邦納電子（蘇州）有限公司王小飛

預(yù)測(cè)性維護(hù)（PDM）是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要應(yīng)用，早在上世紀(jì)90年代就已經(jīng)嘗試被用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域。最近幾年，隨著工業(yè)人工智能技術(shù)和邊緣計(jì)算技術(shù)的逐步推進(jìn)和成熟，過去僅僅集中應(yīng)用于高端裝備的預(yù)測(cè)性維護(hù)，可以“飛入尋常百姓家”，具備了大范圍應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性前提。去年的德國(guó)漢諾威工業(yè)博覽會(huì)（HANNOVER MESSE），作為全球工業(yè)領(lǐng)域的風(fēng)向標(biāo)，更是直接把“預(yù)測(cè)性維護(hù)”列為工業(yè)智能新風(fēng)向之一。更有業(yè)內(nèi)人士宣稱，預(yù)測(cè)性維護(hù)是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)IIoT的最大價(jià)值之一。

邦納的電機(jī)振動(dòng)溫度預(yù)測(cè)性運(yùn)維系統(tǒng)正是這種適合大范圍應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)型預(yù)測(cè)性維護(hù)解決方案。邦納這套解決方案根據(jù)實(shí)際使用中電機(jī)的振動(dòng)和溫度數(shù)據(jù)，評(píng)估進(jìn)行維護(hù)的時(shí)間，防止意外的設(shè)備故障。

為什么說電機(jī)的振動(dòng)溫度監(jiān)控屬于預(yù)測(cè)性維護(hù)？我們借鑒美國(guó)智能維護(hù)系統(tǒng)（IMS）中心的分類，如圖1所示，縱軸代表故障發(fā)生頻率，橫軸表示故障發(fā)生后的影響。預(yù)測(cè)性維護(hù)適用于發(fā)生頻率不高，但一旦發(fā)生影響很大的故障。

圖1 美國(guó)智能維護(hù)系統(tǒng)（IMS）中心的分類

設(shè)備或者產(chǎn)線上正常運(yùn)行的電機(jī)故障，正是這種頻率低、影響大的故障，完全落在預(yù)測(cè)性維護(hù)的范疇。

電機(jī)的預(yù)測(cè)性維護(hù)給客戶帶來(lái)的好處

在工業(yè)領(lǐng)域中，電機(jī)是設(shè)備和產(chǎn)線的動(dòng)力源，監(jiān)控關(guān)鍵機(jī)器的電機(jī)狀態(tài)，可以避免過程停機(jī)和實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)的最大化。

·預(yù)防電機(jī)故障，減少故障停機(jī)，減少維修和大修時(shí)間以及維修間隔

電機(jī)振動(dòng)溫度的監(jiān)控，可以提前預(yù)知電機(jī)故障，減少故障停機(jī)，還能讓工程師在機(jī)器脫機(jī)和休眠時(shí)合理安排并啟動(dòng)修理，延長(zhǎng)維修間隔，并能提高電機(jī)使用年限。

·減少維修成本、備件成本

預(yù)測(cè)分析通常能找出需關(guān)注的電機(jī)，工廠技術(shù)人員就能根據(jù)需要調(diào)整工具和備件的庫(kù)存，而能為工廠車間節(jié)省時(shí)間、金錢和空間。

·提高工作場(chǎng)所安全

通過預(yù)測(cè)性運(yùn)維，可以減少或避免電機(jī)故障引起的設(shè)備故障對(duì)工人的健康和安全造成的嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)，減少時(shí)間、生產(chǎn)力和利潤(rùn)的嚴(yán)重?fù)p失。

·提質(zhì)增效，降本減存

通過電機(jī)的預(yù)測(cè)性運(yùn)維，減少設(shè)備的突然故障，損壞準(zhǔn)備裝運(yùn)或分配的貨物；減少數(shù)控機(jī)床或者流程控制中的設(shè)備在生產(chǎn)過程中停止，減少浪費(fèi)特定零件及其所包含的原材料。提高設(shè)備或者產(chǎn)線的綜合效率（OEE），從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，提升生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，減少原材料、半成品的庫(kù)存。

邦納電機(jī)振動(dòng)溫度預(yù)測(cè)性運(yùn)維系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

