對于制造業(yè)而言，提升競爭力需要以安全穩(wěn)定、高效智能的生產(chǎn)力為根基。工業(yè)設(shè)備作為生產(chǎn)制造的關(guān)鍵要素，其連續(xù)作業(yè)能力與維護(hù)策略息息相關(guān)。然而，無論是周期性維護(hù)還是基于狀態(tài)的監(jiān)測，都需要大量人員的監(jiān)視，并且無法有效避免設(shè)備由于設(shè)備劣化導(dǎo)致非計劃停機的風(fēng)險。如今，伴隨人工智能、機器學(xué)習(xí)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)的融合發(fā)展，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的預(yù)測性維護(hù)逐漸成為現(xiàn)代工業(yè)主流的智能化設(shè)備運維方式，幫助企業(yè)降低維護(hù)工業(yè)資產(chǎn)的成本與時間，保障安全生產(chǎn)。
AI+預(yù)測性維護(hù)解決方案，引領(lǐng)設(shè)備運維智能化發(fā)展
如何在設(shè)備潛在故障發(fā)生點至功能故障發(fā)生點區(qū)間找到最佳維護(hù)平衡點，是企業(yè)應(yīng)用預(yù)測性維護(hù)的核心訴求。依托在工業(yè)自動化領(lǐng)域深厚的技術(shù)積淀和豐富的故障診斷經(jīng)驗，施耐德電氣預(yù)測性維護(hù)解決方案引入了先進(jìn)AI算法，并預(yù)置診斷知識庫，提供涵蓋AVEVA Predictive Analytics預(yù)測性維護(hù)系統(tǒng)、EcoStruxure™ PMA預(yù)測性維護(hù)顧問在內(nèi)的整體解決方案，幫助行業(yè)用戶深挖數(shù)據(jù)價值，實現(xiàn)設(shè)備智能運維。
EcoStruxure PMA預(yù)測性維護(hù)顧問界面示意
一方面，針對大型工業(yè)企業(yè)加強數(shù)據(jù)治理、釋放數(shù)據(jù)價值的需求，施耐德電氣AVEVA Predictive Analytics預(yù)測性維護(hù)系統(tǒng)能夠通過對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)建模，采用機器學(xué)習(xí)算法搭建設(shè)備正常運行狀態(tài)模型，之后將建立的模型接入大型關(guān)鍵機組的實時數(shù)據(jù)，持續(xù)監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)，及時捕捉設(shè)備失效的早期跡象，提前介入診斷以采取預(yù)防措施，幫助企業(yè)智能識別設(shè)備狀態(tài)與外部環(huán)境變化實現(xiàn)工況脫敏，降低誤報率，提升整體運營效率。
另一方面，水泵、齒輪箱、空壓機等常規(guī)動設(shè)備普遍缺乏狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，企業(yè)亟需對這類設(shè)備進(jìn)行改造升級，以打破數(shù)據(jù)“孤島”。對此，EcoStruxure PMA預(yù)測性維護(hù)顧問通過智能傳感器和邊緣計算網(wǎng)關(guān)獲取振動數(shù)據(jù)，能夠?qū)⒃O(shè)備的振動機理與行業(yè)專有知識相結(jié)合、數(shù)理模型與AI算法相結(jié)合，對設(shè)備故障進(jìn)行實時預(yù)測及診斷，指導(dǎo)用戶智能運維。具體而言：
● 振動溫度一體智能傳感器：采用行業(yè)領(lǐng)先的MEMS傳感技術(shù)，能夠進(jìn)行三軸(軸向/徑向水平/徑向垂直)高頻采樣，并監(jiān)測設(shè)備表面溫度，每秒可捕捉超2萬個設(shè)備振動數(shù)據(jù)點，其內(nèi)置的AI智能算法支持?jǐn)?shù)據(jù)預(yù)處理，可提供高達(dá)百種特征值輸出。機身采用精密扁小型設(shè)計，適合狹小空間安裝，可緊貼設(shè)備軸向振動源，提升數(shù)據(jù)識別精準(zhǔn)度;此外，產(chǎn)品符合CE認(rèn)證、IP67防護(hù)等級，以及防爆ExiaIICT4Ga標(biāo)準(zhǔn)，能夠有效應(yīng)對惡劣工況環(huán)境。
