隨著工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器和傳感器等機(jī)器運(yùn)動(dòng)控制部件的維護(hù)方法也在不斷發(fā)展。哪種方法最有效？

發(fā)生故障后最常見(jiàn)的機(jī)器維護(hù)方法是傳統(tǒng)的反應(yīng)性維護(hù)方法。意識(shí)到需要改進(jìn)，維護(hù)人員開(kāi)始估算壽命并在運(yùn)動(dòng)控制部件發(fā)生故障之前更換它們。這稱為預(yù)防性維護(hù)方法。最近，隨著 IIoT（工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)）的進(jìn)步和狀態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)可用性，另一種方法誕生了——預(yù)測(cè)性維護(hù)方法。

這三種維護(hù)方法的目標(biāo)相同，都是消除機(jī)器停機(jī)時(shí)間，但只有一種方法效率更高。

上圖總結(jié)了三種方法的流程。紅色箭頭顯示傳統(tǒng)“反應(yīng)性”維護(hù)的過(guò)程，藍(lán)色箭頭顯示“預(yù)防性”和“預(yù)測(cè)性”維護(hù)的過(guò)程。

這三種方法之間的區(qū)別在于它們?nèi)绾螠?zhǔn)確確定何時(shí)更換機(jī)器部件。在傳統(tǒng)的“反應(yīng)性維護(hù)”方法中，一旦發(fā)生故障就會(huì)對(duì)機(jī)器進(jìn)行維護(hù)。然而，正如您可以想象的那樣，這種“如果它沒(méi)壞，就不要修理它”的方法效率不高，也不能防止停機(jī)。

預(yù)防性和預(yù)測(cè)性維護(hù)方法都可以消除代價(jià)高昂的停機(jī)時(shí)間。這兩種方法還使用數(shù)據(jù)來(lái)確定機(jī)器組件的使用壽命。差異始于數(shù)據(jù)。

預(yù)防性維護(hù)使用制造商提供的參考?jí)勖鼣?shù)據(jù)，而預(yù)測(cè)性維護(hù)則具有使用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的能力。

下面我用一個(gè)常見(jiàn)的類比來(lái)介紹這兩種較新的保養(yǎng)方法。想象一下牙齒的保養(yǎng)。預(yù)防性維護(hù)是指您遵循建議每三個(gè)月去牙醫(yī)診所一次以“預(yù)防”問(wèn)題的指南。預(yù)測(cè)性維護(hù)是指您每天實(shí)際照鏡子檢查牙齒，然后在出現(xiàn)癥狀時(shí)去牙醫(yī)診所。通過(guò)觀察蛀牙的跡象，您可以在問(wèn)題發(fā)生之前“預(yù)測(cè)”并解決問(wèn)題，或許還能避免大手術(shù)。

現(xiàn)在嘗試將相同的概念應(yīng)用于機(jī)器維護(hù)。

預(yù)防性維護(hù)使用運(yùn)動(dòng)控制制造商的指南來(lái)確定何時(shí)應(yīng)更換組件以防止停機(jī)。然而，僅僅依靠制造商的建議并不是最好的，因?yàn)樯婕暗皆S多因素，制造商需要對(duì)其產(chǎn)品的參考?jí)勖３直Ｊ?。這種保守的壽命估計(jì)可以消除停機(jī)時(shí)間，但可能會(huì)產(chǎn)生比必要更多的成本，因?yàn)樗赡軙?huì)在組件達(dá)到使用壽命之前更換它們。例如，電機(jī)壽命是基于其軸承的使用壽命。然而，軸承壽命取決于許多因素，例如軸向/徑向載荷、潤(rùn)滑脂和工作溫度。加大電機(jī)尺寸或?yàn)殡姍C(jī)提供更大的散熱器（或其他冷卻解決方案）將延長(zhǎng)其預(yù)期壽命。

由于維護(hù)和資源可以按固定的時(shí)間間隔進(jìn)行規(guī)劃，因此預(yù)防性維護(hù)的優(yōu)勢(shì)在于所有相關(guān)部門(mén)都可以輕松準(zhǔn)備。

預(yù)測(cè)性維護(hù)使用實(shí)際收集的數(shù)據(jù)和特定觸發(fā)器在潛在故障發(fā)生前提醒維護(hù)人員。許多電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)現(xiàn)在提供內(nèi)置傳感器或反饋，以通過(guò)工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（例如 EtherNet/IP、EtherCAT、Modbus...）向主機(jī)控制器（PLC/HMI/IPC）提供實(shí)時(shí)狀態(tài)更新。 ETC。您可以選擇要收集的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)上傳后，人工智能可以接管并根據(jù)特定觸發(fā)因素（而不是保守的指導(dǎo)方針）更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)組件何時(shí)會(huì)發(fā)生故障。通信和人工智能的這一新進(jìn)展為更有效的方法鋪平了道路，以消除停機(jī)時(shí)間，在正確的時(shí)間更換運(yùn)動(dòng)控制組件，并降低不必要的更換成本。這些都是預(yù)測(cè)性維護(hù)的優(yōu)勢(shì)。

