非標(biāo)監(jiān)測(cè)方案

    電機(jī)作為工業(yè)世界的支柱，在發(fā)電、制造和運(yùn)輸業(yè)等各機(jī)械領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。電機(jī)*常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景如：泵、壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇、機(jī)床、起重機(jī)、輸送機(jī)和電動(dòng)汽車等。全球產(chǎn)生的總電能的50%以上用于電機(jī)，感應(yīng)電機(jī)消耗了約60%的工業(yè)電力。由于低成本、堅(jiān)固耐用、功率重量比高以及對(duì)各種操作條件的適應(yīng)性，感應(yīng)電機(jī)在所有行業(yè)的部署中的應(yīng)用范圍都穩(wěn)步提升。感應(yīng)電機(jī)的可靠性至關(guān)重要，以確保該后續(xù)流程工業(yè)的健康持續(xù)運(yùn)行。然而，感應(yīng)電機(jī)面臨的不可避免的熱應(yīng)力、環(huán)境變化、機(jī)械應(yīng)力、外部負(fù)載變化、電流偏差、潤(rùn)滑不足和密封不良、多塵環(huán)境、制造缺陷和自然老化等因素。使得其不可避免的產(chǎn)生一些意外故障。這些故障若在其初級(jí)階段被忽視，極易導(dǎo)致災(zāi)難性的電機(jī)故障和次生災(zāi)害，如流程關(guān)閉及嚴(yán)重的人員傷亡，這就帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失和負(fù)面社會(huì)效應(yīng)。為了避免發(fā)生災(zāi)難性電機(jī)故障的可能性，業(yè)界產(chǎn)生對(duì)開(kāi)始退化的感應(yīng)電機(jī)組件進(jìn)行了早期狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的需求。狀態(tài)監(jiān)測(cè)可在其整個(gè)使用壽命期間對(duì)感應(yīng)電機(jī)的各種部件進(jìn)行持續(xù)評(píng)估。感應(yīng)電機(jī)故障的早期診斷，對(duì)即將發(fā)生的故障提供足夠的警告，為企業(yè)提供基于狀態(tài)的維護(hù)和*短停機(jī)時(shí)間建議。通俗地說(shuō)。在制造業(yè)領(lǐng)域，機(jī)器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)檢測(cè)，以確保其正常運(yùn)行和延長(zhǎng)使用壽命。非標(biāo)監(jiān)測(cè)方案

針對(duì)刀具磨損狀態(tài)在實(shí)際生產(chǎn)加工過(guò)程中難以在線監(jiān)測(cè)這一問(wèn)題，提出一種通過(guò)通信技術(shù)獲取機(jī)床內(nèi)部數(shù)據(jù)，對(duì)當(dāng)前的刀具磨損狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別的方法。通過(guò)采集機(jī)床內(nèi)部實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并將其與實(shí)際加工情景緊密結(jié)合，能直接反映當(dāng)前加工狀態(tài)。將卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于構(gòu)建刀具磨損狀態(tài)識(shí)別模型，直接將采集到的數(shù)據(jù)作為輸入，得到了和傳統(tǒng)方法精度近似的預(yù)測(cè)模型，模型在訓(xùn)練集和在線驗(yàn)證試驗(yàn)中的表現(xiàn)都符合預(yù)期。刀具磨損狀態(tài)識(shí)別的方法在投入使用時(shí)還有一些問(wèn)題有待解決：①現(xiàn)有數(shù)據(jù)是在相同的加工條件下測(cè)得的，而實(shí)際加工過(guò)程中，加工參數(shù)以及加工情景是不斷變化的，因此需要在下一步的研究中，進(jìn)行變參數(shù)試驗(yàn)，考慮加工參數(shù)對(duì)于刀具磨損的影響，并針對(duì)常用的一些加工場(chǎng)景，建立不同的模型庫(kù)。變換加工場(chǎng)景時(shí)，通過(guò)獲取當(dāng)前場(chǎng)景，及時(shí)匹配相應(yīng)的預(yù)測(cè)模型即可。②本研究中的模型是一個(gè)固定的模型。今后需要根據(jù)實(shí)時(shí)的信號(hào)以及已知的磨損狀態(tài)，對(duì)模型進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，從而在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自學(xué)習(xí)，不斷提升模型的精度和預(yù)測(cè)效果。紹興發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)介紹監(jiān)測(cè)結(jié)果的比較可以幫助我們?cè)u(píng)估競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。

