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设备故障诊断 - 功能诊断

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一、操作功能

1．操作功能的完整性

制造企业的设备需要具备多个功能，以进行生产或加工。因此，企业在采购、验收设备以及使用长时间未被运行的设备时，应对设备功能的完整性进行检验。

例如，数控设备中的输入装置、数控装置、驱动装置、位置检测装置、辅助控制装置等都具有一定的功能，当其中的部分功能尤其是核心功
能缺失时，都将导致生产无法正常进行。

2．操作功能的可行性

有关人员除了要确认设备功能的完整性外，还应检验设备的可行性，即保证操作人员进行操作后，设备能作出正确的反应。如果设备不能按照操作指令进行生产工作，则说明其设计存在缺陷或是已经出现故障。相关人员在检验设备操作功能的可行性时，主要包括两个阶段，具体内容如下所示。

①对设备本身进行单独的试验，通过操作人员发出各项指令，观察其是否有预期的动作和反应。
②与关联设备进行连接并加入物料进行检验，判断设备在实际运行状态下的各项性能是否存在问题。

3．操作功能的简便性

设备的功能操作不能过于繁琐，否则会延长员工的作业时间，降低企业的生产效率。当设备发生故障时也会加大点检人员的检查难度。

相关人员在对设备进行故障诊断时，如发现设备操作不便妨碍企业的生产作业时，应提请设备管理部门对设备进行改装，必要时可予以更换。

二、生产功能

生产功能的诊断是指对设备的产出水平（包括产出数量和产出质量）进行判断，这通常需要对设备进行一定时间的监测，在汇总各项数据的基础上，对设备的产出功能是否存在异常作出明确的结论。

1．生产系统监测

为了加强对设备的管理和对生产的控制，企业应为设备配备相应的监测系统，时刻监测设备的运作动向，及时发现设备在生产过程中的异常状况。生产监测系统主要包含人员监测和仪器监测两部分的内容，具体如下所示。

(1)人员监测。

生产管理人员应建立完备的生产检查机制，安排相应的点检和巡检人员，对设备的操作情况和运作情况进行实时的监督与控制，并做好相应的检查记录。

(2)仪器监测。

仪器监测是设备生产监测的主要内容。生产管理者为了准确地掌控设备状态，可为生产设备安装在线监测和故障预报系统。

2．数据汇总分析

设备故障诊断人员需要将人工数据和仪器测定的数据进行汇总、分析，从而得出设备的问题所在。在对数据进行分析时可以采取的理论和方法有以下四种。

(1)基于故障机理的诊断方法

此方法是从动力学的角度出发，研究故障发生、发展的机理以及设备出现故障以后对应的状态。故障机理的诊断是其他各种诊断方法的基础。

(2)基于故障树的分析诊断方法

该方法是使用逻辑推理图的方式对设备进行分析，主要诊断机械设备各部位的故障及其故障产生的原因之间的相互关系。故障树分析的目的是判断设备的基本故障，确定设备故障发生的原因和影响以及设备故障发生的概率等。故障树分析法虽然精确度不高，但是它表达直观，便于设备管理人员的分析和处理，所以它是企业中应用最为广泛的分析方法。

(3)基于信号分析处理的诊断方法

信号分析处理诊断方法主要是通过监测仪器采集设备的状态信息，对其进行加工、分析，提取关于设备运行状况以及有无故障发生等信息的方法。这一方法的关键技术是信号的分析与处理。常见的信号分析方法有时域分析、频域分析、倒频谱分析和时频分析等。

(4)基于模式识别的诊断方法

基于模式识别的诊断方法主要是将模式识别理论运用到设备故障诊断过程中，从设备特点和有关特征出发建立模式向量，选择能够反映设备状态的一些参数并形成向量；然后从上述特征参数中提取最能反映设备故障发生、发展变化的一些参数，从而进一步判断设备存在的问题。

3．生产功能描述

设备故障诊断人员需要对设备的生产功能作出定性以及定量的描述，对其生产功能是否存在问题以及问题的严重程度给出明确的结论。产出功能的描述包含产出数量和产出质量两个方面的内容，两者缺一不可。
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