隨著預(yù)測(cè)性維護(hù)的普及，最近兩年，越來(lái)越多的最終用戶提出電機(jī)振動(dòng)溫度監(jiān)控的需求，越來(lái)越多的廠家、集成商也提出各自的電機(jī)預(yù)測(cè)性維護(hù)解決方案。但是，很多客戶對(duì)于電機(jī)預(yù)測(cè)性運(yùn)維解決方案的實(shí)施及效果都有一定的顧慮，而邦納的電機(jī)振動(dòng)溫度運(yùn)維系統(tǒng)完全可以消除最終用戶對(duì)各種風(fēng)險(xiǎn)的顧慮。

比如，預(yù)測(cè)性維護(hù)中采集哪些數(shù)據(jù)，如何安裝傳感器，如何選擇采集頻率和周期······都需要建立在掌握機(jī)理模型和行業(yè)know-how的基礎(chǔ)之上。邦納的振動(dòng)溫度傳感器，機(jī)理模型基于國(guó)際監(jiān)測(cè)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)ISO 10816，輸出振動(dòng)的均方根速度值（RMS）。用戶可以基于均方根速度值的電機(jī)健康狀態(tài)分析，不需要技術(shù)專家，也不需要對(duì)機(jī)理模型進(jìn)行研究。

圖2 機(jī)理模型基于國(guó)際監(jiān)測(cè)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)ISO 10816

邦納振動(dòng)溫度傳感器提供磁性底座安裝，安裝方式簡(jiǎn)單快捷。

圖3 磁性底座

工業(yè)數(shù)據(jù)的歸屬權(quán)和使用權(quán)問題一直都是敏感話題。從類別上來(lái)看，工業(yè)數(shù)據(jù)大致可以分為兩種：一種是設(shè)備數(shù)據(jù)，一種是工況數(shù)據(jù)。工況數(shù)據(jù)涉及企業(yè)內(nèi)部經(jīng)營(yíng)信息，最終用戶并不希望進(jìn)行數(shù)據(jù)分享。電機(jī)的振動(dòng)和溫度數(shù)據(jù)屬于第一種設(shè)備數(shù)據(jù)，原則上屬于不敏感數(shù)據(jù)。當(dāng)然，邦納也充分尊重用戶的意愿，根據(jù)用戶對(duì)數(shù)據(jù)的要求，可以提供本地化和基于云平臺(tái)的兩種解決方案。

·本地化解決方案

圖4 電機(jī)運(yùn)維監(jiān)控系統(tǒng)

圖5 軟件界面

Banner的Data Watch軟件可以定制化符合客戶需求的軟件界面。可提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示，歷史曲線回看等功能。

·云解決方案

圖6 云解決方案

云平臺(tái)：提供數(shù)據(jù)查看、趨勢(shì)分析、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、郵件報(bào)警等服務(wù)

預(yù)測(cè)性維護(hù)被吹捧為“殺手級(jí)”應(yīng)用之后，很多公司都在圍繞這個(gè)領(lǐng)域開展業(yè)務(wù)。其中不乏魚目混珠者，比如預(yù)測(cè)某臺(tái)設(shè)備將會(huì)出現(xiàn)問題，最終用戶有可能會(huì)對(duì)判斷結(jié)果產(chǎn)生疑問。

邦納的振動(dòng)溫度傳感器直接輸出振動(dòng)的均方根速度值，符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 10816，完全可以打消用戶的這層顧慮。某國(guó)內(nèi)大型合資車廠沖壓車間壓機(jī)線主軸電機(jī)的正常和異常數(shù)據(jù)比較如圖7所示，1號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)正常，2號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)異常，振動(dòng)數(shù)據(jù)增大明顯，可以直觀判斷其主電機(jī)異常。

圖7 主軸振動(dòng)數(shù)據(jù)比較圖表

綜上所述，邦納的電機(jī)振動(dòng)溫度預(yù)測(cè)性運(yùn)維系統(tǒng)準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單直觀、靈活，解決了最終用戶在預(yù)測(cè)性維護(hù)實(shí)施和效果方面的擔(dān)憂和顧慮。

目前市面上已有的預(yù)測(cè)性維護(hù)方案，大部分是在云計(jì)算或者霧計(jì)算層面的，而隨著邊緣算力的提升，以及工業(yè)人工智能的發(fā)展，在邊緣側(cè)完成預(yù)測(cè)性維護(hù)變得經(jīng)濟(jì)上更加可行。邦納的DXM系列無(wú)線控制器，既可搭載工業(yè)人工智能算法，實(shí)現(xiàn)預(yù)警值的自學(xué)習(xí)；也可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的云推送，滿足用戶對(duì)于電機(jī)預(yù)測(cè)性維護(hù)的需求，用于診斷和預(yù)測(cè)電機(jī)的異常。

摘自《自動(dòng)化博覽》2020年6月刊