預(yù)測(cè)性維護(hù)應(yīng)運(yùn)而生。其是以狀態(tài)為依據(jù)的維修，主要是對(duì)設(shè)備在運(yùn)行中產(chǎn)生的二次效應(yīng)(如振動(dòng)、噪聲、沖擊脈沖、油樣成分、溫度等)進(jìn)行連續(xù)在線的狀態(tài)監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)分析，診斷并預(yù)測(cè)設(shè)備故障的發(fā)展趨勢(shì)，提前制定預(yù)測(cè)性維護(hù)計(jì)劃并實(shí)施檢維修的行為。

總體來(lái)看，狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷是判斷預(yù)測(cè)性維護(hù)是否合理的根本所在，數(shù)據(jù)狀態(tài)的連續(xù)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程傳輸上傳相對(duì)已經(jīng)比較成熟，而狀態(tài)預(yù)測(cè)和故障診斷主要還是依靠人工分析實(shí)現(xiàn)，診斷分析人員通過(guò)趨勢(shì)?波形?頻譜等專業(yè)分析工具，結(jié)合傳動(dòng)結(jié)構(gòu)?機(jī)械部件參數(shù)等信息，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障的精細(xì)定位。其發(fā)展趨勢(shì)是將物聯(lián)網(wǎng)及人工智能技術(shù)引入狀態(tài)預(yù)測(cè)及故障的智能診斷，從而降低誤判概率，大幅提升診斷效率和準(zhǔn)確性。

目前設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障預(yù)警若干關(guān)鍵技術(shù)可歸納如下：（1）揭示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)機(jī)械動(dòng)態(tài)特性劣化演變規(guī)律。設(shè)備由非故障運(yùn)行狀態(tài)劣化為故障運(yùn)行狀態(tài)，其機(jī)械動(dòng)態(tài)特性通常有一個(gè)發(fā)展演變過(guò)程（2）提取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)發(fā)展趨勢(shì)特征。在役設(shè)備往往具有復(fù)雜運(yùn)行狀態(tài)，在長(zhǎng)歷程運(yùn)行中工況和負(fù)載等非故障因素會(huì)造成信號(hào)能量變化，故障趨勢(shì)信息往往被非故障變化信息淹沒(méi)，需較大程度上消除非故障變化造成的冗余信息，進(jìn)而構(gòu)建預(yù)測(cè)模型。動(dòng)力裝備全壽命周期監(jiān)測(cè)診斷方面：實(shí)現(xiàn)了支持物聯(lián)網(wǎng)的智能信息采集與管理、全生命周期動(dòng)態(tài)自適應(yīng)監(jiān)測(cè)、早期非線性故障特征提取。優(yōu)化重構(gòu)出綜合體現(xiàn)裝備運(yùn)行工況及表現(xiàn)的新參數(shù)，提高異常狀態(tài)辨識(shí)的適應(yīng)性與可靠性，基于運(yùn)行過(guò)程信息反映裝備劣化趨勢(shì)與故障發(fā)展規(guī)律，來(lái)提高故障早期辨識(shí)能力。基于物聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)診斷將產(chǎn)品監(jiān)測(cè)診斷與運(yùn)行服務(wù)支持有機(jī)集成一體，在應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)動(dòng)力裝備常見(jiàn)故障診斷準(zhǔn)確率達(dá)80％以上。可應(yīng)用于風(fēng)力大電機(jī)、空壓機(jī)等大型動(dòng)力裝備的集群化診斷領(lǐng)域。提供了基于物聯(lián)網(wǎng)的動(dòng)力裝備全生命周期監(jiān)測(cè)與服務(wù)支持創(chuàng)新模式，提供了其生命周期的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)診斷與維護(hù)等專業(yè)化服務(wù)。工業(yè)廢氣排放的監(jiān)測(cè)檢測(cè)對(duì)于環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要，只有達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)才能減少對(duì)環(huán)境的污染。

