可以根据需要进行维护，而不是按照规定的时间间隔进行维护。状态监测和故障预测方法是基于物联网的机械设备群故障预测的主要关键技术，状态监测是基础，而故障预测是基于物联网的机械设备群故障预测结构的核心。状态监测由各种传感器进行，机械设备组的定期监测参数为温度、压力、电流、流量和液位。对反映机组关键特性的机械动力特性，如振动、噪声等，也应按规定进行监测。通过状态监测获得机械设备组的实际工况数据，这些数据可以涵盖已知对象的各种工况、负荷和环境因素。在基于物联网的机械设备群故障预测中，故障预测具有重要意义，可以为设备维修提供决策支持。目前，对于断层预测方法还没有统一的分类。根据实际研究中所采用的理论、方法和技术的范围，故障预测大致可分为三类，即基于模型的方法、基于知识的方法和基于数据的方法。①以模式为本的方法。这种方法可以在已知对象数学模型的情况下，深入地触及对象的特征。然而，对于复杂的动态系统，在0领域很难建立精确的数学模型，这种方法的实际应用和效果受到很大的限制。②以知识为本的方法。这种方法可以利用相关领域的专家知识和经验，而不需要对象的精确数学模型，其典型应用是专家系统和模糊逻辑。然而，这种方法只适用于定性推理，而不适用于定量计算，这在一定程度上限制了该方法的实际应用。③数据驱动的方法。在实际故障预测过程中，建立复杂设备运行工况的数学模型是不经济的，甚至是不可能的。同时，这些领域的专家经验和知识也不能得到有效的表达。然而，数据驱动的故障预测方法是基于数据监测的，通过挖掘隐含信息可以进行预测，避免了基于模型的方法和基于知识的方法的不足。这种方法已成为一种适用于断层预测的方法。其代表是支持向量机和神经网络。在实际应用中，很容易获得机械设备组的典型数据。

4.3优化机械设备使用中的监督方式

随着科技的不断发展和机械设备的不断进步，有些企业对机械设备的维护、保养技术重视不够，不能满足当前的需要。随着网络平台的快速发展，设备维护人员与设备生产厂家及专家可直接进行沟通，及时掌握设备的最新动态。为了提高设备各方面的维护和保护能力，生产企业应及时掌握设备存在的问题，加以改进，使之更加先进；操作企业也应掌握设备的使用方法和功能，防止在使用过程中出现操作失误，给设备带来不良影响。通过这种分工协作，不仅可以节约人力成本，而且可以明显提高设备的维修保养水平，实现最大的经济效益。按照科学合理的管理方法，对操作中所用的机械设备进行监督，使之长期保持在一定的工作状态。提高了单位的社会信誉和经济效益。从操作现场工作来看，重点是桥梁操作机械设备使用情况，优化设备资源配置。保证操作效率能切实做到最好，从而提高操作单位的经济效益，帮助操作单位树立良好的社会信誉。

5结束语

机械设备的应用是操作顺利进行的重要保障，其本身具有高危性，在对机械设备的选择使用上要慎之又慎，通过对搅拌机、凿岩机等机械设备进行简要列举，以及对使用情况的分析，来研究操作过程中的应用。基于物联网的故障预测可以利用物联网，突破离线信息地方分权的不足，保证机械设备群的安全运行。整个操作过程中的机械设备数量之多，运用之广，本文只做简要分析，旨在引导操作人员具体设备具体应用，希望能够有所借鉴。

参考文献：

[1]徐兵伟，詹勇勇.关于机械工程自动化设备安装技术分析[J].科技与企业，2016（3）：25.

[2]刘乃明，朱洪杰，尚冬梅.分析机械设计制造过程中需要重点注意的问题[J].科技创新与应用，2018，18：113.

[3]冯力林.机械设备的管理与维护方式[J].设备管理与维修，2018（16）：6-7.

作者：陈洁 单位：四川川交路桥有限责任公司