张义成 班芳 刘瑞超
风神轮胎股份有限公司 河南省焦作市 454000
摘要：机电设备是企业发展过程中必不可少的重要组成部分，随着机电设备在应用与普及，其数量与日俱增，类型千变万化。因此，机电设备一旦出现故障，势必会给项目正常运行带来诸多不利影响。企业应当加大对机电设备故障诊断的力度，制定针对性的控制措施，缩小机电设备故障的影响范围，进而保证工程项目的顺利开展。基于此，本文主要探讨了基于大数据的机电设备故障模型。
关键词：大数据；机电设备；故障模型
引言
随着大数据技术的普及，传统的设备维修、维护模式将逐步被智能维修所取代，通过对设备状态的实时监测与分析，能够提前预测并发现设备故障以实现提前准备并预警，最大程度减少因设备故障所产生的损失。同时，实时监控故障状态也可以减少人工巡检的工作任务，提高工作效率。
1机电设备故障诊断技术研究
1.1振动诊断法
振动检测在实际应用中可以按照检测形式分为诊断仪和诊断系统两种，两种在应用过程中具有一定的局限性，但是振动检测的使用范围和使用功能更广，不仅可以对机械设备的故障进行检测，还可以对一些预计故障进行处理。振动仪的应用原理是利用诊断仪自身的振动传感器所发出的信号频率，将振动信号的频率加大，以便在机械设备中得以显示，进而可以了解机械设备的实际情况。诊断仪和振动系统相比，后者不仅适用范围更广，而且应用效果更为显著。振动系统的应用原理是把所有的振动信号进行收集管理，进而对信号进行统一的研究分析，以找出机械设备出现故障的原因，然后根据原因制定应对措施。
1.2红外测温故障诊断
红外测温故障诊断也是对机电设备进行诊断的技术之一，红外测温故障诊断可以帮助工作人员及时发现机电设备中存在的故障，进而完成维修工作。红外测温故障诊断与以上诊断方法不同的是，它主要是对机电设备不同部位的温度进行判断，检测方法不仅特别且具有远程操控的优点，还可以不靠近机电设备完成检测[1]。
1.3数学模型诊断法
数学模型诊断法的原理是将设备内部的组成机制建立成数学模型，并且在数学模型中分析设备容易出现故障问题的部位，并对设备故障进行预测。再建立数学模型时可以借助函数关系，依据不同的设备类型采用不同的函数关系，来更加准确的判断设备内部的相关参数，对设备出现故障的可能性有一个提前的预测。
1.4智能系统诊断法
随着时代的不断进步，智能系统诊断方法会越来越被重视，它充分利用了当今时代的计算机计算，对设备进行一系列完善的逻辑计算并将其各项数据都存储下来。并且这项技术还运用了传感图像等技术，实现了矿山机电设备故障的智能化诊断，科学而又合理。其可以将非常庞大的数据都整合到计算机中，运用计算机得运算能力将机电设备各项指标进行充分的分析，是非常有效的诊断方法之一[2]。
2机电设备故障模型研究
2.1设备运行数据实时异常检测
目前，在机电设备的运行过程中，大多数传感器均会产生实时生产数据。但传统的监控报警系统仅通过阈值预警等方式，接收个别传感器的报警信息，很难识别整个生产数据的异常组合，无法对设备运行过程中的隐性异常做出预警。基于机电设备的大量运行数据，设备运行数据实时异常检测模型通过运用数据降维、高斯混合模型等算法，实时发现机电设备运行数据信号间的异常组合并触发预警，实现机电设备实时的异常检测，提前发现问题并进行人工筛查，降低因机电设备故障而引发的突发事故概率。
2.2设备健康及状态评估
机电设备的性能衰减、寿命降低是由量变到质变的动态过程。设备健康及状态评估通过对机电设备的运行状态进行监视与评估，分析设备微观和动态损伤过程中的演变过程、特点和规律，及时预测设备的使用寿命，实现事前预防、过程监控、动态养护等。采用的机电设备健康及状态评估模型核心算法为威布尔分布算法。威布尔分布算法是可靠性分析和寿命检验的理论基础，作为一种连续的分布，它能够描述各种类型机电设备零部件故障数据的分布规律。威布尔分布在机电设备可靠性工程中被广泛应用，尤其适用于机电类设备的磨损累计失效的分布形式[3]。
