我們將探討預(yù)測(cè)性維護(hù)中最關(guān)鍵且經(jīng)常遺漏的組成部分之一：工作流故障并知道如何預(yù)測(cè)它們。

雖然估計(jì)故障前的時(shí)間很有用，但更有價(jià)值的是描述預(yù)期發(fā)生的故障類(lèi)型（根本原因）的信息。預(yù)測(cè)故障類(lèi)型的模型可以根據(jù)歷史故障數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，但是，工程師通常會(huì)遇到各種故障場(chǎng)景的故障數(shù)據(jù)缺失。在我的第三篇也是最后一篇博客中，我們將探討預(yù)測(cè)性維護(hù)中最關(guān)鍵且經(jīng)常遺漏的組成部分之一：工作流故障以及如何預(yù)測(cè)它們。

以下是團(tuán)隊(duì)可以利用的兩個(gè)可行解決方案，以阻止這種缺乏故障數(shù)據(jù)成為預(yù)測(cè)性維護(hù)實(shí)施期間的致命缺陷：

生成示例故障數(shù)據(jù)：過(guò)去使用的工具（如故障模式影響分析 （FMEA））為確定要模擬的故障提供了有用的起點(diǎn)。從這里，工程師可以在各種場(chǎng)景中將行為合并到模型中，這些場(chǎng)景通過(guò)調(diào)整溫度、流速或振動(dòng)或添加突然故障來(lái)模擬故障。模擬時(shí)，這些場(chǎng)景會(huì)產(chǎn)生可以標(biāo)記和存儲(chǔ)的故障數(shù)據(jù)以供進(jìn)一步分析。

圖1.使用 Simulink 生成故障數(shù)據(jù)。

了解可用數(shù)據(jù)：根據(jù)可用的傳感器，某些類(lèi)型的故障可能需要同時(shí)查看多個(gè)傳感器以識(shí)別不良行為。但是，查看來(lái)自數(shù)十或數(shù)百個(gè)傳感器的原始數(shù)據(jù)可能會(huì)令人生畏。在這種情況下，無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)技術(shù)（機(jī)器學(xué)習(xí)的一個(gè)分支）如主成分分析 （PCA） 將原始傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為低維表示。與高維原始數(shù)據(jù)相比，這些數(shù)據(jù)可以更容易地可視化和分析，使您能夠在未標(biāo)記的數(shù)據(jù)中找到有價(jià)值的模式和趨勢(shì)。即使不存在故障數(shù)據(jù)，操作數(shù)據(jù)也可能指示有關(guān)機(jī)器如何隨時(shí)間退化的趨勢(shì)，并估計(jì)組件的剩余使用壽命 （RUL）。

縮短學(xué)習(xí)曲線的簡(jiǎn)單步驟

工程師面臨的另一個(gè)常見(jiàn)障礙涉及對(duì)可能看起來(lái)陌生且令人生畏的算法進(jìn)行建模和測(cè)試。

希望縮短這種學(xué)習(xí)曲線的工程師可以遵循以下三個(gè)簡(jiǎn)單步驟：

定義目標(biāo)：預(yù)先定義您的目標(biāo)（例如，更早地識(shí)別故障、延長(zhǎng)周期、減少停機(jī)時(shí)間），以及預(yù)測(cè)性維護(hù)算法將如何影響它們。作為早期步驟，構(gòu)建一個(gè)框架，該框架可以測(cè)試算法并估計(jì)其相對(duì)于目標(biāo)的性能，以實(shí)現(xiàn)更快的設(shè)計(jì)迭代。這將確保在公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中比較所有不同的方法。

從小處著手：練習(xí)使用具有深刻理解系統(tǒng)的項(xiàng)目，越簡(jiǎn)單越好。例如，首先在組件級(jí)別而不是系統(tǒng)或子系統(tǒng)級(jí)別查看事物。這將減少需要調(diào)查的故障數(shù)量，并縮短開(kāi)發(fā)初始原型的時(shí)間。

圖2.對(duì)三種類(lèi)型的故障進(jìn)行建模：氣缸泄漏、入口堵塞和軸承摩擦增加。

獲得信心：當(dāng)您開(kāi)始看到有希望的結(jié)果時(shí)，請(qǐng)使用團(tuán)隊(duì)中的領(lǐng)域知識(shí)根據(jù)其成本和嚴(yán)重性預(yù)測(cè)不同的結(jié)果。在現(xiàn)有維護(hù)過(guò)程的后臺(tái)運(yùn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)模型，以了解模型在實(shí)踐中的工作方式。

總之，定義明確的目標(biāo)，從小處著手，根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，然后迭代，直到對(duì)結(jié)果充滿信心。

審核編輯：郭婷