由薩爾大學的AndreasSchütze教授領(lǐng)導的研究小組目前正在開發(fā)一種持續(xù)監(jiān)視機械狀態(tài)的新方法。

左：薩爾大學的AndreasSchütze教授，右：共同開發(fā)液壓測試臺的研究生工程師Nikolai Helwig。圖片來源：Oliver Dietze

基于移動平板電腦的系統(tǒng)提供有關(guān)工業(yè)機械和工廠設備運行狀態(tài)的信息，并可以通知操作員是否需要更換零件或是否可以推遲維修。

該系統(tǒng)使用的傳感器可以連續(xù)獲取有關(guān)振動頻率或溫度等參數(shù)的數(shù)據(jù)。研究團隊的工程師正在與德國人工智能研究中心（DFKI）和HYDAC小組合作，將數(shù)據(jù)中的模式與典型的錯誤條件或故障模式自動關(guān)聯(lián)。研究人員將于4月13日至4月17日在漢諾威工業(yè)博覽會上使用液壓試驗臺展示該方法。該團隊將在2號展廳B 46展臺的薩爾研究與創(chuàng)新展臺上展出。

眾所周知，在一臺技術(shù)設備真正失效之前，其操作行為就會發(fā)生變化。機器可能開始發(fā)出不同的聲音或振動加劇，或者可能變熱。不僅家用洗衣機會以這種方式起作用，在大型機器（例如風力渦輪機或工業(yè)加工廠）中也會發(fā)現(xiàn)相同的行為。如果零件出現(xiàn)故障或閥門或泵突然停止工作，冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障或壓力太低，后果往往是整個工廠都必須關(guān)閉，這可能會很昂貴。'我們的傳感器系統(tǒng)使我們能夠觀察工廠的當前狀況。我們正在努力使系統(tǒng)在設備可能出現(xiàn)故障或故障的第一個跡象時發(fā)出非常早期的警告。

團隊采用的方法是將振動傳感器安裝在機器上的多個位置，以提供連續(xù)的測量數(shù)據(jù)流。工程師還結(jié)合了來自過程傳感器的數(shù)據(jù)，這些傳感器現(xiàn)在已作為標準安裝在當今大多數(shù)機器上。該研究小組將使用液壓試驗臺在2015年漢諾威工業(yè)博覽會上展示其系統(tǒng)�！拔覀冋�在研究如何將傳感器信號模式（例如振動頻率）與典型的損壞和故障模式（例如降低的冷卻性能或冷卻時間）相關(guān)聯(lián)。蓄能器壓力下降”，Schütze解釋說。為此，研究人員一直在分析大量的測量數(shù)據(jù)，以識別數(shù)據(jù)中可分配給機器狀態(tài)特定變化的那些模式。

“從采集的大量數(shù)據(jù)中，我們過濾出了可管理數(shù)量的相關(guān)傳感器數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是某些機器損壞情況的特征，”與我們共同開發(fā)了液壓測試臺的研究生工程師Nikolai Helwig解釋說�！拔覀兊哪繕耸悄軌蛟诔跗趽p壞階段可靠地檢測出機器運行周期中的干擾，并為不同的故障級別建立數(shù)學模型。”

工程師使用此有關(guān)傳感器信號模式與初期故障或損壞之間的關(guān)系的信息來教導系統(tǒng)，以便將來能夠自動識別這些狀態(tài)。該項目是薩爾蘭大學Schütze的工程師團隊，機電和自動化技術(shù)中心（ZeMA）與德國人工智能研究中心（DFKI）和HYDAC組的研究人員之間的合作企業(yè)。'我們使用統(tǒng)計方法來分析數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的未來用戶需要能夠正確解釋數(shù)字數(shù)據(jù)。這就是為什么我們要為系統(tǒng)生成的結(jié)果自動分配含義，然后將其轉(zhuǎn)換為對用戶有用的信息的原因。

通過連續(xù)監(jiān)視機器的狀況，系統(tǒng)還可以建議何時執(zhí)行特定的補救措施，例如更換備件。'這使計劃大型或難以接近的工廠機械的維護操作變得更加容易。“這不僅有助于避免損壞，機器停機和生產(chǎn)停頓，而且還避免了不必要的維護工作，例如按計劃更換實際上仍能正常運行的機器部件�！盨chütze說。'由于該系統(tǒng)還能夠分析生產(chǎn)機械在制造過程中是否正常運行，因此它也可以用于質(zhì)量控制。該系統(tǒng)具有大量潛在應用，特別是在工業(yè)4.0所設想的智能制造過程中�！�

此外，傳感器的集成網(wǎng)絡監(jiān)視傳感器本身是否正常運行。'系統(tǒng)不斷檢查各個傳感器是否提供可靠的測量數(shù)據(jù)。如果某個特定傳感器似乎無法正常工作，則其提供的數(shù)據(jù)將不包括在分析中。因此，該系統(tǒng)堅固耐用，并且由于旁路了有缺陷的傳感器，因此可以輕松應對單個傳感器的故障，”Schütze解釋說。