ISO 13374: მანქანების მდგომარეობის მონიტორინგი და დიაგნოსტიკა - მონაცემთა დამუშავება, კომუნიკაცია და პრეზენტაცია

რეზიუმე

ISO 13374 არის უაღრესად გავლენიანი სტანდარტი სამრეწველო ნივთების ინტერნეტის (IoT) და მდგომარეობის მონიტორინგის პროგრამული უზრუნველყოფის სამყაროში. ის მიმართავს სხვადასხვა მონიტორინგის სისტემებს, სენსორებსა და პროგრამულ პლატფორმებს შორის ურთიერთქმედების გამოწვევას. გაზომვის ტექნიკის განსაზღვრის ნაცვლად, ის განსაზღვრავს სტანდარტიზებულ, ღია არქიტექტურას იმის შესახებ, თუ როგორ უნდა მოხდეს მდგომარეობის მონიტორინგის მონაცემების დამუშავება, შენახვა და გაცვლა. მას ხშირად მოიხსენიებენ, როგორც „მანქანების ინფორმაციის მართვის ღია სისტემების ალიანსის“ (MIMOSA) არქიტექტურას, რომელზეც ის დაფუძნებულია. მიზანია მდგომარეობის მონიტორინგის ტექნოლოგიებისთვის „ჩართე და იმუშავე“ გარემოს შექმნა.

შინაარსი (კონცეპტუალური სტრუქტურა)

სტანდარტი რამდენიმე ნაწილად იყოფა და განსაზღვრავს ფენიან საინფორმაციო არქიტექტურას. სტანდარტის ბირთვი არის ფუნქციური ბლოკ-სქემა ექვსი ძირითადი ფენისგან, რომლებიც წარმოადგენენ მონაცემთა ნაკადს ნებისმიერი მდგომარეობის მონიტორინგის სისტემაში:

1. 1. DA: მონაცემთა შეგროვების ბლოკი:

   ეს არის ფუნდამენტური ფენა, რომელიც ფიზიკურ მანქანასა და ციფრულ მონიტორინგის სისტემას შორის ხიდის როლს ასრულებს. DA ბლოკის ძირითადი ფუნქციაა სენსორებთან პირდაპირი ურთიერთქმედება, როგორიცაა accelerometers, სიახლოვის ზონდები, ტემპერატურის სენსორები ან წნევის გადამყვანები - და მათ მიერ წარმოქმნილი ნედლი, დაუმუშავებელი ანალოგური ან ციფრული სიგნალების მისაღებად. ეს ბლოკი პასუხისმგებელია ყველა დაბალი დონის აპარატურულ ურთიერთქმედებაზე, მათ შორის სენსორებისთვის კვების მიწოდებაზე (მაგ., IEPE კვება აქსელერომეტრებისთვის), სიგნალის კონდიცირების შესრულებაზე, როგორიცაა გაძლიერება და ფილტრაცია არასასურველი ხმაურის მოსაშორებლად და ანალოგურ-ციფრული გარდაქმნის (ADC) შესრულებაზე. DA ბლოკის გამომავალი არის ნედლი მონაცემების ციფრული ნაკადი, როგორც წესი, დროის ტალღის ფორმა, რომელიც შემდეგ გადაეცემა არქიტექტურის შემდეგ ფენას დამუშავებისთვის.

2. 2. DP: მონაცემთა დამუშავების ბლოკი:

   ეს ბლოკი მონიტორინგის სისტემის გამომთვლელი ძრავაა. ის მონაცემთა შეგროვების (DA) ბლოკიდან იღებს ნედლ, ციფრულ მონაცემთა ნაკადს (მაგ., დროის ტალღის ფორმას) და გარდაქმნის მას უფრო მნიშვნელოვან მონაცემთა ტიპებად, რომლებიც ანალიზისთვის შესაფერისია. DP ბლოკის ძირითადი ფუნქციაა სტანდარტიზებული სიგნალის დამუშავების გამოთვლების შესრულება. ეს განსაკუთრებით მოიცავს შემდეგის შესრულებას: სწრაფი ფურიეს გარდაქმნა (FFT) დროის დომენის სიგნალის სიხშირის დომენად გადასაყვანად სპექტრიამ ბლოკში განსაზღვრული სხვა ძირითადი დამუშავების ამოცანები მოიცავს ფართოზოლოვანი მეტრიკის გამოთვლას, როგორიცაა საერთო RMS მნიშვნელობები, ციფრული ინტეგრაციის შესრულება აჩქარების სიგნალების სიჩქარედ ან გადაადგილებად გადასაყვანად და უფრო მოწინავე, სპეციალიზებული პროცესების შესრულება, როგორიცაა დემოდულაცია ან კონვერტის ანალიზი მოძრავი ელემენტის საკისრების გაუმართაობასთან დაკავშირებული გამაფრთხილებელი, მაღალი სიხშირის დარტყმითი სიგნალების აღმოსაჩენად.

