葛文博

（东北石油大学机械科学与工程学院，黑龙江大庆，163318）

应急机械系统的展望

葛文博

（东北石油大学机械科学与工程学院，黑龙江大庆，163318）

机械应急系统研究对于减少灾害造成的影响具有重要的意义。现如今的机械应急系统主要包含应急控制研究、应急决策研究以及应急系统设计研究这几方面的工作,文章在简述了该系统目前的研究现状和应用现状的基础上,并给出其应急设计的定义。鉴于机械应急系统研究,尤其是关于应急设计研究方面的工作仍稍显薄弱。

机械系统；研制

经过研究之后发现,如今关于机械应急系统方面的研究重点主要为应急控制系统方面的研究以及应急决策系统方面的研究,而其应用的领域主要为机床制造技术、车辆制造技术、船舶制造技术以及航空航天工业等领域。文本认为今后这一系统在进一步研究以上两方面工作的基础上，还需要对应急设计系统的设计进行深入的研究，以满足抗灾、减灾以及救灾等方面的工作。

1 机械应急控制系统概述

这一系统是在机械工程领域当中使用非常广泛的一类系统,其主要是以在紧急或者突发情况下发生的破坏性事件为主要服务对象,是一类较为复杂的系统工程。它研制的任务是为了快速并且有效的对各类灾害作出较为及时的预防及处理工作。

Liu等人将模糊数学算法应用在机床故障的识别领域。CNC数控机床的故障是一种较为典型的故障类型,运用模糊数学的相关知识，通过对机器重要组件的数据进行抽取从而得到发生故障的原因。这一方法能够在获得较少数据的基础上，找出机床发生故障的主要部件，以及出现故障的种类，因此对保障机器的使用寿命及加工产品质量十分有利,并能够较为有效的预防机床故障的出现。

Gorgon等人把“虚拟缓冲器”这一元件使用于拖拉机的运行控制当中。这一元器件具有在纵向上及横向上作出冲突避免能力,可以在正常或者是各类紧急条件下完成对车辆的控制。它的状态根据雷达和激光距离探测器探测得到的车辆周围的情况而改变。使用“虚拟缓冲器”冲突避免算法控制阻抗控制器的状态,进而控制车辆的运动学特征,并在Navistar国际拖拉机实验室测试了车辆对目标车辆固定、突然减速停止、加速、减速等情况下的适应能力。结果表明,“虚拟缓冲器”能够很好地发挥作用,预防交通事故的发生。这种方法采用虚拟、冲突避免算法等技术,利用雷达、激光等现代化工具对车辆进行控制,很好地解决了车辆的冲突避免问题。

2 机械应急决策系统

机械应急决策一般应是一个群体的决策行为,必须要有合理的专业知识结构、能力结构和年龄结构。应按项目式组织结构建立。只有这样才能保证应急决策群体有良好的工作性功能,提高应急决策的科学性和快速性。但目前机械工程中的群体决策还相对较少。其客观上的可能原因,一是机械系统本身相对可靠;二是机械系统往往并不独立存在,如构成核工业工程、水利水电工程、动力工程、航空航天工程等中的组成部分。因此,在应急决策上也就不去单独研究,而是仅研究其规模较小的辅助决策。但就发展而言,这是远远不够的。

3 机械产品或装备的应急设计系统

经计算机文献检索,尚未见机械产品或装备的应急设计的定义。我们试给的定义是,由于人为或自然灾害致使设计系统内部和外部环境波动的非正常环境下,实现特殊功能要求的急需的非现成的机械产品、装备或整个机械系统的快速设计系统。机械应急设计是非常重要的问题,例如第二次世界大战时前苏联的拖拉机厂转产为坦克,英、德的快速更新坦克,地震时应急的工程机械,洪水时江河决堤的抢修溃堤的机械装备,核电站事故的抢灾或补救的机械(包括特种功能机器人)等。它与起应急作用的应急装置的设计是不同的。现存技术主要是针对某种具体的起应急作用的机械装置进行设计,而非应急设计。但其中有些技术和思想是可以借鉴的,例如巧妙的机械结构设计,模块化设计,各种技术综合,理论、设计、试验相结合等。另外,现代设计方法,如快速设计、模块化设计、协同设计、自适应设计、大规模定制设计等也隐含着快速的应急设计的含义。但是,上述设计方法一般不考虑人为和自然灾害的非正常情况下的特点,特别是设计资源受损和设计系统本身受损的情况。换句话说,其应急设计有自己的属性和特点。

4 结束语

从总体上说,机械应急系统研究显得相对薄弱和滞后,应该针对带灾难约束的特点,吸取其它行业应急系统研究和现代设计理论、方法和工具中有益的思想、策略、方法、技术加以发展,并注意在理论与实践相结合过程中不断地完善。

[1] 翟晓敏,盛昭瀚,何建敏.应急研究综述与展望.系统工程理论与实践,1998(7): 17～24

[2] Ong S K,An N, Nee A Y C. W eb-based FaultDiagnostic and Learning System.InternationalJournal of Advanced M anufacturing Technology,2001,18(7): 502～511

[3] Liu Q,Zhang C,Lin A C.Pattern Recognition ofM achine ToolFaultsw ith a FuzzyM athematicsA l-gorithm.International Journal of Production Research,1998,36(8):2301～2314

[4] 王太勇,文松,郭红旗,等.机床在线监测与突发故障自动保护系统的研究.机械工程学报, 1997, 33

葛文博，男，1992年3月28日，东北石油大学机械科学与工程学院在读本科生

The development of a mechanical system

Ge Wenbo
(College of Mechanical Science and Engineering,Northeast Petroleum University,Daqing,163318,China)

The mechanical emergency system research to reduce the impact of disasters has the vital significance.Mechanical emergency system research mainly includes the emergency control,emergency decision-making and emergency design system,summarizes the research and application status of mechanical emergency system,and gives the definition of its emergency design.In view of mechanical emergency system research,especially the emergency design research is relatively weak and lagging,suggest that attention and accelerate the research and development.

mechanical system;To develop

图1 系统流程图