突發(fā)的機械故障及其負(fù)面影響，包括計劃外的生產(chǎn)停止以及由此造成的沉重成本，一直是制造商和大型工業(yè)業(yè)主最關(guān)心的問題之一。據(jù)測算，各行業(yè)維護、維修成本約占生產(chǎn)成本的15%至40%。據(jù)報道，煉鋼和軋制行業(yè)的成本最高（40％）；當(dāng)然，這個金額不包括因意外停產(chǎn)而產(chǎn)生的費用以及由此造成的損失。

鑒于此，制造商一直在尋找降低高昂維修成本的方法。該領(lǐng)域的技術(shù)進步很大程度上歸功于這些努力。如今，隨著新的維護和修理方法的發(fā)明以及先進技術(shù)的使用，很容易就能將修理成本降低 20% 到 50%。在某些情況下，還可以降低成本。

通過使用新方法可以顯著提高產(chǎn)量并降低成本，這使得維護和維修部門成為任何行業(yè)中最重要的部分之一。如今，幾乎所有工廠都把加強和配備該部門的經(jīng)驗豐富的人力資源以及先進的故障診斷和故障排除設(shè)備作為其主要目標(biāo)之一。

維護系統(tǒng)主要分為三類：故障維護、預(yù)防性維護和預(yù)測性維護。研究表明，預(yù)測性維護策略在經(jīng)濟性、安全性和生產(chǎn)力方面比其他方法產(chǎn)生更好的效果。該方法依賴于對設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測，因此如今狀態(tài)監(jiān)測裝置已成為制造業(yè)的關(guān)鍵支柱之一。該系統(tǒng)的主要目標(biāo)是及時發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的早期故障。

監(jiān)測設(shè)備狀況的技術(shù)多種多樣，具體選擇取決于設(shè)備的類型及其狀況。振動測試、溫度測定、油分析和電氣測試是常用的方法。振動測試對于機械設(shè)備特別有效，因為它們有助于識別在實際條件下作用于設(shè)備上的力。這種方法對于高速設(shè)備尤其有效，這就是為什么這種設(shè)備的維修已經(jīng)從預(yù)防性維護轉(zhuǎn)變?yōu)轭A(yù)測性維護。

但對于低速設(shè)備，由于缺乏準(zhǔn)確的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，仍然沒有適當(dāng)?shù)亩ㄆ诰S護計劃。這會導(dǎo)致頻繁停機和高昂的維修成本。有研究人員建議對該設(shè)備進行聲學(xué)測試，例如語音播報測試，這可能是更準(zhǔn)確地監(jiān)測低頻設(shè)備狀況的解決方案。

利用扭轉(zhuǎn)振動進行狀態(tài)監(jiān)測

廣泛使用的狀態(tài)監(jiān)測方法之一是橫向振動信號的頻譜分析，已被許多研究人員研究。在這種方法中，傳感器主要附著在軸承、電機、變速箱外殼和地基上。由于齒輪、不必要的環(huán)境振動等引起的調(diào)幅頻率的存在，導(dǎo)致橫向振動信號的頻譜擁擠，扭轉(zhuǎn)振動分析也引起了研究人員的關(guān)注。

扭轉(zhuǎn)振動信號不受上述附加調(diào)制的影響，并且與橫向振動信號相比結(jié)構(gòu)更簡單。在這方面，人們已經(jīng)努力利用發(fā)達的信號處理方法來檢測恒定和可變運行條件下的旋轉(zhuǎn)機械故障。扭矩測量傳感器主要有靜態(tài)和動態(tài)兩種類型，其中動態(tài)型用于狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域。在此背景下，我們設(shè)計并實施了一個實驗室裝置，以在實驗室中對系統(tǒng)產(chǎn)生故障和動態(tài)負(fù)載。

智能狀態(tài)監(jiān)測和智能故障排除

近年來，智能狀態(tài)監(jiān)測和智能故障排除被認(rèn)為是預(yù)測性維護的先進方法。這些方法利用機器學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng) (IoT)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，尤其是人工智能的進步，能夠更準(zhǔn)確地分析和預(yù)測機械狀況。在這些方法中，使用先進的人工智能算法收集和處理傳感器數(shù)據(jù)，不僅可以識別潛在的故障，還可以更準(zhǔn)確地診斷可能的原因。智能故障排除，尤其是通過使用數(shù)據(jù)分析和識別設(shè)備性能數(shù)據(jù)中的隱藏模式，能夠準(zhǔn)確、快速地診斷所有類型的缺陷。

人工智能的進步在智能狀態(tài)監(jiān)測和故障排除系統(tǒng)的發(fā)展中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。深度學(xué)習(xí)算法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠處理大量傳感器數(shù)據(jù)并識別與故障和操作問題相關(guān)的隱藏模式。這些技術(shù)使系統(tǒng)能夠使?jié)h吉龍測控自動適應(yīng)不斷變化的機器運行條件，而無需人工干預(yù)。人工智能還可以實現(xiàn)更高級的數(shù)據(jù)分析，使監(jiān)控和故障排除系統(tǒng)能夠高精度地預(yù)測潛在問題并防止意外停機。此功能可提高生產(chǎn)力、優(yōu)化維護和維修并降低運營成本。

隨著工業(yè)4.0的到來，狀態(tài)監(jiān)測和智能故障排除的作用變得比以往任何時候都更加突出。工業(yè) 4.0 通過結(jié)合信息物理系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)和先進的自動化，幫助開發(fā)和擴展智能技術(shù)。其中，智能狀態(tài)監(jiān)測與智能故障排查作為工業(yè)4.0的重要組成部分，通過提高故障檢測的準(zhǔn)確性和速度，降低維護維修成本，為提高生產(chǎn)效率、降低運營風(fēng)險做出貢獻。