《振動噪音科普專欄》為什麼常簡稱振動噪音是NVH？甚麼是NVH？

這個單元要來探討的主題是：為什麼常簡稱振動噪音是NVH？甚麼是NVH？

 

參閱圖片中間上方圖示，一個典型的轉子系統(rotor system)，包含：馬達(Motor)、聯軸器(Coupling)、轉軸(Shaft)、以及兩個軸承(Bearing)。這個轉子系統(rotor system)就是一部機器(machine)。

 

當一部機器(machine)運轉起來，都會有振動(vibration)，甚至也會有聲音(sound)或噪音(noise)的產生。

 

首先，就來看NVH，代表甚麼意思？

 

1.          Noise：就是噪音。在中國的友人都稱為噪聲。初始交流時，聽到噪聲，還有點不習慣，熟悉後，就瞭解了。我們說Noise噪音，中國那邊說Noise噪聲。

2.          Vibration：就是振動。也有稱為震動。要用哪一個呢？先前【振動噪音科普專欄】單元：#2，【是【振動】、還是【震動】？】，已有說明。參閱圖片右上圖示，【振】是提手【扌】旁，加上【辰】字。而【震】是【雨】字頭，加上【辰】。會產生Vibration，大致有兩種情形，(1) 一則是自然界的現象，如地震、風吹草動所造成的Vibration；(2) 一則是非自然或是人為造成的Vibration。所以呢，自然界現象的Vibration，可以說是【震動】，若是非自然或人為的Vibration，就是【振動】吧！所以呢，一部機器(machine)運轉起來的振動(Vibration)，會說振動(Vibration)，應該比較適當。不過呢，英文的Vibration就是Vibration。

3.          Harshness：有翻譯為粗糙度，或不平順度。都覺得不是很好的翻譯名詞。因為，粗糙度常會誤解為表面的粗糙度(Roughness)，和Harshness的原意，就大大不同。不平順度是比較接近Harshness的原意，但是，會有點繞舌吧！

 

比較沒有疑慮的名詞：Noise：就是噪音。Vibration：就是振動，也可以稱為震動。那麼Harshness呢？可以從以下兩個名詞來體會：

 

1.      Noise Harshness：噪音刺耳度。當機器運轉時，有穩定的Noise噪音，又出現突發的、瞬間的聲音，可以說是Noise Harshness噪音刺耳度。

2.      Vibration Harshness：振動粗糙度。同樣的，當機器運轉時，有穩定的Vibration振動，又出現突發的、瞬間的振動，可以說是Vibration Harshness振動粗糙度、或是振動不平順度。

 

其實，對Harshness來說，更貼切的名詞，應該是Shock：衝擊。也就是，不管是Vibration振動或Noise噪音，有突如其來的Shock衝擊，就是Harshness的原意。

 

而，Shock and Vibration，衝擊和振動，是常見的一個組合名詞。因為機器運轉時，除了穩定的Vibration振動，有時會伴隨突如其來的Shock衝擊。在產品的試驗，也有區分：Vibration Test振動試驗，以及Shock Test衝擊試驗。有機會，再另闢單元討論。

 

另外，常見的名詞Noise and Vibration，直譯就是：噪音振動。不過，常說的卻是振動噪音，為什麼呢？可能原因如下：

 

1.      通常，機器先產生Vibration振動，進而，引發對應的Noise噪音。其實，也不全然是如此。或許是，口語上【振動噪音】比較順口吧！讀者可參考，先前【振動噪音科普專欄】單元：#3，【聲音怎麼產生？】，

2.      為什麼英文不說：“Vibration and Noise”? 因為，英文對說A and B，有一個潛規則，音節少的單字放在前面，除非有特定的意義或目的，所以才會說：”Noise and Vibration”，不會說："Vibration and Noise"。同樣的，才會說：Shock and Vibration，衝擊和振動。

 

其次，Noise or Sound，噪音或聲音，有甚麼不同呢？一部運轉的機器，大概都會產生發出Sound聲音，如果，Sound聲音太大、或是有異音(extraordinary sound)，就稱為Noise噪音。

 

只要是令人，不想要的(unwanted)、不預期的(undesirable)、不舒服的(unpleasant)、不能接受的(disagreeable) Sound聲音，都可以說是Noise噪音。我國環境部，就有訂定【噪音管制法】以及【噪音管制標準】。

 

當談到Sound聲音或Noise噪音，也要知道這個名詞：Acoustics聲學。簡單說，就是研究Sound聲音或Noise噪音的科學。

 

由於Noise and Vibration振動噪音，或Sound and Vibration振動聲音，常常合併思考，就常說：Vibration and Acoustics振動與聲學。這是兩門很重要的學問。

 

