GB/T 23713.1-2009 机器状态监测与诊断 预测 第1部分：一般指南

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道B

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中华人民

和国国家标准

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GB/T23713.1-2009/ISO13381-1:2004

机器状态监测与诊断预测

第1部分:一般指南

Conditionmonitoringanddiagnosticsofmachines一

Pr吨nostics-Part1:Generalguidelines

CISO13381-1:2004,IDT)

2009-04-24发布2009-12-01实施

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中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

GB/T23713.1-2009/ISO13381-1:2004

目次

前言……………m

引言…………………N

1范围-

2规范性引用文件-

3术语和定义·

4要求的先决数据…·

5预报概念………….3

5.1基本概念……………….3

5.2影响因子………………3

5.3设置预警、报曹及跳车(停机)限值…….4

5.4多参数分析·

5.5起始准则-

5.6失效模式起始的预报…………………….7

6预测的失效和劣化模型………………….8

6.1失效模式状态的建模概念…………….8

6.2建模类型…

7一般预报过程-

7.1预报置信度·

7.2预报过程……..

8预报报告…………………10

附录A(规范性附录)状态监测流程图…………………12

附录B(规范性附录)确定预报置信度的例子………….13

附录c(资料性附录)失效建模技术…………………·…………14

参考文献…..

I

GB/T23713.1-2009/ISO13381-1:2004

目。吕

GB/T23713((机器状态监测与诊断预测))，由以下部分组成:

一一第1部分z一般指南。

后续部分将包括适用于预测的建模方法和技术。

本部分等同采用ISO13381-1:2004((机器状态监测与诊断预测第1部分:一般指南))(英

文版〉。

本部分等同翻译ISO13381-1:20040

为了便于使用，本部分做了下列编辑性修改:

一-用"本部分"代替"国际标准ISO13381本部分"

一一一删除了国际标准前言，重新编写了本部分的前言;

一一一对13381-1:2004引用的其他国际标准，有被等同采用为我国标准的，用我国标准代替相应的

国际标准，未被等同采用为我国标准的直接引用国际标准。

本部分的附录A和附录B为规范性附录，附录C为资料性附录。

本部分由全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会(SAC/TC53)提出并归口。

本部分起草单位:中国船舶重工集团公司第七一一研究所、浙江大学、北京北重汽轮电机有限公司、

南阳防爆集团有限公司、湖北省电力试验研究院。

本部分主要起草人:周英、李森、张泉南、陈章位、安胜利、王泽威、张大国。

E

GB/T23713.1-2009/ISO13381-1:2004

寻l

机器状态监测的完整过程包括以下五个明显阶段z

一-发现问题(偏离正常状态h

一一故障及其原因的诊断;

一-未来故障进展的预报;

-一一推荐措施;

一一后处理。

就机器健康状态的预报而言(预言机器未来的完整性和劣化程度)，在需要统计和鉴定的过程中不

可能采取精确的方法。因此，预报机器健康状态的标准化更侧重于指南、方法和概念，而不侧重于程序

和标准操作法。

未来故障进展的预报需要预知可能的失效模式和机器未来所要承担的任务，并透彻理解失效模式

和运行状态之间的关系。这就要求在推词、预测及预报之前就要把以前积累的功能参数、附加功能参数

以及目前的状态参数、性能参数收集起来。

同时，有越来越多的损伤起始和损伤进展模型。预报过程筒要提供这些模型和未来分析损伤模型。

当计算能力不断提高以及多参数分析成为事实时，如果已知给定工况下的未来特性，并且可用一组

参数值来表达相应模式下的起始准则，那么能够预报失效模式的起始就可能成为现实。

N

Gß/T23713.1-2009/18013381-1:2004

机器状态监测与诊断预测

第1部分:一般指南

1范围

GB/T23713的本部分为预报过程的开发提供指南，它旨在:

一一让状态监测和诊断系统的用户和制造商能够分享机器故障预报领域的一般概念;

一一使用户确定所需的数据、特性和必要性能，以获得准确的预报;

概括预报开发的一般方法;

一一引人预报的概念，以促进未来系统的开发和培训。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过GB/T23713的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，

其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的

各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。

GB/T20921机器状态监测与诊断词汇(GB/T20921-2007,IS013372:2004,IDD

GB/T22393机器状态监测与诊断一般指南(GB/T22393一2008，IS017359:2003,IDT)

3术语和定义

GB/T20921确定的以及下述术语和定义适用于本部分。

3.1

预报pro伊osis

预估一个或多个现有和未来失效模式的失效时间和风险。

3.2

置信度confidencelevel

表示诊断/预测的正确程度的质量准则。

注1:它以百分率来表示。

注2:这个值实质上是一个数字，它表示误差源对输出结果精度的最终可靠性或置信程度的累积影响，可以通过计

算或者加权评估系统来确定。

3.3

根本原因rootcause

导致失效模式产生的事件序列开始时发生的一组状态和/或作用。

3.4

失效模式效应分析failuremodeseffectsanalysis

FMEA

帮助确定机器失效的途径并评估这个失效所产生的相关效应的试验设计和开发过程。

注:FMEA程序在BS5760-5中有所描述。

3.5

失效模式效应危害度分析failuremodeseffectscriticalityanalysis

FMECA

帮助确定维修管理决策的过程，它比FMEA增加了经济、财政和/或安全的成分。

注:FMECA程序在IEC60812中有所描述。

1

GB/T23713.1-2009/ISO13381-1:2004

3.6

失效模式症状分街failuremodessymptomsanalysis

FMSA

基于FMECA的过程，它为了开发和优化监测程序，为每个模式所产生的症兆和最有效的检测和

监测方法提供文件资料。

注:此过程在ISO13379中有所描述.

