由薩爾大學(xué)的AndreasSchütze教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組目前正在開發(fā)一種持續(xù)監(jiān)視機(jī)械狀態(tài)的新方法。
左：薩爾大學(xué)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(jī)械和工廠設(shè)備運(yùn)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(tuán)隊(duì)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(cuò)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(yàn)臺展示該方法。該團(tuán)隊(duì)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(shè)備真正失效之前，其操作行為就會發(fā)生變化。機(jī)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(jī)會以這種方式起作用，在大型機(jī)器（例如風(fēng)力渦輪機(jī)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(gè)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(dāng)前狀況。我們正在努力使系統(tǒng)在設(shè)備可能出現(xiàn)故障或故障的第一個(gè)跡象時(shí)發(fā)出非常早期的警告。
團(tuán)隊(duì)采用的方法是將振動傳感器安裝在機(jī)器上的多個(gè)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(biāo)準(zhǔn)安裝在當(dāng)今大多數(shù)機(jī)器上。該研究小組將使用液壓試驗(yàn)臺在2015年漢諾威工業(yè)博覽會上展示其系統(tǒng)。“我們正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(shí)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(jī)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(jī)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。“我們的目標(biāo)是能夠在初期損壞階段可靠地檢測出機(jī)器運(yùn)行周期中的干擾，并為不同的故障級別建立數(shù)學(xué)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(dǎo)系統(tǒng)，以便將來能夠自動識別這些狀態(tài)。該項(xiàng)目是薩爾蘭大學(xué)Schütze的工程師團(tuán)隊(duì)，機(jī)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(jì)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?jǐn)?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(jī)器的狀況，系統(tǒng)還可以建議何時(shí)執(zhí)行特定的補(bǔ)救措施，例如更換備件。'這使計(jì)劃大型或難以接近的工廠機(jī)械的維護(hù)操作變得更加容易。“這不僅有助于避免損壞，機(jī)器停機(jī)和生產(chǎn)停頓，而且還避免了不必要的維護(hù)工作，例如按計(jì)劃更換實(shí)際上仍能正常運(yùn)行的機(jī)器部件。”Schütze說。'由于該系統(tǒng)還能夠分析生產(chǎn)機(jī)械在制造過程中是否正常運(yùn)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(yīng)用，特別是在工業(yè)4.0所設(shè)想的智能制造過程中。”
此外，傳感器的集成網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視傳感器本身是否正常運(yùn)行。'系統(tǒng)不斷檢查各個(gè)傳感器是否提供可靠的測量數(shù)據(jù)。如果某個(gè)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(jiān)固耐用，并且由于旁路了有缺陷的傳感器，因此可以輕松應(yīng)對單個(gè)傳感器的故障，”Schütze解釋說。
