iDAQ旋轉(zhuǎn)機械預(yù)測維護方案：AI賦能，輕松實現(xiàn)精密診斷
2022-9-19 來源：研華科技 作者：-
研華科技，2022年9月—為加速機械設(shè)備智能化升級，研華推出iDAQ旋轉(zhuǎn)機械預(yù)測維護方案，其采用模塊化分布式測控系統(tǒng)，以及WISE-InsightAPM數(shù)字孿生低代碼開發(fā)平臺，通過AI賦能和故障機理模型診斷既可實現(xiàn)預(yù)知性檢修，還可滿足用戶定制化需求。
工業(yè)旋轉(zhuǎn)機械正朝著大型化、成套化、高速化、智能化方向發(fā)展，通過實時狀態(tài)監(jiān)測與遠程運維保障設(shè)備安全可靠、高效運行，成為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵。然而現(xiàn)今大部分企業(yè)依舊沿用傳統(tǒng)設(shè)備巡檢方式進行設(shè)備管理，不僅耗費人力，還極易出現(xiàn)設(shè)備非計劃停機，誘發(fā)安全事故、維護成本攀升等隱患。
為了更好地解決上述問題，加速機械設(shè)備智能化升級，研華推出iDAQ旋轉(zhuǎn)機械預(yù)測維護方案，其采用模塊化分布式測控系統(tǒng)，以及WISE-InsightAPM數(shù)字孿生低代碼開發(fā)平臺，通過AI賦能和故障機理模型診斷既可實現(xiàn)預(yù)知性檢修，還可滿足用戶定制化需求。
iDAQ旋轉(zhuǎn)機械預(yù)測維護方案 設(shè)備智能運維的“殺手锏”
硬件部分：采用iDAQ模塊化分布式測控系統(tǒng)，實現(xiàn)故障診斷與預(yù)測維護
硬件采集系統(tǒng)基于開放式架構(gòu)，采用iDAQ模塊化分布式測控系統(tǒng)，包括256k，24-bit，4通道動態(tài)信號采集模塊iDAQ-801、32通道隔離DIO模塊iDAQ-731、4槽獨立式機箱iDAQ-964、獨立式控制器AMAX-5580等，針對電機、減速箱、泵機、風(fēng)機、空壓機、沖壓機、輥壓機、軋鋼機等通用和專用旋轉(zhuǎn)機械進行健康狀態(tài)監(jiān)測和故障預(yù)警，實現(xiàn)預(yù)知性維修。
軟件部分：基于WISE-InsightAPM數(shù)字孿生低代碼開發(fā)平臺，滿足用戶定制化需求
軟件分析系統(tǒng)基于WISE-InsightAPM數(shù)字孿生低代碼開發(fā)平臺，開放各類接口并且支持二次快速開發(fā)，保證產(chǎn)品標準功能的同時，還能滿足用戶的客制化需求。標準功能包含設(shè)備故障預(yù)警和設(shè)備精密診斷兩個方案包，其中設(shè)備精密診斷方案包是設(shè)備故障預(yù)警方案包的進階版本。
1.設(shè)備故障預(yù)警方案包：輸出ISO振動評價指標和AI設(shè)備衰退程度指標實現(xiàn)設(shè)備故障雙指標監(jiān)測及預(yù)警。ISO振動評價指標的計算符合ISO 10816旋轉(zhuǎn)機械振動評價國際標準；AI設(shè)備衰退程度指標的計算依托非監(jiān)督學(xué)習(xí)模型，通過數(shù)據(jù)預(yù)處理、模型訓(xùn)練、模型推理三個步驟實現(xiàn)。
2.設(shè)備精密診斷方案包：輸出齒輪和滾動軸承健康因子實現(xiàn)對應(yīng)零件故障預(yù)警及定位。齒輪和滾動軸承健康因子的計算依托故障機理模型，以監(jiān)測零件結(jié)構(gòu)參數(shù)、轉(zhuǎn)速信息、振動信號作為模型輸入，輸出對應(yīng)零件健康因子。為保證工業(yè)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)運行更加可靠，研華推出ULI-300/400系列，包括USB轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)換器、工業(yè)USB集線器和工業(yè)USB 2.0隔離器。由于USB產(chǎn)品內(nèi)置了隔離保護功能，可有效防止浪涌、尖峰和接地回路等造成的設(shè)備損壞。此外常規(guī)產(chǎn)品構(gòu)造很難應(yīng)對苛刻的工業(yè)環(huán)境，而研華ULI-300/400系列產(chǎn)品因高穩(wěn)固力USB端口、串口號鎖定、端口間隔離等優(yōu)勢而堅固可靠，無懼嚴苛環(huán)境。
