煤矿机电设备健康管理系统关键技术的研究.doc

煤矿机电设备健康管理系统关键技术的研究 向德林 （重庆市天府矿业有限责任公司三汇一矿，中国重庆401535） 【摘要】改革开放以来，随着国家经济的快速发展，对煤矿资源的需求不断增大，从而加快了国内煤矿企业的发展。工业化生产和设备现代化的快速发展，使得煤矿机电设备在煤矿生产过程中的作用日益凸显。然而，伴随着煤矿生产机械化进程中，机械设备事故频发，严重影响了煤矿企业的安全生产。为解决此问题，应加强煤矿机电设备的健康管理。本文就是以煤矿机电设备健康管理系统的含义和意义为出发点，对该系统中关键技术，包括煤矿机电设备点检制度和基于点检数据的趋势预测进行了着重分析。 关键词煤矿机电设备；健康管理系统；关键技术 改革开放以来，科技水平的不断提高，促进了国内工业化的快速发展。煤矿企业的发展逐渐由零星型向企业集团化发展，并实现了机械化生产模式。煤矿企业发展速度和规模以及煤矿机械化水平的不断扩大，促进了企业高效益、高效率的发展，但同时又使设备的使用、管理、维修出现了一系列的新问题1。煤矿机电设备事故频发，严重影响了煤矿企业的安全生产。因此，加强加强煤矿机电设备的健康管理，降低设备维修频率，增加设备使用寿命，提高设备利用率势在必行。 1煤矿机电设备健康管理系统含义 所谓煤矿机电设备健康管理系统，指结合网络传输技术和设备维护理论，充分发挥电子商务的服务性、分布性以及在线性等优势，实施以Web技术为基础的措施和方法，实现煤矿机电设备维护的在线化、智能化、网络化、数字化以及远程化发展，以达到设备维护资源的重新整合和优化的目的，进而实现了整个煤矿机电设备的健康管理2。煤矿机电设备健康管理系统通过对设备使用周期的优化，加强了设备维护力度，降低了设备维护实际工作量，实现了机电设备维护工作效率高、成本低等目标，并且有效的提高了机电设备的实际使用率，从而增加了社会和经济效益。 2煤矿机电设备健康管理系统研究意义 煤矿机电设备的健康管理的意义主要体现在以下几个方面3：（1）作为煤矿生产中最关键的环节，生产安全是煤矿企业运行的前提条件。通过加强煤矿机电设备的健康管理，可有效的避免因设备故障或事故导致的生产安全问题，并且对提高煤矿企业生产效率也有积极的作用；（2）由于当前多数煤矿机械化生产以通过人员对机械设备操作为主，若机械设备维护和保养不到位，则极易造成操作人员人身财产生命危险，通过加强煤矿机电设备的健康管理，可有效的对机械设备进行定时检查、维护和保养，降低了机械设备事故发生率，进而避免了操作人员人身财产存在安全隐患；（3）煤矿企业生产经济效益受机械设备能否正常运行影响较大，若机械设备发生故障或事故频率过高，则极大的影响了企业生产效率并增加了设备检修费用，从而降低了企业的经济效益。通过加强煤矿机电设备的健康管理，可有效的加强了设备维护力度，降低了设备维护实际工作量，实现了机电设备维护工作效率高、成本低等目标，并且有效的提高了机电设备的实际使用率，从而增加了煤矿企业的经济效益。 3煤矿机电设备的点检制度 在煤矿机电设备的健康管理体系中，煤矿机电设备的点检制度属于较关键的技术，其有效的为煤矿机电设备的健康趋势预测提供数据基础。 31点检制度含义 点检制度指的是对机电设备各关键部件按一定周期和标准进行检测，确定其是否运行正常，若机电设备部件运行出现异常或故障，及时采取相应解决措施进行检修维护，从而确保机电设备各关键部件能够正常运行的一种机电设备管理办法。点检制度既是检查机电设备正常运行与否的方式，又是一种制度和管理方法4。 机电设备的点检制度通常依据相关的技术指标，对机电设备进行定标准、定点、定人、定方法、定量、定流程等方式进行检测和记录，并通过对检测和记录结果进行分析，已达到对所测设备进行量化评价的目的。煤矿企业通过推行机电设备的点检制度可有效避免“欠维修”和“过维修”问题，并对减少机电设备故障发生率、提高机电设备安全操作性、降低机电设备维护保养费用等方面具有积极的作用。 32点检制度的组成 煤矿机电设备的点检制度主要由点检位置的选择、点检参数的选择和点检周期的确定三部分组成4。 （1）在点检位置的选择方面，应依据所测机电设备自身特点，对所检测位置进行科学合理选择，通常将设备的关键部件和劣化部位作为点检选择位置，并对其进行标记，以确保检测位置正确。 （2）在点检参数的选择方面，通常以采集机电设备的温度、声音和振动三个重要数据作为点检参数。温度在机电设备点检制度中具有不可代替的地位，通常可通过接触式或非接触式方法进行温度测试。机电设备振动是评价其性能的重要指标，通常以振幅、频率和相位三个参数指标对机电设备振动情况进行评价。 （3）在确定点检周期方面，主要从确保机电设备操作的安全性和机电设备维护费用最小化两方面进行考虑。在确保机电设备操作的安全性方面，为确保机电设备的正常安全运行，通常规定机电设备维护检修周期一般要低于机电设备内潜在故障发展为功能故障所需周期。在机电设备维护费用最小化方面，由于机电设备进行预防性维护检修费用远远的低于机电设备功能性维护检修费用，因此，通过以机电设备维护检修费用最小为原则进行点检的检测周期确定。 4基于点检数据的趋势预测 41最小二乘支持向量机（LS-SVM） 支持向量机（SVM）最早由Cortes在上世纪九十年代末提出的，基于统计学习理论，解决非线性、高位模式识别和小样本等实际问题的一种计算方法。该方法有效的解决了神经网络学习中欠学习与过学习、收敛速度慢、训练过程中样本不足以及局部极点小等问题，并并成功地应用于分类、函数逼近和时间序列预测等方面5。 最小二乘支持向量机（LS-SVM）在支持向量机基础上，通过将不等式约束改进为等式约束，并把损失函数、误差平方认定为训练集的经验损失，从而使解二次规划问题转换为求解线性方程组问题，进而有效的提高了问题解决的速度和精确性。该方法最大的优点就是其结构简单，能在较短的时间内解决规模较大的计算问题。 42预测模型的建立 采用机电设备点检过程中所得的数据序列对其未来走势做出相应预测，以验证最小二乘支持向量机方法是否可行或有效。通过选取大柳塔煤矿921胶带输送机高速轴非驱动端温度为点检参数进行研究2，并建立预测模型。并通过采用预处理方法，提高了所建模型的精确度。对数据进行归一化处理，有效防止了数据范围较小的属性被数据范围较大的属性控制，有效解决了计算过程中的困难问题。最终通过将预测值与真实值比较发现，预测值与真实值间误差小，走势趋势相近。 5小结 随着科技水平不断发展，煤矿机械化生产发展迅速，这就对煤矿机电设备安全生产提出了更高要求。通过加强煤矿机电设备的健康管理，可有效的加强了设备维护力度，降低了设备维护实际工作量，实现了机电设备维护工作效率高、成本低等目标，并且有效的提高了机电设备的实际使用率，从而增加了煤矿企业的社会和经济效益。 参考文献 1曲冬，杜艳华煤矿机电设备维修技术管理的现状与对策J.煤矿技术，xx(2)：28. 2万喜林煤矿机电设备健