【精品】数据挖掘技术在机械设备更新决策和故障诊断中的应用

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1、数据挖掘技术在机械设备更新决策和故障诊断中的应用宋政立（内蒙古科技大学机械工程学院内蒙古包头014010）摘要:主要介绍了数据挖掘技术的概念和方法,进行机械设备更新要依据的理论基础和定量评价方法,并用实例的方式介绍了使用数据挖掘技术进行机械设备更新决策的操作过程,通过实际应用，效果良好。关键词:数据挖掘；机械设备；更新决策Abstract:Thepapermainlyintroducestheconceptionandmethodofdatamining,thetheoryandquantitativevalueonmachineryreplacem

2、entdecision.Atthesametimeitstillintroducestheoperatingprocedureofmachineryreplacementdecisionusingdataminingtechnologybyanexample.Thoughactualapplication,theeffectisgood.Keywords:DataMining;Machinery;ReplacementDecision机械设备是现代工业生产的重要物质和技术基础，它的功能完好是维护正常生产活动的重要保障，它的质量和技术水平是衡量企业现代

3、化水平的重要标志，是判断一个企业技术能力、开发能力和创新能力的重要标志，也是影响企业各项技术经济指标的重要因素。但是现在，许多企业的大多数设备已满期或超期服役,设备的机型陈I口落后、老化严重，耗费惊人，若不及吋解决,机械设备特别是大、中型机械设备“一茬烂”（同步退役）的危机将变成严酷的现实。随着科学技术和生产力的发展，对结构复杂、功能完善、自动化程度高的设备的需求越来越大,这也是现役设备急需更新的另一个重要原因。在市场经济迅速发展的今天，追求更高的经济效益和更低的运营费用已成为企业的主要口标。所以，实行最佳的设备更新决策已势在必行。但是,现在存在的问

4、题是如何寻求一套得心应手的方式、方法，并充分利用机械设备诊断和维修中积累的海量数据来解决机械设备更新决策问题。所以，木文选用数据挖掘技术来解决这个问题。1数据挖掘技术的概念和方法数据挖掘就是从大量的、不完全的、冇噪声的、模糊的、随机的数据中提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程，数据挖掘的过程也叫知识发现过程。在数据挖掘技术屮主要包括以下几种方法：1）基于神经元网络的方法神经元网络是大量的简单-神经元按一定规则连接构成的网络系统。网络能够模拟人类人脑的结构和功能，采用某种学习算法从训练样本中学习，并将获取的知识存储在网络

5、各单元Z间的连接权中，神经网络和基于符号的传统的AI相比,具冇直观性、并行性和抗噪性。2）基于决策数的方法决策数是发现概念描述空间的一种有效方法，也是许多归纳系常采用的知识表示形式，它的主要优点是描述简单，分类速度快特别适合大规模的数据处理。3）粗集方法粗集理论的特点是不需要预先给定某些特征或屈性的数量描述，而是直接从给定的问题出发，通过不可分辨关系和不可分辨类确定问题的近似域，从而找出该问题屮的内在规律，传统方法如概率统计论、证据理论等方法在处理大数据量的数据库方而有时无能为力，粗集方法作为一种软计算方法，能够克服传统方法的不足，并可进一步增强对不

6、确定性、不完全信息的处理能力。4)聚类方法聚类方法就是对数据集中的数据应用某种方法进行分组，使得每组内部的数据尽可能相似而不同组Z间的数据尽可能不同，从而发现数据集的内在结构。5)遗传算法遗传算法是模拟生物进化过程，利用复制、交叉和变异3个基本算子优化求解的技术。遗传算法模型的形式必须预先确定，在算法实施过程屮，首先对求解的过程进行编码，产生初始群体，然后计算个体的适应度，再进行染色体的复制、交换、突变等操作，优胜劣汰，适者生存，直到最佳方案出现为止。2机械设备更新决策在设备满足送修标准时，就要停止工作进行维修。在维修开始时，先判断是否有维修的必要，

7、如果设备属于被淘汰的设备或者已经超期服役，那么就不用再维修而直接用新设备代替。除此之外,维修时首先要进行故障检查，找出故障部位、机理、性质和发展趋势。只有知道了这些，才能防止肓冃拆卸，减少诱发因素，缩短维修和停机时间。所以，本文选用危害度作为维修与更新决策的依据，计算公式如下(Cm)ij=uijBij入i式中(Cm)ij零部件i的故障模式j对系统造成的危害度Xi零部件i的故障发生概率，即故障率oij考虑故障模式j时,零部件i故障模式频率比Bij考虑故障模式j时,缘于零部件i系统故障概率在公式屮，故障率和故障概率要通过试验和现场数据推断，需要通过大量的

8、数据总结出來，这充分发挥了数据挖掘的功能。可通过图1得出故障发生概率。等级程度发生频率评分1很高:菲常频繁发