隨著科技發(fā)展, 各類工程設(shè)備的工作和運(yùn)行環(huán)境變得越來(lái)越復(fù)雜. 作為機(jī)械設(shè)備的關(guān)鍵零部件, 滾動(dòng)軸承在長(zhǎng)期大載荷、強(qiáng)沖擊等復(fù)雜工況下, 極易產(chǎn)生各種故障, 導(dǎo)致機(jī)械工作狀況惡化. 針對(duì)軸承的故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生. 若能在故障發(fā)生初期即進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠的檢測(cè)和診斷, 則有助于進(jìn)行及時(shí)維修, 避免嚴(yán)重事故的發(fā)生. 早期故障檢測(cè)已成為PHM的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)之一. 近年來(lái), 隨著傳感技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的快速發(fā)展, 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能化故障檢測(cè)和診斷技術(shù)受到更多人的關(guān)注. 如何利用歷史采集的狀態(tài)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、提高目標(biāo)軸承早期故障檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性成為研究熱點(diǎn)和難點(diǎn), 具有明確的學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用需求.本文關(guān)注的是不停機(jī)情況下的早期故障在線檢測(cè)問(wèn)題. 這種方式有助于實(shí)時(shí)評(píng)估軸承工作狀態(tài), 避免因等待停機(jī)檢查而產(chǎn)生延誤、造成經(jīng)濟(jì)損失, 因此對(duì)早期故障的在線檢測(cè)越來(lái)越受到工業(yè)界的重視。各種診斷技術(shù)集成起來(lái)形成的集成智能監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)成為當(dāng)前電機(jī)設(shè)備故障診斷研究的熱點(diǎn)。上海設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)

傳統(tǒng)方法通常無(wú)法自適應(yīng)提取特征, 同時(shí)需要一定的離線數(shù)據(jù)訓(xùn)練得到檢測(cè)模型, 但目標(biāo)對(duì)象在線場(chǎng)景下采集到的數(shù)據(jù)有限, 且其數(shù)據(jù)分布與訓(xùn)練數(shù)據(jù)的分布可能因隨機(jī)噪聲、變工況等原因而存在差異, 導(dǎo)致離線訓(xùn)練的模型并不完全適合于在線數(shù)據(jù), 容易降低檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性; 其次, 上述方法通常采用基于異常點(diǎn)的檢測(cè)算法, 未充分考慮樣本前后的時(shí)序關(guān)系, 容易因數(shù)據(jù)微小波動(dòng)而產(chǎn)生誤報(bào)警, 降低檢測(cè)結(jié)果的魯棒性; 再次, 為降低誤報(bào)警, 這類方法需要反復(fù)調(diào)整報(bào)警閾值. 此外, 基于系統(tǒng)分析的故障診斷方法利用狀態(tài)空間描述建立機(jī)理模型, 可獲得理想的診斷和檢測(cè)結(jié)果, 但這類方法通常需要提前知道系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程等信息, 對(duì)于軸承運(yùn)行來(lái)說(shuō), 這類信息通常不易獲知. 近年來(lái), 深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已被成功應(yīng)用于早期故障特征的自動(dòng)提取和識(shí)別, 可自適應(yīng)地提取信息豐富和判別能力強(qiáng)的深度特征, 因此具有較好的普適性. 但是, 這類方法一方面需要大量的輔助數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練, 而歷史采集的輔助數(shù)據(jù)與目標(biāo)對(duì)象數(shù)據(jù)可能存在較大不同, 直接訓(xùn)練并不能有效提升在線檢測(cè)的特征表示效果; 另一方面, 在訓(xùn)練過(guò)程中未能針對(duì)早期故障引發(fā)的狀態(tài)變化而有目的地強(qiáng)化相應(yīng)特征表示. 因此, 深度學(xué)習(xí)方法在早期故障在線監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用仍存在較大的提升空間.上海狀態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用時(shí)間域、頻率域和角度域的NVH分析方法，可以對(duì)汽車動(dòng)力總成的各種故障進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別、監(jiān)測(cè)和診斷。

常見(jiàn)的設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包含以下幾類：1.運(yùn)行數(shù)據(jù)：包括設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、運(yùn)轉(zhuǎn)速度、負(fù)載情況、溫度、壓力等參數(shù)。這些數(shù)據(jù)可以反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和性能表現(xiàn)，以便進(jìn)行運(yùn)行效率評(píng)估、健康狀況評(píng)估以及預(yù)測(cè)維護(hù)等。2.電氣數(shù)據(jù)：包括設(shè)備的電流、電壓、功率、電阻等參數(shù)。這些數(shù)據(jù)可以反映設(shè)備的電氣性能和電能消耗情況，以便進(jìn)行能效評(píng)估、設(shè)備故障診斷等。3.振動(dòng)數(shù)據(jù)：包括設(shè)備的振動(dòng)幅值、頻率、相位等參數(shù)。數(shù)據(jù)可以反映設(shè)備的振動(dòng)情況，以便進(jìn)行故障診斷和預(yù)測(cè)維護(hù)等。4.聲音數(shù)據(jù)：包括設(shè)備的聲音頻率、聲音強(qiáng)度、聲音特征等參數(shù)。這些數(shù)據(jù)可以反映設(shè)備的聲學(xué)性能，以便進(jìn)行故障診斷和預(yù)測(cè)維護(hù)等。5.圖像數(shù)據(jù)：包括設(shè)備的照片、視頻、紅外圖像等。這些數(shù)據(jù)可以反映設(shè)備的外觀、結(jié)構(gòu)、熱特性等信息，以便進(jìn)行故障診斷、安全檢查和維護(hù)計(jì)劃制定等。6.環(huán)境數(shù)據(jù)：包括設(shè)備周圍環(huán)境的溫度、濕度、氣壓、光照等參數(shù)。這些數(shù)據(jù)可以反映設(shè)備所處的環(huán)境條件，以便進(jìn)行設(shè)備健康評(píng)估、預(yù)測(cè)維護(hù)等。

