【導(dǎo)讀】隨著物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0的快速發(fā)展，許多制造商正在使用各種類(lèi)型傳感器來(lái)收集有關(guān)資產(chǎn)的健康信息，這些信息可為預(yù)測(cè)分析流程提供見(jiàn)解，例如工單生成和預(yù)測(cè)潛在的設(shè)備停機(jī)時(shí)間。在將傳感器數(shù)據(jù)集成到物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)時(shí)，考慮傳感器的類(lèi)型范圍非常重要，一些重要的傳感器測(cè)量溫度、電壓、振動(dòng)、電力和濕度。本文提出了一個(gè)問(wèn)題：聲學(xué)傳感器能否用于機(jī)器健康診斷？
我們經(jīng)常根據(jù)聽(tīng)到的噪音來(lái)診斷機(jī)器問(wèn)題，遺憾的是，人類(lèi)只能聽(tīng)到20~22000 Hz范圍內(nèi)的聲音，還有很多聞所未聞的聲音人類(lèi)無(wú)法聽(tīng)到，而人類(lèi)聽(tīng)力范圍之外的聲音也能對(duì)機(jī)器健康產(chǎn)生有價(jià)值見(jiàn)解。
光或超聲傳感器問(wèn)題
機(jī)器由相互磨合的運(yùn)動(dòng)部件組成，可以產(chǎn)生摩擦和噪音，因此許多機(jī)器故障可以通過(guò)聲音檢測(cè)。像可見(jiàn)光這樣的裝置不能用于這種機(jī)器，因?yàn)楣獠荒芡ㄟ^(guò)機(jī)器部件，因此無(wú)法確定任何關(guān)鍵問(wèn)題。
超聲波傳感器倒是很有希望，但是，同樣可以檢測(cè)微小聲音的超聲波價(jià)格昂貴，并且還需要接收器和發(fā)射器在機(jī)器周?chē)苿?dòng)——類(lèi)似醫(yī)院里的超聲波儀器，因此，超聲波并不理想。
此外，工業(yè)運(yùn)營(yíng)商也不喜歡侵入式解決方案，而聲學(xué)傳感器允許非侵入式設(shè)置，對(duì)工作空間侵入最小。
聲學(xué)傳感器能否用于機(jī)器健康診斷？
結(jié)合預(yù)測(cè)算法，非侵入式聲學(xué)傳感器可以在機(jī)器出現(xiàn)故障之前就能檢測(cè)到微弱噪聲。
實(shí)時(shí)檢測(cè)聲音的另一種方法是聲學(xué)相機(jī)，其捕捉聲波并以熱成像方式可視化它們，然后通過(guò)算法分析這些信息，以確定故障的根本原因。例如，在電力傳輸系統(tǒng)中，這種相機(jī)可以確定異常聲音的特定點(diǎn)，并利用它來(lái)預(yù)測(cè)部件故障的早期階段，比如，在輸送空氣或液體的加壓管道系統(tǒng)中，這種相機(jī)可以精確檢測(cè)到維修人員視線(xiàn)之外的泄漏點(diǎn)。
可以將多個(gè)聲學(xué)傳感器放置在機(jī)器中的目標(biāo)位置，并將它們連接到無(wú)線(xiàn)邊緣設(shè)備來(lái)收集數(shù)據(jù)，無(wú)線(xiàn)邊緣設(shè)備直接將數(shù)據(jù)發(fā)送和上傳到云服務(wù)器，在那里可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)合資產(chǎn)管理系統(tǒng)和預(yù)測(cè)分析，可以提供關(guān)鍵資產(chǎn)效率參數(shù)的詳細(xì)信息。
機(jī)器可持續(xù)的聲學(xué)診斷
根據(jù)一些研究，高達(dá)40%的工廠能源成本可能是由損耗造成的。當(dāng)電機(jī)開(kāi)始退化時(shí)，機(jī)器的整體效率會(huì)降低，為了彌補(bǔ)效率降低，電機(jī)需要消耗更多能源。這導(dǎo)致額外的電力消耗和更高的電費(fèi)支出。
使用聲學(xué)傳感器來(lái)發(fā)現(xiàn)機(jī)器缺陷使制造商能夠在這種損耗開(kāi)始之前修復(fù)機(jī)器，減少停機(jī)時(shí)間和電力成本，同時(shí)延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命。這可以為運(yùn)營(yíng)部門(mén)節(jié)省大量成本，例如，我們看到有公司將耗電量降低了10%，由于該公司在全球運(yùn)營(yíng)著大約5億臺(tái)電機(jī)，因此節(jié)省了大量成本。
考慮到上述所有優(yōu)勢(shì)，聲學(xué)傳感器和相機(jī)完全可以成為物聯(lián)網(wǎng)預(yù)測(cè)分析的強(qiáng)大工具。