目前設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障預(yù)警若干關(guān)鍵技術(shù)可歸納如下：（1）揭示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)機(jī)械動(dòng)態(tài)特性劣化演變規(guī)律。設(shè)備由非故障運(yùn)行狀態(tài)劣化為故障運(yùn)行狀態(tài)，其機(jī)械動(dòng)態(tài)特性通常有一個(gè)發(fā)展演變過(guò)程（2）提取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)發(fā)展趨勢(shì)特征。在役設(shè)備往往具有復(fù)雜運(yùn)行狀態(tài)，在長(zhǎng)歷程運(yùn)行中工況和負(fù)載等非故障因素會(huì)造成信號(hào)能量變化，故障趨勢(shì)信息往往被非故障變化信息淹沒(méi)，需較大程度上消除非故障變化造成冗余信息，進(jìn)而構(gòu)建預(yù)測(cè)模型。動(dòng)力裝備全壽命周期監(jiān)測(cè)診斷方面：實(shí)現(xiàn)了支持物聯(lián)網(wǎng)的智能信息采集與管理、全生命周期動(dòng)態(tài)自適應(yīng)監(jiān)測(cè)、早期非線性故障特征提取。優(yōu)化重構(gòu)出綜合體現(xiàn)裝備運(yùn)行工況及表現(xiàn)的新參數(shù)，提高異常狀態(tài)辨識(shí)的適應(yīng)性與可靠性，基于運(yùn)行過(guò)程信息反映裝備劣化趨勢(shì)與故障發(fā)展規(guī)律，來(lái)提高故障早期辨識(shí)能力?；谖锫?lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)診斷將產(chǎn)品監(jiān)測(cè)診斷與運(yùn)行服務(wù)支持有機(jī)集成一體，在應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)動(dòng)力裝備常見(jiàn)故障診斷準(zhǔn)確率達(dá)80％以上?？蓱?yīng)用于風(fēng)力大電機(jī)、空壓機(jī)、氮壓機(jī)等大型動(dòng)力裝備的集群化診斷領(lǐng)域。提供了基于物聯(lián)網(wǎng)的動(dòng)力裝備全生命周期監(jiān)測(cè)與服務(wù)支持創(chuàng)新模式，提供了其生命周期的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)診斷與維護(hù)等專業(yè)化服務(wù)。通過(guò)監(jiān)測(cè)，我們可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取相應(yīng)的措施。常州穩(wěn)定監(jiān)測(cè)設(shè)備

預(yù)計(jì)到2025年，缺口在1.3~3.7萬(wàn)人之間，這也反映出自動(dòng)駕駛行業(yè)發(fā)展的旺盛需求和競(jìng)爭(zhēng)激烈的現(xiàn)狀。非標(biāo)監(jiān)測(cè)方案

基于交流電機(jī)的特征量：通過(guò)故障機(jī)理分析可知，交流電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，其故障與否必然表現(xiàn)為一些特征參量的變化，根據(jù)診斷需要，選擇有代表性的特征參量為該設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的被測(cè)信號(hào)，準(zhǔn)確地提取這些故障特征量，這是故障診斷的關(guān)鍵。故障特征量，特別是反映早期故障征兆的信號(hào)往往比較弱，而相應(yīng)的背景噪聲比較弱，常規(guī)的監(jiān)測(cè)方法，因受傳感器的準(zhǔn)確性、微處理器的速度、A/D轉(zhuǎn)換的分辨率與轉(zhuǎn)換速度等硬件條件限制，以及一般的數(shù)據(jù)處理方式的不足，很難滿足提取這些特征量的要求，需要采用一些特殊的電工測(cè)量手段與信號(hào)處理方法。例如小波變換原理的應(yīng)用。電機(jī)故障的現(xiàn)代分析方法：基于信號(hào)變換的診斷方法電機(jī)設(shè)備的許多故障信息是以調(diào)制的形式存在于所監(jiān)測(cè)的電氣信號(hào)及振動(dòng)信號(hào)之中，如果借助于某種變換對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行解調(diào)處理，就能方便地獲得故障特征信息，以確定電機(jī)設(shè)備所發(fā)生的故障類型。非標(biāo)監(jiān)測(cè)方案