刀具監(jiān)測(cè)主要采用人工檢測(cè)、離線檢測(cè)和在線檢測(cè)三種策略。人工檢查是指工人在加工過(guò)程中可以憑經(jīng)驗(yàn)檢查刀具的狀態(tài)；離線檢測(cè)是在加工前專門對(duì)刀具進(jìn)行檢測(cè)，預(yù)測(cè)其壽命，看是否能勝任當(dāng)前的加工；在線檢測(cè)又稱實(shí)時(shí)檢測(cè)，是在加工過(guò)程中對(duì)刀具進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果做出相應(yīng)的處理。目前刀具檢測(cè)的算法有很多，有的是利用理論計(jì)算刀具上應(yīng)力的變化來(lái)判斷刀具的損傷.有的是利用時(shí)間序列分析來(lái)檢測(cè)刀具,有的是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)檢測(cè)刀具。還有的是利用小波變換理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)檢測(cè)刀具,但都是以理論為主。考慮到刀具的塑性損傷在數(shù)控加工中很少發(fā)生，磨損對(duì)數(shù)控加工安全性影響很小，并且可以通過(guò)離線檢測(cè)進(jìn)行加工，通過(guò)在線檢測(cè)，可以判斷微裂紋在當(dāng)前載荷條件下是否會(huì)擴(kuò)展。如果有可能擴(kuò)大，我們認(rèn)為載 荷是危險(xiǎn)的，通過(guò)減少刀具的進(jìn)給量來(lái)減少刀具上的載荷，以保證刀具安全性。電機(jī)智能監(jiān)測(cè)和運(yùn)維，其預(yù)測(cè)效果和工程造價(jià)還未達(dá)到市場(chǎng)接受程度。

故障診斷可以根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供的信息來(lái)查明導(dǎo)致系統(tǒng)某種功能失調(diào)的原因或性質(zhì)，判斷劣化發(fā)生的部位或部件，以及預(yù)測(cè)狀態(tài)劣化的發(fā)展趨勢(shì)等。電機(jī)故障診斷的基本方法主要有：1、電氣分析法，通過(guò)頻譜等信號(hào)分析方法對(duì)負(fù)載電流的波形進(jìn)行檢測(cè)從而診斷出電機(jī)設(shè)備故障的原因和程度；檢測(cè)局部放電信號(hào)；對(duì)比外部施加脈沖信號(hào)的響應(yīng)和標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)等；2、絕緣診斷法，利用各種電氣試驗(yàn)裝置和診斷技術(shù)對(duì)電機(jī)設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)和參數(shù)、工作性能是否存在缺陷做出判斷,并對(duì)絕緣壽命做出預(yù)測(cè)；3、溫度檢測(cè)方法，采用各種溫度測(cè)量方法對(duì)電機(jī)設(shè)備各個(gè)部位的溫升進(jìn)行監(jiān)測(cè),電機(jī)的溫升與各種故障現(xiàn)象相關(guān)；4、振動(dòng)與噪聲診斷法，通過(guò)對(duì)電機(jī)設(shè)備振動(dòng)與噪聲的檢測(cè),并對(duì)獲取的信號(hào)進(jìn)行處理,診斷出電機(jī)產(chǎn)生故障的原因和部位,尤其是對(duì)機(jī)械上的損壞診斷特別有效。5、化學(xué)診斷的方法，可以檢測(cè)到絕緣材料和潤(rùn)滑油劣化后的分解物以及一些軸承、密封件的磨損碎屑，通過(guò)對(duì)比其中一些化學(xué)成分的含量，可以判斷相關(guān)部位元件的破壞程度。盈蓓德科技開(kāi)發(fā)的新型電機(jī)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)借用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、邊緣計(jì)算等技術(shù)，提前預(yù)判設(shè)備故障。杭州產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)公司

用模型解決了狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷領(lǐng)域傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)只能輸出狀態(tài)，而無(wú)法提供故障特征來(lái)確認(rèn)輸出狀態(tài)的難題。上海設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)

從整體的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)看，智能振動(dòng)噪聲監(jiān)診子系統(tǒng)利用安裝在設(shè)備上的傳感器節(jié)點(diǎn)獲取設(shè)備的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)信號(hào)和運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層集中上傳至設(shè)備健康監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)信號(hào)的分析?故障特征提取?故障診斷及預(yù)測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)智能化管理?應(yīng)用和服務(wù)。設(shè)備健康監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集分析處理?數(shù)據(jù)可視?設(shè)備運(yùn)維?故障診斷?故障報(bào)警等功能。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)查看?統(tǒng)計(jì)?追溯，實(shí)現(xiàn)對(duì)其管轄設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和運(yùn)行維護(hù)，基于運(yùn)行信息和檢修信息?自動(dòng)生成設(shè)備管理報(bào)表，實(shí)現(xiàn)設(shè)備可靠性?故障數(shù)據(jù)?更換備件等信息統(tǒng)計(jì)，為維修方案提供依據(jù)。上海設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)