● 邊緣計算網(wǎng)關(guān)：支持6振動傳感通道，可監(jiān)測機油溫度及電機三相繞組溫度，并內(nèi)嵌故障預(yù)測智能算法模型，具備高性能的邊緣AI計算能力，可實現(xiàn)邊云協(xié)同，自動判定設(shè)備運行工況并發(fā)出閾值報警。機身整體精密，支持內(nèi)/外置天線，擁有CE認(rèn)證和IP67防護(hù)等級，可在室內(nèi)外或惡劣工況環(huán)境下安裝使用。
● 預(yù)測性維護(hù)軟件系統(tǒng)：基于工藝數(shù)據(jù)及振動數(shù)據(jù)的“數(shù)理+機理模型”設(shè)備故障預(yù)測與診斷系統(tǒng)，配合工藝數(shù)理模型故障診斷工具，可根據(jù)工藝構(gòu)建不同模型，并準(zhǔn)確定位設(shè)備故障位置，幫助用戶診斷工藝變換導(dǎo)致的設(shè)備故障或電氣故障，以及復(fù)雜的機械老化和磨損問題。其中，基于振動原始數(shù)據(jù)的機理分析與數(shù)理分析兩大核心算法，具備時域分析、頻譜分析、頻率成分分析、退化/趨勢分析等功能，可利用相關(guān)性分析、聚類分析等大數(shù)據(jù)分析算法，找出工藝參數(shù)和振動數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)規(guī)律，提升模型預(yù)測準(zhǔn)確率。系統(tǒng)內(nèi)嵌AI機器學(xué)習(xí)支持設(shè)備故障診斷模型自我學(xué)習(xí)，還能對故障特征值進(jìn)行自我迭代分析，輔助機理模型診斷。
通過覆蓋企業(yè)從設(shè)備側(cè)到邊緣側(cè)、再到云/平臺側(cè)全生命周期的數(shù)據(jù)采集、分析、預(yù)測與診斷， EcoStruxure PMA預(yù)測性維護(hù)顧問能夠有效減少生產(chǎn)設(shè)備非計劃停機的次數(shù)及時間，提高生產(chǎn)效率，并促使企業(yè)維修模式升級，降低維修成本，賦能一線運維人員提升巡檢效率。企業(yè)依托施耐德電氣固化設(shè)備運維專家知識，還能實現(xiàn)設(shè)備故障診斷知識復(fù)用，培養(yǎng)專業(yè)振動診斷知識的復(fù)合型人才，并促使設(shè)備管理向精益化、數(shù)字化轉(zhuǎn)變，提升整體管理效能，加速自身數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
聚焦真實場景，打造設(shè)備智能運維標(biāo)準(zhǔn)解決方案
目前，EcoStruxure預(yù)測性維護(hù)顧問解決方案已落地施耐德電氣多家工廠以及電力、油氣化工、食品飲料、水泥、冶金等行業(yè)頭部企業(yè)，持續(xù)護(hù)航安全生產(chǎn)。
其中，施耐德電氣廈門工廠依托 EcoStruxure PMA預(yù)測性維護(hù)顧問，為其真空爐部署了基于振動機理和數(shù)學(xué)模型的設(shè)備故障診斷與預(yù)測系統(tǒng)，對設(shè)備的分子泵、機械泵、羅茨泵、快冷電機的運行狀態(tài)和故障診斷進(jìn)行監(jiān)測及預(yù)測，并結(jié)合AI算法與模型訓(xùn)練，實現(xiàn)了設(shè)備24/7/365全天候在線的智能監(jiān)控、運行和維護(hù)。通過智能監(jiān)測設(shè)備早期振動，并定位可修復(fù)故障，該工廠大幅減少了非計劃停機時間和設(shè)備平均修復(fù)時間(MTTR<12h)，同時基于預(yù)測性系統(tǒng)指令調(diào)整的設(shè)備維護(hù)計劃方式，每年可節(jié)省120萬元的維護(hù)費用。
以此為錨，施耐德電氣將以AI賦能，推動覆蓋“傳感器檢測+邊緣計算+趨勢報警+維護(hù)決策”全生命周期的預(yù)測性維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)解決方案全行業(yè)規(guī)?；瘧?yīng)用，助力更多企業(yè)提高設(shè)備可用性、優(yōu)化質(zhì)量控制并實現(xiàn)降本增效，進(jìn)一步夯實自身競爭力，攜手共創(chuàng)工業(yè)影響力。
（來源：施耐德電氣）
