探析机械制造系统监测设计理念

1可监测性设计理论体系的理论基础

1.1系统论核心思想

系统论的核心思想就是系统整体性，该理论把世间所有的事物均看做是一个整体，统称为一个系统，这个系统是由很多不同的组成部分按照一定的逻辑，合理的组合在一起的，并不是这些组成部分随机组合的。系统所表现出来的整体性是单独的组成部分所不具备的，只有每一个组成部分有机的结合在一起，相互关联才能够共同发挥作用。同样，系统如果失去了任何一个组成部分，那么其整体性能也会出现很大的变化，从而影响其整体特性。

1.2系统论研究方法

使用系统论去研究问题，最核心的方法就是把被研究对象看做是一个整体，是一个系统，通过系统论的思想去分析与研究对象的各种特性，去把握被研究对象各个组成部分之间的关系以及相互之间所存在的变化规律，最终实现被研究对象的全面性能优化。

1.3系统的种类

我们可以把整个世界看作是很多系统的集合，在这个集合当中存在着多种多样的系统，不同的系统其组成成分也有着很大的区别。区分不同系统的方法有很多种，所使用的方法以及出发的角度均会划分出很多种不同的系统集合。譬如，所谓大小系统之说，就是从系统的容量大小角度出发来划分系统的。

1.4系统论研究的目的和意义

之所以要对系统论进行深入的分析与研究，就是为了能够更加全面的认识系统普遍存在的特点及共性，从而能够更好的把握系统的发展规律，去管理并控制系统，进而创造出新的优化的更加符合社会发展方向及程度的系统。总之，对系统论的研究可以全面的优化现有系统结构，促进所涉及学科更加合理快速的发展，为现代科学理论提供更有价值的技术支持，能够解决社会发展过程中出现的越来越复杂的问题。

1.5系统论发展趋势

从当前的发展方向来看，系统论有着越来越多新技术、新知识的融合，使得该理论得以快速健康的发展，未来的发展趋势可以归纳为两个方面：当前先进的科学技术、新兴学科与系统论相互融合；信息论、控制论在系统论的基础之上，共同向着同一个方向发展。

2层次分析法

2.1层次分析法

这种方法实质上就是针对层次权重分析所提出的一种最为合理科学的方法。随着工业水平的不断发展，层次分析法在解决复杂决策问题的定性与定量分析上有着非常明显的优势。对问题进行定性定量，根据所反映的综合信息，通过专业判断来对目标标准进行加权处理，从而匹配出标准相对重要度，这样就可以根据所得到的相对重要度来排列解决方法的优先顺序。该方法在1982年就已经进入我国，并在很多行业中得到了应用。正是由于其在定性与定量结合处理复杂问题上的优势，使得其在我国很多领域内都有着广泛的认同。

2.2基本原理和基本流程

通过层次分析法来对问题进行研究，其基本原理就是根据问题的性质以及所要实现的最终目标，把被研究问题划分为多个不同的组成成分，同时根据成分与成分之间的相互关系再细分为不同层次的组合，从而构建出一个多层次的用于分析研究的模型结构。这样所要研究的问题就变成了对不同层次相对重要权值的确定，或者说优劣情况的排序。使用层次分析法来研究具体问题。

3可监测性设计理论体系研究

3.1机械系统可监测性设计研究的必要性

淤机械产品设备及系统逐渐的向大型化、复杂化、高集成、多参数以及自动化方向发展，工业发展需要更为可靠、更加智能的机械水平，对工作环境有着更高的要求，而且机械设备的维护也越发的复杂与困难。显然，机械产品设计需要全面的更新改革。于现在很多产品在设计时并不会考虑到未来的监测问题，所以大部分产品机械系统的可监测性能较差，对于其使用过程中状态信息的收集十分复杂困难。即使通过其他手段采集到了状态信息，也因为各种因素导致信息的过时或者缺失。这些情况均无法准确实时的反映出系统的实际状态。

3.2基于系统工程论的机械系统可监测性设计理论

3.2.1可监测性

设计研究对象及相关的技术领域淤可监测性设计研究的对象。相对于整个庞大的系统而言，产品最为重要的一个设计属性就是可监测性。也就是说，对于某一个组成部分或者某一块组成部分进行可监测性研究是没有任何意义的，必须是对于整个系统而言，才有可监测性这一概念。基于此可以得到，可监测性设计所要研究的对象首先是机械，其次是整个系统。于可监测性设计相关的技术领域。可监测性设计理论是多种学科交叉的一门基础理论，它涉及到机械学学科、信息学学科、数学学科、材料学科等多个领域。从整体上来看，想要进行一个全面的可监测性设计，必须要使用到计算机、网络通信、系统工程、优化算法等多种技术。

3.2.2可监测性设计的研究内容

根据上述的研究知道，可监测性设计是对于系统而言的，对于系统中的任何一个组成部分均没有可监测性设计这一概念。实质上，可监测性设计是一个综合性设计，它需要全面综合考虑系统的每一个部分以及他们之间的相互关系，综合考虑系统的运行过程以及各种监测技术的相互配合。通过对系统监测可观性、可达性的分析与研究，实现内外部监测设备通力配合，保证系统状态监测的全寿命周期设计。淤可监测性设计相关术语研究。这一部分的研究主要是通过CMFD技术、PHM技术、现代机械设计理论等，加之系统的科学调研过程以及领域内专家的研讨等方式，全面的对机械系统状态监测以及现代设计理论进行研究，形成可监测性设计体系所使用的基本术语。于可监测性分配方法研究。可监测性设计的关键就在于科学的选取测点，这对于最终设计的实施效果有着非常重要的影响。实质上，可监测性分配方法就是对系统监测点优化的一个过程。具体来说，就是通过可靠性、维修性等分配方法理论，按照机械系统高可靠性、高安全性以及智能化的设计目标，最终实现准确反映机械系统运行状态信息的可靠获取。盂可监测性设计方法研究。在对机械系统设计方法全面深入研究的基础之上，通过可靠性设计、可维修性设计以及保障性设计等方法上，对可监测性设计的设计标准、实施过程，采用并行工程思想以及全生命周期设计理念进行系统效益、安全、可靠等多参数分析，共同构建可监测性设计方法体系。榆可监测性设计评价研究。进行科学评价制度的构建是可监测性设计的关键部分，这个研究过程影响着这个可监测性设计的内容。这里面不仅仅包含了对设计阶段的评价，还包含着生产阶段、使用阶段的评价内容。简单来说，就是依靠已有的系统评价理论以及相关方法，对所收集到的各种机械系统运行数据信息，构建一个各种特征参数信息均可研究的机械系统可监测性设计评价体系，从而实现对系统可监测性设计各个阶段的科学有效评价。

作者：张新智 单位：甘肃钢铁职业技术学院