3.7

颈估失效时间estimatedtimetofailure

ETTF

预估从当前时刻到被监测机器处于失效状态时刻的时间。

4要求的先决数据

状态监测的一般概念见GB/T22393，这些构成预报过程的基础和必要前提。预报需要收集可以

提供证明的数据，包括:

a)被观测的车间、机器及部件的总数。

b)所有监测参数和描述符。

c)历史运行数据、维修数据和失效数据。

d)未来运行和维修的环境、要求和计划表。

e)起始诊断，包括所有现有失效模式的识别。

f)失效建模程序，包括统计数据、现有和未来失效模式的影响因子、起始准则、所有参数和描述符

的失效定义点。

g)曲线拟合、预词和重叠技术。

h)报曹限值。

i)跳车(停机)限值。

j)失效调查结果。

k)可靠性、有效性、可维修性和安全性数据。

1)损伤起始数据。

m)损伤进展数据。

收集当前状态和机器现场性能的可靠性数据，具体目的是:

一一一提供实际可靠性调查，做出项目的可靠性特性预估，并与现场数据和损伤模式进行比较，进而

提高对未来的预测;

一一为提高当前项目和未来进展的可靠性提供数据。

收集机器当前现场工作数据和累积工作数据，具体目的是:

一一为今后将损伤起始和具有现场数据的进展模式进行对比，提供关于实际可靠性与已开展工作

之间关系的调查;

一一为提高当前项目和未来发展的损伤预估模式提供数据;

一一为扩展损伤预估模式的应用范围提供数据。

收集监测设备及其使用、生产损耗、附件损坏损耗、维修活动和库存的费用数据，具体目的是z

一一为各种不同维修活动的利润率提供调查;

一一改进未来维修决策;

一一为减少当前项目和未来具体设备的运行和维修戚本提供数据;

一←-为所有维修活动(状态维修、计划预防性维修、改造维修、服务人员、备件库存等)的优化组织和

管理提供费用数据(监测数据、性能数据以及现场工作数据〉。

2

GB/T23713.1-2009/ISO13381-1:2004

5预报概念

5.1基本概念

预报是预估一个或多个现有和未来失效模式的失效时间和风险，一般是凭直觉并基于经验的。预

报通常对具有已知量、关于使用年限、渐进劣化、最简单线性的故障和失效模式有效，对随机失效模式的

预测最为困难。

失效是由监测参数/描述符来定义的。要进行预报，只监测数据本身是不够的。预报过程的基本概

念是:

a)定义结束点(通常是跳车设置点h

b)建立当前的严酷程度z

c)确定/评估参数的性能和预期的劣化率z

d)确定预估失效时间(ETTF)。

诊断的本质是追溯过去，关注给定时刻的现有数据，理解这一点非常重要。

但是，预报关注未来，应考虑以下几个方面:

一一现有失效模式和劣化率;

一-未来失效模式的起始准则;

一一现有失效模式对未来失效模式起始的作用;

一一现有和未来失效模式与它们的劣化率之间的相互影响;

一一通过当前监测技术得到的现有和未来失效模式的检测和变化灵敏度;

一一为了适应上述内容而对监测策略进行的设计和改进;

一一维修活动的作用和/或运行工况，确保预报有效的条件和假设。

基本的关系概念可以用因果关系树模型表示，见图l(FM代表失效模式)。

现有失效模式{已发生}

|未来失效模式{将发生)

诊断结论

预报(现有模式)|预报(未来模式)

现在未来

过去

圄1因果关系树

5.2影晌因子

影响因子是影响失效模式劣化率的参数，例如温度、蒙古度、间隙、负载和速度等。每个影响因子都可

以被看成是现有失效模式的症状，在图1中用实线表示出来，它与现有失效模式的趋势相关联。影响因

3

GB/τ23713.1--2009/ISO13381-1:2004

子同样也会影响其他现有或未来故障的起始或进展(见图2)。图2中描述了振动起始参数的例子，由

于润滑油泵轴承的故障(一级失效模式)，导致密封失效的起始(二级失效模式)，它的劣化率比轴承的

快。当密封失效时，由于泄漏，引起油传递压力的损失，导致泵叶轮失效的起始(三级失效模式)，它有较

惶的劣化率。

Y

X

ac

T

SFM

Tp;'M

TTl'M

b

注x一一-时间z

Y→一参数的严酷程度;

1一-PFM:一级失效模式(实线);

2-SFM:二级失效模式(虚线h

3-TFM:三级失效模式(点划线);

IF-路响因子z

T(PF峭的预估失效时间;

pFM一一一级失效模式

T(SFM)的预估失效时间;

一一二级失效模式

SFM

TTFM-一三级失效模式(TFM)的预估失效时间;

a一一二级失效模式起始时间;

b一一现在时间z

c一一三级失效模式起始时间。