知道了以上這些英文中文的基本名詞後，來看一下實務上的名詞應用：

 

1.      Noise, Vibration, Harshness (NVH)：直譯的說法，可以是【振動噪音不平順度】、【聲振粗糙度】。本人成立的【振動噪音產學技術聯盟】(AITA/NVH)。雖然英文是用NVH，不過只取振動噪音。所以，NVH可以簡稱為【振動噪音】。

2.      Noise and Vibration (N&V)：直譯的說法，可以是【振動與噪音】、【振動噪音】。

3.      Sound and Vibration (S&V)：直譯的說法，可以是【聲音與振動】、【振動與聲音】。我國的一個學術性學會，英文：Chinese Society of Sound and Vibration (CSSV)，中文：中華民國振動與噪音工程學會。有趣的是，英文是Sound and Vibration，而中文取振動與噪音。其他，如國際期刊：Journal of Sound and Vibration (JSV)，國際研討會：The International Congress on Sound and Vibration (ICSV)。

4.      Vibration and Acoustics：直譯的說法，可以是【振動與聲學】。如國際期刊：Journal of Vibration and Acoustics (JVA)。本人學校的實驗室，英文：Vibration and Acoustics Lab (VAL)，而中文：振動噪音實驗室。

5.      Acoustics and Vibration：直譯的說法，可以是【聲學與振動】。如國際期刊：The International Journal of Acoustics and Vibration (IJAV)。另一個台灣的學術性組織，英文：Taiwan Acoustical Association (TAA)，中文：台灣聲學學會。

 

綜合這個單元的討論，為什麼常簡稱振動噪音是NVH？甚麼是NVH？總結如下：

 

1.      介紹了一些NVH相關的英文、中文基本名詞：Noise, Vibration, Harshness (NVH)=【振動噪音不平順度】=【聲振粗糙度】=【振動噪音】。Noise Harshness =【噪音刺耳度】。Vibration Harshness =【振動粗糙度】。Shock and Vibration =【衝擊和振動】。Noise and Vibration =【振動噪音】。Sound =【聲音】。Noise=【噪音】。Acoustics =【聲學】。

2.      也看了一些實務上的NVH相關名詞應用，如國際期刊、學術性學會、實驗室等，所使用的中英文NVH名詞。

 

以上個人看法，請多指教！

 

王栢村

2026.08.07

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《振動噪音科普專欄》機器的故障(fault/malfunction)、失效(failure/breakdown)，有甚麼差異？

這個單元要來探討的主題是：機器的故障(fault, malfunction)、失效(failure, breakdown)，有甚麼差異？

 

破題來看，機器(machine)是一個廣義的名詞，參閱圖片中間上方圖示，一個典型的轉子系統(rotor system)，包含：馬達(Motor)、聯軸器(Coupling)、轉軸(Shaft)、以及兩個軸承(Bearing)。這個轉子系統(rotor system)就是一部機器(machine)。

 

在前一個單元，有介紹：一個典型轉子系統(rotor system)的故障(fault)類型有哪些？那麼失效(failure)是甚麼？故障(fault)和失效(failure)有甚麼差別嗎？這單元就是要來釐清這兩個名詞：故障(fault)和失效(failure)。

 

首先，以大家都熟悉的，一部自行車(bicycle)為例，也是一種機器(machine)。

 

如果說，自行車(bicycle)有故障(fault, malfunction)，例如：輪胎沒氣、輪圈輕微變形、車架生鏽/有裂紋、零組件鬆動、異常聲音、…等。所以，當自行車(bicycle)有故障(fault, malfunction)，還能夠騎乘。

 

如果說，自行車(bicycle)失效(failure, breakdown)了，例如：傳動鍊條斷掉、輪胎變形、輪胎軸承損壞、無法轉向、無法煞車、…等。所以，當自行車(bicycle)失效(failure, breakdown)了，是無法騎乘。

 

由以上舉例說明，自行車(bicycle)的故障(fault, malfunction)和失效(failure, breakdown)，應該可以體會故障(fault)和失效(failure)兩者的差異。

 

那麼機器(machine)的故障(fault)和失效(failure)的差異呢？分別說明如下：

 

1.      故障(fault, malfunction)：機器(machine)有Fault，仍能夠維持既有功能(function)運行。但是，機器有潛在的問題，如：defect缺陷、damage損傷、degradation劣化。

2.      失效(failure, breakdown)：機器(machine)有Fault，導致Failure，已經喪失既有功能(function)，機器(machine)無法運行了，即是Functional Failure功能失效。

 

一部機器(machine)的運作，從正常(normal)到失效(failure)的過程，可以概分如下：

 