此外，該解決方案還內(nèi)置精密分析模塊，提供時域、頻譜、時頻分布等各類診斷算法，工程師可據(jù)此實現(xiàn)設(shè)備故障精密分析，滿足不同場合應(yīng)用需求。
典型案例分享：車橋耐久性測試系統(tǒng)，助力車輛制造商打造“五星級”品質(zhì)
隨著機械化、高效化、智能化成為各產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大勢所趨。作為農(nóng)業(yè)大國與強國，我國農(nóng)業(yè)機械設(shè)備轉(zhuǎn)型需求也在不斷攀升。某大型農(nóng)用車輛制造商，同樣面臨巡檢人力不足、維護保養(yǎng)成本過高、非計劃停機效益疲軟、安全事故頻發(fā)等問題，造成經(jīng)濟損失的同時嚴重影響企業(yè)社會形象。
為此該農(nóng)用車輛制造商選用了研華iDAQ-801采集錐齒輪傳動和滾動軸承的振動信號，用以判斷車橋工況，選用設(shè)備精密診斷方案包用以監(jiān)測、診斷因車橋錐齒輪傳動設(shè)計/制造缺陷所帶來的未達使用壽命損傷，為現(xiàn)場操作人員提供測試依據(jù)，提前發(fā)現(xiàn)故障，避免公共安全事件發(fā)生。
項目實施
針對產(chǎn)品開發(fā)階段，研華iDAQ旋轉(zhuǎn)機械預(yù)測維護系統(tǒng)對產(chǎn)品進行測試，通過精密分析與診斷發(fā)現(xiàn)設(shè)計潛在問題和故障，進一步完善產(chǎn)品設(shè)計。
測試顯示，AI設(shè)備衰退程度指標和齒輪/滾動軸承健康因子超出報警閾值，提示車橋存在異常，結(jié)合齒輪/滾動軸承健康因子對應(yīng)零部件關(guān)系，判斷為主動輪齒輪/支撐軸承出現(xiàn)異常，且與精密分析模塊診斷得出結(jié)論一致。
通過停機開箱檢查，發(fā)現(xiàn)主動輪齒輪出現(xiàn)裂紋，主動輪支撐軸承出現(xiàn)了滾動體大面積燒傷，校驗了齒輪/滾動軸承健康因子故障定位的能力，也從側(cè)面表明了此批次車橋主動輪齒輪及主動輪軸承存在設(shè)計或制造缺陷。
針對產(chǎn)品所存在的潛在問題和故障，客戶進行了一系列優(yōu)化設(shè)計，最終經(jīng)檢測達到設(shè)計要求。
耐久性測試是機械、機電等產(chǎn)品在設(shè)計過程中驗證產(chǎn)品使用壽命、安全及穩(wěn)定性的一項重要試驗，研華iDAQ旋轉(zhuǎn)機械預(yù)測維護方案通過結(jié)合AI技術(shù)和故障機理模型可監(jiān)測到設(shè)備隱藏故障并不斷改進和升級，從而為設(shè)備安全運行保駕護航，為產(chǎn)品質(zhì)量提供可靠保障。
精準診斷 高效運維 用智能化保產(chǎn)增效
在現(xiàn)代工廠中存在大量旋轉(zhuǎn)類設(shè)備，其運行狀況直接關(guān)系著整個工廠的經(jīng)濟效益及安全生產(chǎn)。研華推出的iDAQ旋轉(zhuǎn)機械預(yù)測維護方案，采用模塊化分布式測控系統(tǒng)，WISE-InsightAPM數(shù)字孿生低代碼開發(fā)平臺，集數(shù)據(jù)采集、實時在線監(jiān)控、故障分析、維修建議、健康診斷等服務(wù)等多功能于一體，可有效幫助企業(yè)提質(zhì)增效，賦能并推動其在智能制造中轉(zhuǎn)型升級。
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