預(yù)測(cè)性維護(hù)的缺點(diǎn)之一是對(duì)維護(hù)人員的必要培訓(xùn)。IT 和運(yùn)動(dòng)控制技能的結(jié)合將使維護(hù)團(tuán)隊(duì)的工作更加輕松。與能夠快速交付組件的供應(yīng)商合作也很重要。

預(yù)測(cè)性維護(hù)示例

讓我們看一下預(yù)測(cè)性維護(hù)的一個(gè)常見(jiàn)示例及其實(shí)際應(yīng)用方式。用于醫(yī)療保健的 AI 最近一直很流行。我已經(jīng)看到為這些智能可穿戴設(shè)備創(chuàng)建的整個(gè)市場(chǎng)，這些設(shè)備可以監(jiān)測(cè)一個(gè)人的健康狀況，例如心率、步數(shù)和燃燒的卡路里。一些健康監(jiān)測(cè)設(shè)備甚至可以執(zhí)行心電圖或提供血壓估計(jì)值。一旦您擁有了可以持續(xù)監(jiān)控您的健康數(shù)據(jù)的設(shè)備，預(yù)測(cè)性維護(hù)就會(huì)接管并在需要去看醫(yī)生以避免重大疾病時(shí)提醒您。

沒(méi)有健康監(jiān)測(cè)設(shè)備，就需要靠預(yù)防性維護(hù)，每年左右去醫(yī)院做一次檢查。與機(jī)器部件類似，人類根據(jù)不同因素具有不同的壽命，因此觸發(fā)器也必須定制。

在我們的個(gè)人生活中，預(yù)測(cè)性維護(hù)無(wú)處不在，幫助我們維持自己的生活。當(dāng)手持式真空吸塵器的電池電量不足時(shí)，它會(huì)提醒您，以便您在使用前充電。當(dāng)您即將忘記支付賬單時(shí)，自動(dòng)警報(bào)會(huì)在您被收取滯納金之前通知您。隨著云的引入，可用的數(shù)據(jù)比以往任何時(shí)候都多。

現(xiàn)在回到最初的問(wèn)題。哪種保養(yǎng)方法效率更高？

北美市場(chǎng)份額預(yù)計(jì)為 31.67%，將繼續(xù)成為預(yù)測(cè)性維護(hù)解決方案的最大市場(chǎng)；歐洲緊隨其后。下圖顯示了 2017 年和 2022 年的預(yù)測(cè)性維護(hù)市場(chǎng)份額。

信用：< >機(jī)械設(shè)計(jì)

連接數(shù)據(jù)

沒(méi)有數(shù)據(jù)的收集，就沒(méi)有預(yù)測(cè)性維護(hù)。為了收集數(shù)據(jù)，機(jī)器組件（例如傳感器或運(yùn)動(dòng)控制軸）上需要某種類型的工業(yè)通信協(xié)議。一旦建立通信，就可以連續(xù)記錄和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。一旦收集了來(lái)自所有運(yùn)動(dòng)軸的數(shù)據(jù)，您將能夠從一個(gè)集中位置了解機(jī)器中發(fā)生的一切。預(yù)測(cè)性維護(hù)背后的想法是，您可以做出更明智的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策，以便在正確的時(shí)間更換組件。

Oriental Motor 以內(nèi)置傳感器的電機(jī)和內(nèi)置工業(yè)通信的驅(qū)動(dòng)器的形式提供預(yù)測(cè)性維護(hù)解決方案。例如，AlphaStepAZ 系列采用步進(jìn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)/線性執(zhí)行器中的機(jī)械絕對(duì)傳感器閉環(huán)反饋，以提供實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，并在驅(qū)動(dòng)器中提供 Modbus RTU、EtherNet/IP、Profinet 或 EtherCAT 通信功能.CC-Link 和 Mechatrolink 等協(xié)議也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行連接?？杀O(jiān)控里程表、行程表、電機(jī)溫度、驅(qū)動(dòng)器溫度、負(fù)載率、報(bào)警代碼等實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)。

預(yù)測(cè)性維護(hù)應(yīng)用示例：INFO-TRIP 輸出

下面的示例顯示了當(dāng)行程距離 [kRev] 的值等于或大于 50,000 時(shí)打開(kāi)的自定義 INFO-TRIP 輸出。一旦操作員看到輸出，就可以采取必要的措施來(lái)更換電機(jī)或執(zhí)行額外的檢查。

審核編輯黃宇