1.      正常 Normal：一部新的(new)、大修後(overhauled)的機器(machine)，初始運作應該都是正常的。

2.      故障 Fault：機器(machine)運行一段時間，可能會出現故障(fault)，當然就要維修(maintenance)，排除故障(fault)，以確保機器(machine)的正常運轉。

3.      劣化 Degradation, Deterioration：機器(machine)除了無可避免的老化(aging)之外，如果出現故障(fault)，可能是未察覺、或未處理排除故障(fault)，機器(machine)將會逐漸劣化(Degradation)。

4.      失效 Failure：當機器(machine)逐漸劣化(Degradation)到一個臨界點，可能造成損壞(breakdown)，導致機器(machine)喪失既有功能(function)，無法運行了，即是Functional Failure功能失效。

 

因此，可以認知，機器(machine)的維護/維修保養(maintenance)是很重要的。所以，有透過振動監測(vibration monitoring)、預知保養(predictive maintenance, PM)、安全評估(safety evaluation)等措施，進行機器(machine)的維護/維修保養(maintenance)。

 

機器(machine)的維護保養(maintenance)的重要工作理念：就是在機器(machine)的 Fault 階段發現問題，避免演變成機器(machine)的 Failure。

 

參閱圖片右下方圖示，是澡盆曲線(Bath Tube Curve)，水平軸線：代表機器壽命(Machine Life)。垂直軸線：代表機器(machine)的故障率(Fault Rate)、或是機器(machine)的失效風險程度(Failure Risk)。

 

澡盆曲線(Bath Tube Curve)，可以概分三個時期，簡要理念說明如下：

 

1.      嬰兒早夭期(Infant Mortality)：一部新的(new)、大修後(overhauled)的機器(machine)的初始運作，也可以說是磨合期(Break-in period)。此時期，澡盆曲線往下走，代表Decreasing Fault Rate故障率逐漸減小，隱含著失效風險程度(Failure Risk)也逐漸減小。

2.      正常運轉期(Normal Operating)：機器(machine)可能會有隨機型的故障(fault)，但是，透過適當的維護保養(maintenance)，通常都可以順利排除，維持穩定的、低的故障率(Fault Rate)、或是失效風險程度(Failure Risk)。

3.      磨損期(Worn Out)：機器(machine)可能老化(aging)，或是卻乏適當維護保養(maintenance)，出現不預期的故障(fault)。此時期，澡盆曲線往上走，代表Increasing Fault Rate故障率逐漸增大，失效風險程度(Failure Risk)也增大。如果，沒能夠適當的偵測(detect)、診斷(diagnosis)、矯正(correct)故障(fault)，故障(fault)將持續發展，最終，將導致機器(machine)的失效(Failure)。

 

振動監測(vibration monitoring)、預知保養(predictive maintenance, PM)、安全評估(safety evaluation)等措施，在磨損期(Worn Out)尤其重要，可以及早發現、及早改善，才可以延長機器的壽命(Machine Life)曲線。

 

綜合這個單元的討論，機器(machine)的故障(fault, malfunction)、失效(failure, breakdown)，這單元就是要來釐清這兩個名詞：故障(fault)和失效(failure)。總結如下：

 

1.      在前一個單元，有介紹：一個典型轉子系統(rotor system)的故障(fault)類型有哪些？那麼，進一步思考：失效(failure)是甚麼？故障(fault)和失效(failure)有甚麼差別嗎？

2.      以大家熟悉的自行車(bicycle)為例，說明：自行車(bicycle)有故障(fault, malfunction)：還能夠騎乘，和自行車(bicycle)失效(failure, breakdown)了：無法騎乘。可以體會故障(fault)和失效(failure)兩者的差異。

3.      機器(machine)的故障(fault)和失效(failure)的差異呢？機器(machine)有Fault：仍能夠維持既有功能(function)運行。機器(machine)會Failure：機器(machine)無法運行應有功能(function)，即是Functional Failure功能失效。

4.      一部機器(machine)的運作，從正常(normal)到失效(failure)的過程，可以概分如下：(1) 正常 Normal，(2) 故障 Fault，(3) 劣化 Degradation, Deterioration，(4) 失效 Failure。

5.      介紹了機器壽命(Machine Life)的澡盆曲線(Bath Tube Curve)基本概念，可以概分三個時期：(1) 嬰兒早夭期(Infant Mortality)，(2) 正常運轉期(Normal Operating)，(3) 磨損期(Worn Out)。振動監測(vibration monitoring)、預知保養(predictive maintenance, PM)、安全評估(safety evaluation)等措施，在磨損期(Worn Out)尤其重要，可以及早發現、及早改善，才可以延長機器的壽命(Machine Life)曲線。

 

以上個人看法，請多指教！

 

王栢村

2026.06.11

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