论文-浅析柔性制造系统(fms)的故障诊断技术.doc

《论文-浅析柔性制造系统(fms)的故障诊断技术.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、浅析柔性制造系统（FMS）的故障诊断技术长客股份资产部设备处李德明摘要：分析FMS的特点及其故障诊断的困难性。在综合大量文献的基础上，指出当前研究工作的特点和已有研究存在的主要问题。对今后的发展进行了展望，指出集成诊断、多传感器信息融合、多方法综合应用的集成智能决策系统，以及网络化远程诊断服务是FMS诊断系统研究和发展的方向。关键词：柔性制造系统；故障诊断；智能诊断系统前言：随着科学技术的发展，人类社会对产詁的功能与质量的要求越来越高，产品更新换代的周期越来越短，产品的复杂程度也随Z增高，传统的大批量牛产方式受到了挑战。市场环境决定着金业的牛产

2、方式，制造金业需姜以最快的上市速度，最好的质量、最低的成木、最优的服务及最清洁的环境来满足不同客户对产品的需求和社会可持续发展的要求。在这一FI标的驱动下，多种先进制造技术（advancedmanufacturingtechnology,AMT）被提出并受到重点研究和发展。其中,柔性制造系统（flexiblemanufacturingsystem,FMS）是AMT发展的产物，并在制造企业得到大量应用。柔性制造系统是一种技术复杂、高度自动化的系统，它将微电子学、计算机和系统工程等技术有机地结合起来，理想和圆满地解决了机械制造高自动化与高柔性化之间

3、的矛盾。正因如此，对柔性制造系统（FMS）的故障诊断就不能全都依赖传统的诊断技术，而因根据其自身的特点采取多方式多手段的诊断方法。下面我就从FMS的特点及其故障诊断的困难性、当前的研究内容及发展状况、研究的特点及存在的问题三个方面进行阐述分析，并在最后提出研究的发展方向。一、FMS特点及其故障诊断的困难性柔性制造系统（FMS）作为一类复杂的机电系统，其复杂程度、行为状态和工作环境等都与传统的制造系统有很大不同，比较明显的有以下几点：1、FMS是对多个异质系统在功能及结构上的有机集成，属于复杂大系统。2、系统强调高度自动化，智能程1度要求较高。3

4、、相对于自动化生产线，系统的动态行为更加复杂，刚性控制减弱，柔性更加明显。4、系统具有容错控制，当某一子设备或子系统发牛故障吋，系统的运行过程控制（即调度）可以重构，以保证系统整体功能的不失性。5、单一设备或系统的自身行为或故障不再局限于其自身范围内，常常会影响在功能或地域上相关、相连的设备或系统。正因为FMS系统具有的上述特点，导致其故障诊断不仅有-般设备诊断的特点,血且表现的更复杂、更特殊，因为：1）FMS的高度柔性，必然要求系统内部的高度灵活性和运行模式的多样性，负面的影响是增大了系统的不定因素和在模式转换过程屮故障发牛的高可能性。2）系

5、统设备多样、复杂，加工以柔性多任务为H标，加工类型、过程、工况多样，因此，难以全面搜集各种正常与异•常状态的先验样本和模式样本，即诊断知识获取困难。3）过程状态及故障的断续性、突发性、模糊性、关联性及吋变性更加明显，致使故障征兆信息、设备状态信息的获取比较困难，故障的快速定位难度更大。4）加工设备各部件间的动态联动性、离散性致使故障的传播性、故障源的分散性更加明显。5）工件尺寸甚至误操作等随机干扰因索影响加大，使诊断系统的误诊、漏诊的可能性更大，诊断推理的精确性、结论的可信度都有所下降。6)加工过程屮信息量大而繁杂，适合于监控、诊断与预警的信息

6、资源需要挖掘，对监控策略、故障特征提取、诊断知识库管理等环节提出了挑战。从实际的应用来看，诊断对象的复杂度增加，可能导致诊断系统的复杂度呈几何指数性增长。从多家FMS研究及应用单位的实际应用情况看，当FMS在运行时出现故障时，现有的诊断系统难以应付多种复杂的故障，且达不到快速定位的要求。二、当前的研究内容及发展状况作为FMS理论研究及实践应用的关键与瓶颈技术之一的故障诊断技术，受到了国内外制造领域的重点研究，并取得了一定的研究成果。分析和总结众多在不同研究方向上具有创新性的研究成果，归纳、分类形成如图1所示的FMS诊断技术研究的基本方向。从图上

7、我们可以清楚的看出，围绕FMS这一具有复杂结构及纽成的自动化制造系2统，诊断技术的研究主要沿如下四个方向深入开展：1)诊断系统架构研究；2)智能诊断方法研究；3)FMS故障机理及故障模型研究；4)系统集成技术研究。基于丄述四个大的研究方向，众多的研究又从不同的侧重点岀发，最终形成了更细致的研究分支。整体而言，FMS诊断技术研究呈发散式发展，并与诊断流程屮各个环节的相关技术逐级深入。图1FMS诊断技术的研究方向及分类1.诊断系统架构针对FMS的特点，当前的诊断系统架构设计主要有两种形式：集屮式和分布式。在两种基本方式的基础上为了兼顾诊断的实时性及

8、诊断的精密性要求，系统又出现了在线实时诊断与离线精密诊断相结合的模块式结构。基于Internet的远程故障诊断技术是复杂设备故障诊断最新的发展动态。设