2.3设备关联分析
设备关联分析又称设备关联挖掘，是在设备生产数据、运行数据等信息载体中，发现不同设备之间的联系。各类设备故障之间可能存在不易发现的关系，在机电设备故障模型中，通过对各机电设备故障情况进行关联分析，得到与故障情况相关联的设备，结合实际分析与故障相关联的原因。后续做设备分析时，可以根据这种关联，在设备发生故障时，关注所关联设备的故障情况，提前做好预警工作。
3机电设备故障维修措施
3.1建立信息化设备管理系统加强维护
经数据表明，影响机电设备出现故障的原因不仅仅是设备自身质量和使用时间的影响，还和员工的操作以及工作氛围有一定的关系。由于设备故障产生原因的多样性，为保障实际应用中可以对故障问题进行及时有效的察觉和应对，要创建健全的机电设备信息化管理系统。以便员工对相关数据资料进行统一的收集管理和研究分析，对故障应对方法进行系统的整理，以便后续出现此类问题时可以进行及时的查找和应对，可以有效提高工作效率和工作质量。同时，为保障设备故障诊断和维修工作展开的科学性和精准性，要根据实际情况制定合理的方案，只有对设备展开合理的修护举措，才能有效提高设备的工作质量和工作效率，减少成本的投入的使用[4]。
3.2制定完善维护计划，提升机电设备运行效果
作为机电设备管理部门，应结合本项目的实际情况对机电设备可能出现故障的地方进行排查，制定完善的维护计划，以此提升机电设备的运行效果。具体要从以下几个方面做起。（1）定期更换已经老化的机电设备零部件，降低和减少由于零部件老化造成的机电设备故障情况。（2）在机电设备日常运维方面，管理人员应当加强对机电设备在日常使用工作中的巡查工作，加强对机电设备在启动和关闭中的检查，一旦出现故障可方便维修人员及时关闭机电设备，对其进行维修，有效防止问题进一步扩大。（3）根据机电设备的运行情况，采用合适的检测技术对机电设备的故障进行检查，以机电设备的使用要求作为重要参数，及时排除机电设备中存在的安全隐患，降低机电设备故障发生的概率。
3.3实施故障后跟踪监测
发生故障的机电设备在维护结束之后，还要根据维护的效果进行跟踪分析。将整个设备的故障维护情况记录在相应的档案中，保证机电设备下次故障的时候能够提供相应的参考。维修人员在维修的过程中，还要将故障发生的具体位置、发生的时间、故障的情况、处理的方法、处理的效果等详细地记录下来，保证设备故障问题的综合分析，为后续设备的使用奠定良好的基础。实现高速公路机电设备故障维修的全方面管理[5]。
结束语
近些年，在数字技术和信息技术的支撑下，机电设备也逐渐实现了自动化，但在运行中受到生产环境、人员操作、制造质量以及维护保养等因素的影响，容易发生故障而诱发安全问题，为社会埋下不稳定隐患[1-2]。在此背景下，企业要注重开展安全管理，全面落实各项预防举措，将安全作为生产的基石与核心。
参考文献：
[1]祁冬元.故障诊断技术在煤矿机电设备维修中的应用[J].矿业装备，2020(01):22-23.
[2]刘迎春.故障诊断技术在煤矿机电设备维修中的运用探讨[J].现代工业经济和信息化，2019,9(02):111-113.
[3]王翔宇.矿山机电设备故障诊断技术分析探讨[J].科技经济导刊,2016.
[4]李乐成.矿山机电设备故障诊断技术分析探讨[J].山东工业技术,2017:258-258.
[5]陈孝刚.矿山机电设备故障诊断技术分析探讨[J].百科论坛电子杂志,2019:219-220