[發(fā)明專利]一種印刷裝備關鍵部件的隱患評估方法

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• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107729612A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設計）人: 張媛;杜艷平;高振清;朱磊;秦勇;賈利民
• 申請（專利權）人: 北京印刷學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司11467
• 代理人: 衛(wèi)麟

技術領域

本發(fā)明涉及印刷裝備狀態(tài)監(jiān)測技術領域，尤其涉及一種印刷裝備關鍵部件的隱患評估方法。

背景技術

目前，多數(shù)的大型印刷裝備尚未應用在線狀態(tài)識別和監(jiān)控技術，仍是采用基于人工的離線和定期檢查手段，僅僅能夠做到事故后處理和定性分析，無法對裝備和其中關鍵零部件進行實時、動態(tài)、定量的運行狀態(tài)評估。此外，由于印后裝備具有多樣化和更新快的特點，傳統(tǒng)的檢查手段無法跟上裝備功能和結構的升級速度。因此，建立一套相對普適的大型印刷裝備隱患狀態(tài)評估和分析方法是保障印刷生產的安全高效和最大化發(fā)揮裝備效能的必要工作。

要保障大型印刷裝備整體系統(tǒng)的安全運行，必須首要保證其中關鍵和核心零部件處于正常運行狀態(tài)。據統(tǒng)計，滾動軸承、齒輪箱等關鍵部件是大型印刷裝備在內的復雜機械裝備中使用最頻繁且故障率最高的零部件，因此，從關鍵部件的狀態(tài)監(jiān)測和隱患評估入手，首先完成運行安全關鍵零部件的隱患評估，是當前亟待解決的首要關鍵技術問題。

目前，國內外針對印刷裝備的隱患評估研究較少，相關研究工作更多地集中在故障處理和信息采集等方面。在印刷裝備關鍵部件的狀態(tài)評估方面，在實際的生產現(xiàn)場，工程師們主要根據印刷品質量問題(如墨杠、磨毛等)通過專家經驗對印刷裝備旋轉部件的工作狀態(tài)進行粗判；在理論研究方面，主要從印品質量的角度關注旋轉部件對印刷壓力和紙張張力等的影響，現(xiàn)有成果基本集中在基于動力學分析和基于振動測試的直接方法，以及基于圖像識別的間接方法。

目前，針對“隱患”的研究成果主要集中兩個方面：一是在礦業(yè)和電氣等領域的事故隱患分級、風險評估體系、企業(yè)安全管理策略研究等宏觀方面；二是針對某類設備運行狀態(tài)的早期故障辨識和隱患監(jiān)測等微觀問題。目前，后者相關研究成果較為豐富，而前者在印刷裝備領域未見開展。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對印刷裝備關鍵部件隱患評估問題，提出了基于區(qū)域估計的方法。本發(fā)明可以為印刷裝備關鍵部件的隱患辨識和評估提供一種新方法，為解決印刷裝備和系統(tǒng)的實時狀態(tài)評估提供技術支持和指導。

本發(fā)明將具體研究對象(如滾動軸承或齒輪箱等某一印刷裝備關鍵部件)的運行狀態(tài)分為正常、異常兩種情況。用運行狀態(tài)變量所構成的一個空間表征研究對象的全部運行狀態(tài)，而其中的正常和異常兩種情況分別對應整個空間的不同區(qū)域，正常狀態(tài)對應的空間區(qū)域認定為正常域，異常狀態(tài)對應的空間區(qū)域認定為異常域。

本發(fā)明定義正常域(Normal Region,NR)是一種從域的角度描述系統(tǒng)整體可正常穩(wěn)定運行區(qū)域的定量模型。在印刷裝備關鍵部件狀態(tài)評估的研究中，正常域是一個在研究對象各運行狀態(tài)相關變量(如振動、速度、位移、提取的狀態(tài)特征等)所確定的空間內，用于評價研究對象運行狀態(tài)是否正常的區(qū)域。具體到某一具體的研究對象，正常域是指在該對象運行狀態(tài)相關變量(不同的研究對象，其運行狀態(tài)相關變量亦不相同)所確定的空間內，用于評價當前對象的運行狀態(tài)是否正常的區(qū)域。

若對象的運行狀態(tài)落在正常域內，則表示對象的運行狀態(tài)是健康的正常的，隱患等級較低，若當對象的運行狀態(tài)落在除正常域以外的其他區(qū)域，可能有兩種情況，其一是對象已經處于故障的運行狀態(tài)，且這一故障將導致非安全事件(如事故)的發(fā)生，此時隱患等級高，其二是對象雖然已經處于不健康不正常的運行狀態(tài)，但其不會直接導致非安全事件的發(fā)生，此時隱患等級中等。

如圖1所示，若研究對象運行狀態(tài)位于正常域(圖中綠色所示區(qū)域)內，則可判定研究對象運行是正常的，否則認為研究對象運行異常；若有隱患發(fā)生或外部干擾，可能導致對象運行狀態(tài)臨近正常域邊界，說明對象可能存在隱患，有發(fā)生故障的趨勢，需要及時采取相關預防控制措施，使對象運行狀態(tài)遠離正常域邊界(如圖中虛線箭頭所示)；若對象運行狀態(tài)在正常域邊界的臨近位置時，沒有及時正確地采取防控措施，則對象運行狀態(tài)將會進一步惡化，最終發(fā)生故障，演化至異常域(如圖中故障軌跡所示)，進而導致事故發(fā)生。

從區(qū)域與空間劃分的角度來說，是通過估計空間中的邊界，由邊界將空間劃分成不同區(qū)域。當僅需區(qū)分正常狀態(tài)和異常狀態(tài)時，只需估計出一條正常域邊界(如圖1)，將運行狀態(tài)相關變量空間劃分為兩個區(qū)域即可。此時的區(qū)域邊界可用如下的分類決策函數(shù)表示即可

f(X)＝sign[Bound(X)] (1)