3. 3. DM: მონაცემთა მანიპულირების ბლოკი (მდგომარეობის აღმოჩენა):

   ეს ბლოკი აღნიშნავს კრიტიკულ გადასვლას მონაცემთა დამუშავებიდან ავტომატურ ანალიზზე. ის იღებს დამუშავებულ მონაცემებს DP ბლოკიდან (მაგალითად, RMS მნიშვნელობები, კონკრეტული სიხშირის ამპლიტუდები ან სპექტრული ზოლები) და იყენებს ლოგიკურ წესებს მანქანის ოპერაციული მდგომარეობის დასადგენად. სწორედ აქ ხდება პრობლემის საწყისი „აღმოჩენა“. DM ბლოკის ძირითადი ფუნქციაა ზღურბლის შემოწმების ჩატარება. ის ადარებს გაზომილ მნიშვნელობებს წინასწარ განსაზღვრულ განგაშის დაყენებულ წერტილებთან, როგორიცაა ზონის საზღვრები, რომლებიც განსაზღვრულია ISO 10816 ან მომხმარებლის მიერ განსაზღვრული პროცენტული ცვლილებები საბაზისო ნიშნულიდან. ამ შედარებების საფუძველზე, DM ბლოკი მონაცემებს ანიჭებს დისკრეტულ „მდგომარეობას“, როგორიცაა „ნორმალური“, „მისაღები“, „გაფრთხილება“ ან „საფრთხე“. ეს გამომავალი აღარ არის მხოლოდ მონაცემები; ეს არის ქმედითი ინფორმაცია, რომლის გადაცემა შესაძლებელია შემდეგ ფენაზე დიაგნოსტიკისთვის ან გამოყენება დაუყოვნებლივი შეტყობინებების გასააქტიურებლად.

4. 4. HA: ჯანმრთელობის შეფასების ბლოკი:

   ეს ბლოკი ფუნქციონირებს როგორც დიაგნოსტიკური სისტემის „ტვინი“, რომელიც პასუხობს კითხვას „რა არის პრობლემა?“. ის იღებს მდგომარეობის შესახებ ინფორმაციას (მაგ., „განგაშის“ სტატუსი) მონაცემთა მანიპულირების (DM) ბლოკიდან და იყენებს ანალიტიკური ინტელექტის ფენას ანომალიის კონკრეტული ძირეული მიზეზის დასადგენად. სწორედ აქ სრულდება დიაგნოსტიკური ლოგიკა, რომელიც შეიძლება მოიცავდეს მარტივ წესებზე დაფუძნებული სისტემებიდან დაწყებული რთული ხელოვნური ინტელექტის ალგორითმებით დამთავრებული. მაგალითად, თუ DM ბლოკი გამოსცემს განგაშს მაღალი ვიბრაციის შესახებ სიხშირით, რომელიც ზუსტად ორჯერ აღემატება ლილვის მუშაობის სიჩქარეს (2X), HA ბლოკში წესებზე დაფუძნებული ლოგიკა დააკავშირებს ამ ნიმუშს კონკრეტულ გაუმართაობასთან და გამოიტანს „სავარაუდო ლილვის“ დიაგნოზს. არასწორი განლაგებაანალოგიურად, თუ განგაში არასინქრონულ, მაღალი სიხშირის პიკზეა დამახასიათებელი გვერდითი ზოლებით, HA ბლოკი დაადგენს კონკრეტულ „საკისრის დეფექტიამ ბლოკის გამომავალი არის მანქანის კომპონენტის სპეციფიკური ჯანმრთელობის შეფასება.

5. 5. PA: პროგნოზული შეფასების ბლოკი:

