著科技發展,各類工程設備的工作和運行環境變得越來越復雜.作為機械設備的關鍵零部件,滾動軸承在長期大載荷、強沖擊等復雜工況下,極易產生各種故障,導致機械工作狀況惡化.針對軸承的故障預測與健康管理(Prognosticsandhealthmanagement,PHM)技術應運而生.若能在故障發生初期即進行準確、可靠的檢測和診斷,則有助于進行及時維修,避免嚴重事故的發生.早期故障監測已成為PHM的關鍵技術環節之一.近年來,隨著傳感技術和機器學習技術的快速發展,數據驅動的智能化故障監測和診斷技術受到***關注.如何利用歷史采集的狀態監控數據、提高目標軸承早期故障檢測結果的準確性和穩定性成為研究熱點和難點,具有明確的學術價值和應用需求.電機健康管理是基于各類數據監測和故障預測對設備完好性、可用性的評估和控制。上海混合動力系統監測公司

目前設備狀態監測及故障預警若干關鍵技術可歸納如下：（1）揭示設備運行狀態機械動態特性劣化演變規律。設備由非故障運行狀態劣化為故障運行狀態，其機械動態特性通常有一個發展演變過程。需揭示劣化過程及故障變化演變規律及發展特點，分析故障產生機理、發展原因和發展模式，構建劣化演變機械動態特性模型。（2）提取設備運行狀態發展趨勢特征。在役設備往往具有復雜運行狀態，在長歷程運行中工況和負載等非故障因素會造成信號能量變化，故障趨勢信息往往被非故障變化信息淹沒，需較大程度上消除非故障變化造成的冗余信息，進而構建預測模型。若提取到敏感特征分量因子及模式，有望實現典型部件及部位分析。上海混合動力系統監測公司隨著工業互聯網的落地，大型旋轉類設備振動監測的重要性日益加強。

刀具監測主要采用人工檢測、離線檢測和在線檢測三種策略。人工檢查是指工人在加工過程中可以憑經驗檢查刀具的狀態；離線檢測是在加工前專門對刀具進行檢測，預測其壽命，看是否能勝任當前的加工；在線檢測又稱實時檢測，是在加工過程中對刀具進行實時檢測，并根據檢測結果做出相應的處理。目前刀具檢測的算法有很多，有的是利用理論計算刀具上應力的變化來判斷刀具的損傷.有的是利用時間序列分析來檢測刀具,有的是利用神經網絡技術來檢測刀具。還有的是利用小波變換理論和神經網絡技術來檢測刀具,但都是以理論為主。考慮到刀具的塑性損傷在數控加工中很少發生，磨損對數控加工的安全性影響很小，并且可以通過離線檢測進行加工，通過在線檢測，可以判斷微裂紋在當前載荷條件下是否會擴展。如果有可能擴大，我們認為載 荷是危險的，通過減少刀具的進給量來減少刀具上的載荷，以保證刀具的安全性。

現代電力系統中發電機的單機容量越大型發電機在電力生產中處于主力位置，同時大型發電機由于造價昂貴，結構復雜，一旦遭受損壞，需要的檢修期長，因此要求有極高的運行可靠性。就我國目前和今后很長一段時間內的缺電、用電緊張的狀況而言，發電機的年運行小時數目和滿負荷率都較以往高出很多，備用容量很少的情況下，其運行可靠性顯得尤為重要和突出。因此對大型機組進行在線監測與診斷，做到早期預警以防止事故的發生或擴大具有重要的現實意義。通常對發電機的“監測”與“診斷”在內容上并無明確的劃分界限，可以說監測的數據和結果即為診斷的依據。監測利用各種傳感器在電機運行時對電機的狀態提取相關數據。故障診斷使用計算機及其相應智能軟件，根據傳感器提供的信息，對故障進行分類、定位，確定故障的嚴重程度并提出處理意見。因此狀態監測和故障診斷是一項工作的兩個部分，前者是后者的基礎，后者是前者的分析與綜合。電機狀態監測技術可幫助運行維護人員擺脫被動檢修和不太理想的定期檢修的困境，按照設備內部實際的運行狀況，合理的安排檢修工作，實現所謂“預知”維修。這樣既可避免由于設備突然損壞，停止運行帶來的損失，又可充分發揮設備的作用。人工智能和深度學習技術已在滾動軸承故障監測和診斷領域取得了成功應用。

設備早期故障診斷是設備全生命周期健康狀態監測診斷體系的重要環節.盡早對設備潛在的故障作出可靠判斷,對于保障設備的可靠運行具有重要意義.早期故障特征提取技術是檢測設備早期故障的有效工具.研究了典型的設備故障發展過程,以早期故障特征提取技術為基礎,結合多技術融合方法,建立了設備全生命周期健康狀態監測診斷體系,以促進設備廠家改進生產制造質量,流程工業企業優化檢維修流程.應用以早期故障特征提取技術為重點的多技術融合方法,打造設備從生產制造,出廠檢驗到現場應用的全生命周期健康狀態監測診斷閉環,實現了設備健康狀態的全程可控.一款智能化的監測系統，能夠為企業提供完整的數據監測和分析服務。上海性能監測公司

刀具間接監測手段無需在設備停機或者切削過程間隔中監測，實際應用機會多。上海混合動力系統監測公司

傳統方法通常無法自適應提取特征, 同時需要一定的離線數據訓練得到檢測模型, 但目標對象在線場景下采集到的數據有限, 且其數據分布與訓練數據的分布可能因隨機噪聲、變工況等原因而存在差異, 導致離線訓練的模型并不完全適合于在線數據, 容易降低檢測結果的準確性; 其次, 上述方法通常采用基于異常點的檢測算法, 未充分考慮樣本前后的時序關系, 容易因數據微小波動而產生誤報警, 降低檢測結果的魯棒性; 再次, 為降低誤報警, 這類方法需要反復調整報警閾值. 此外, 基于系統分析的故障診斷方法利用狀態空間描述建立機理模型, 可獲得理想的診斷和檢測結果, 但這類方法通常需要提前知道系統運動方程等信息, 對于軸承運行過程來說, 這類信息通常不易獲知. 近年來, 深度神經網絡已被成功應用于早期故障特征的自動提取和識別, 可自適應地提取信息豐富和判別能力強的深度特征, 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據進行模型訓練, 而歷史采集的輔助數據與目標對象數據可能存在較大不同, 直接訓練并不能有效提升在線檢測的特征表示效果; 另一方面, 在訓練過程中未能針對早期故障引發的狀態變化而有目的地強化相應特征表示. 因此, 深度學習方法在早期故障在線監測中的應用仍存在較大的提升空間.上海混合動力系統監測公司

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