   ეს ბლოკი წარმოადგენს პროგნოზირებადი ტექნიკური მომსახურების მწვერვალს, რომლის მიზანია უპასუხოს მნიშვნელოვან კითხვას: „რამდენ ხანს შეუძლია მისი უსაფრთხოდ მუშაობა?“. ის იღებს ჯანმრთელობის შეფასების (HA) ბლოკის სპეციფიკურ გაუმართაობის დიაგნოზს და აერთიანებს მას ისტორიულ ტენდენციურ მონაცემებთან, რათა იწინასწარმეტყველოს გაუმართაობის მომავალი პროგრესი. ეს არის ყველაზე რთული ფენა, რომელიც ხშირად იყენებს დახვეწილ ალგორითმებს, მანქანური სწავლების მოდელებს ან გაუმართაობის ფიზიკის მოდელებს. მიზანია დეგრადაციის მიმდინარე ტემპის ექსტრაპოლაცია მომავალში, კომპონენტის დარჩენილი სასარგებლო სიცოცხლის (RUL) შესაფასებლად. მაგალითად, თუ HA ბლოკი აღმოაჩენს საკისრის დეფექტს, PA ბლოკი გააანალიზებს დეფექტების სიხშირის ზრდის სიჩქარეს ბოლო რამდენიმე თვის განმავლობაში, რათა იწინასწარმეტყველოს, თუ როდის მიაღწევენ ისინი კრიტიკულ გაუმართაობის დონეს. გამომავალი არ არის მხოლოდ დიაგნოზი, არამედ მოქმედების კონკრეტული ვადები.

6. 6. AP: საკონსულტაციო პრეზენტაციის ბლოკი:

   ეს მომხმარებლის პერსპექტივიდან საბოლოო და ყველაზე კრიტიკული ფენაა, რადგან ის ყველა ძირითად მონაცემს და ანალიზს გარდაქმნის ქმედით ინტელექტად. AP ბლოკი პასუხისმგებელია ქვედა ფენების დასკვნების ადამიან ოპერატორებთან, საიმედოობის ინჟინრებთან და ტექნიკური მომსახურების დამგეგმავებთან გადაცემაზე. მისი ძირითადი ფუნქციაა სწორი ინფორმაციის მიწოდება სწორი პირისთვის სწორი ფორმატით. ამას შეიძლება ჰქონდეს მრავალი ფორმა, მათ შორის ინტუიციური დაფები ფერადი კოდირებული ჯანმრთელობის ინდიკატორებით, ავტომატურად გენერირებული ელფოსტის ან ტექსტური შეტყობინებების შეტყობინებებით, დეტალური დიაგნოსტიკური ანგარიშები სპექტრული და ტალღური ფორმის დიაგრამებით და, რაც მთავარია, კონკრეტული და მკაფიო ტექნიკური მომსახურების რეკომენდაციები. ეფექტური AP ბლოკი არა მხოლოდ აცხადებს, რომ საკისარს აქვს გაუმართაობა; ის იძლევა ყოვლისმომცველ კონსულტაციას, როგორიცაა: „ძრავის გარე საკისარზე აღმოჩენილია შიდა სარქვლის დეფექტი. დარჩენილი სასარგებლო სიცოცხლე შეფასებულია 45 დღით. რეკომენდაცია: დაგეგმეთ საკისრის შეცვლა შემდეგი დაგეგმილი გათიშვის დროს“.

ძირითადი ცნებები

• თავსებადობა: ეს არის ISO 13374-ის მთავარი მიზანი. საერთო ჩარჩოსა და მონაცემთა მოდელის განსაზღვრით, ის კომპანიას საშუალებას აძლევს გამოიყენოს გამყიდველი A-ს სენსორები, გამყიდველი B-ს მონაცემთა შეგროვების სისტემა და გამყიდველი C-ს ანალიტიკური პროგრამული უზრუნველყოფა და ყველა მათგანი ერთად იმუშაოს.
• ღია არქიტექტურა: სტანდარტი ხელს უწყობს ღია, არასაკუთრების მქონე პროტოკოლებისა და მონაცემთა ფორმატების გამოყენებას, ხელს უშლის მომწოდებლის მიერ მხოლოდ ერთზე შეზღუდვას და ხელს უწყობს ინოვაციებს მდგომარეობის მონიტორინგის ინდუსტრიაში.
• მიმოზა: სტანდარტი დიდწილად MIMOSA ორგანიზაციის მუშაობას ეფუძნება. MIMOSA-ს C-COM-ის (საერთო კონცეპტუალური ობიექტის მოდელი) გაგება ISO 13374-ის დეტალური იმპლემენტაციის გასაგებად გადამწყვეტი მნიშვნელობისაა.
• მონაცემებიდან გადაწყვეტილებებამდე: ექვსბლოკიანი მოდელი უზრუნველყოფს ლოგიკურ გზას სენსორული გაზომვებიდან (მონაცემთა შეგროვება) ქმედით ტექნიკური მომსახურების რჩევამდე (საკონსულტაციო პრეზენტაცია), რაც თანამედროვე პროგნოზირებადი ტექნიკური მომსახურების პროგრამის ციფრულ ხერხემალს ქმნის.

← დაბრუნება მთავარ ინდექსზე