ISO 13374: Pemantauan keadaan dan diagnostik mesin – Pemprosesan data, komunikasi dan pembentangan

Ringkasan

ISO 13374 ialah piawaian yang sangat berpengaruh dalam dunia industri IoT dan perisian pemantauan keadaan. Ia menangani cabaran saling kendali antara sistem pemantauan, penderia dan platform perisian yang berbeza. Daripada mentakrifkan teknik pengukuran, ia menentukan seni bina terbuka yang standard untuk cara data pemantauan keadaan harus diproses, disimpan dan ditukar. Ia sering dirujuk sebagai seni bina Perikatan Sistem Terbuka Pengurusan Maklumat Jentera (MIMOSA), yang menjadi asasnya. Matlamatnya adalah untuk mewujudkan persekitaran "plug-and-play" untuk teknologi pemantauan keadaan.

Jadual Kandungan (Struktur Konseptual)

Standard dipecahkan kepada beberapa bahagian dan mentakrifkan seni bina maklumat berlapis. Teras standard ialah gambar rajah blok berfungsi dengan enam lapisan utama yang mewakili aliran data dalam mana-mana sistem pemantauan keadaan:

1. 1. DA: Blok Pemerolehan Data:

   Ini adalah lapisan asas, bertindak sebagai jambatan antara mesin fizikal dan sistem pemantauan digital. Fungsi utama blok DA ialah antara muka terus dengan penderia—seperti accelerometers, probe kedekatan, penderia suhu atau transduser tekanan—dan untuk memperoleh isyarat analog atau digital mentah yang tidak diproses yang mereka hasilkan. Blok ini bertanggungjawab untuk semua interaksi perkakasan peringkat rendah, termasuk menyediakan kuasa kepada penderia (cth, kuasa IEPE untuk pecutan), melakukan penyaman isyarat seperti amplifikasi dan penapisan untuk mengeluarkan bunyi yang tidak diingini dan melaksanakan penukaran analog-ke-digital (ADC). Output blok DA ialah aliran digital data mentah, biasanya a bentuk gelombang masa, yang kemudiannya dihantar ke lapisan seterusnya dalam seni bina untuk diproses.

2. 2. DP: Blok Pemprosesan Data:

   Blok ini ialah enjin pengiraan sistem pemantauan. Ia menerima aliran data mentah yang didigitalkan (cth, bentuk gelombang masa) daripada blok Pemerolehan Data (DA) dan mengubahnya menjadi jenis data yang lebih bermakna yang sesuai untuk analisis. Fungsi teras blok DP adalah untuk melaksanakan pengiraan pemprosesan isyarat piawai. Ini terutamanya termasuk melaksanakan Transformasi Fourier Pantas (FFT) untuk menukar isyarat domain masa kepada domain frekuensi spektrum. Tugas pemprosesan utama lain yang ditakrifkan dalam blok ini termasuk mengira metrik jalur lebar seperti keseluruhan RMS nilai, melaksanakan penyepaduan digital untuk menukar isyarat pecutan kepada halaju atau anjakan, dan melaksanakan proses khusus yang lebih maju seperti penyahmodulatan atau analisis sampul surat untuk mengesan isyarat impak berfrekuensi tinggi yang berkaitan dengan kerosakan galas elemen gelek.

3. 3. DM: Blok Manipulasi Data (Pengesanan Negeri):

   Blok ini menandakan peralihan kritikal daripada pemprosesan data kepada analisis automatik. Ia mengambil data yang diproses daripada blok DP (seperti nilai RMS, amplitud frekuensi khusus atau jalur spektrum) dan menggunakan peraturan logik untuk menentukan keadaan operasi mesin. Di sinilah "pengesanan" awal masalah berlaku. Fungsi utama blok DM adalah untuk melakukan semakan ambang. Ia membandingkan nilai yang diukur dengan titik set penggera yang telah ditetapkan, seperti sempadan zon yang ditakrifkan dalam ISO 10816 atau perubahan peratusan yang ditentukan pengguna daripada garis dasar. Berdasarkan perbandingan ini, blok DM memberikan "keadaan" diskret kepada data, seperti "Biasa," "Boleh Diterima," "Makluman" atau "Bahaya". Output ini bukan lagi hanya data; ia adalah maklumat yang boleh diambil tindakan yang boleh dihantar ke lapisan seterusnya untuk diagnosis atau digunakan untuk mencetuskan pemberitahuan segera.

4. 4. HA: Blok Penilaian Kesihatan:

   Blok ini berfungsi sebagai "otak" sistem diagnostik, menjawab soalan, "Apakah masalahnya?" Ia menerima maklumat keadaan (cth, status "Amaran") daripada blok Manipulasi Data (DM) dan menggunakan lapisan kecerdasan analitik untuk menentukan punca khusus anomali. Di sinilah logik diagnostik, yang boleh terdiri daripada sistem berasaskan peraturan ringkas kepada algoritma kecerdasan buatan yang kompleks, dilaksanakan. Sebagai contoh, jika blok DM membenderakan amaran untuk getaran tinggi pada frekuensi yang betul-betul dua kali ganda kelajuan larian aci (2X), logik berasaskan peraturan dalam blok HA akan mengaitkan corak ini dengan kerosakan tertentu dan mengeluarkan diagnosis "Aci Kemungkinan salah jajaran.” Begitu juga, jika amaran berada pada puncak frekuensi tinggi yang tidak segerak dengan jalur sisi ciri, blok HA akan mendiagnosis "“Kecacatan Galas.” Output blok ini adalah penilaian kesihatan khusus untuk komponen mesin.

5. 5. PA: Blok Penilaian Prognostik:

   Blok ini mewakili kemuncak penyelenggaraan ramalan, bertujuan untuk menjawab soalan penting, "Berapa lama lagi ia boleh berjalan dengan selamat?" Ia mengambil diagnosis kerosakan khusus daripada blok Penilaian Kesihatan (HA) dan menggabungkannya dengan data arah aliran sejarah untuk meramalkan perkembangan kerosakan pada masa hadapan. Ini ialah lapisan paling kompleks, selalunya menggunakan algoritma canggih, model pembelajaran mesin atau model fizik kegagalan. Matlamatnya adalah untuk mengekstrapolasi kadar kemerosotan semasa ke masa hadapan untuk menganggarkan Baki Hayat Berguna (RUL) komponen. Sebagai contoh, jika blok HA mengenal pasti kecacatan galas, blok PA akan menganalisis kadar kekerapan kecacatan telah meningkat sejak beberapa bulan lalu untuk meramalkan bila ia akan mencapai tahap kegagalan kritikal. Outputnya bukan sekadar diagnosis, tetapi rangka masa konkrit untuk tindakan.

6. 6. AP: Blok Persembahan Nasihat:

   Ini adalah lapisan terakhir dan paling kritikal dari perspektif pengguna, kerana ia menterjemah semua data dan analisis asas kepada kecerdasan boleh tindakan. Blok AP bertanggungjawab untuk menyampaikan penemuan lapisan bawah kepada pengendali manusia, jurutera kebolehpercayaan dan perancang penyelenggaraan. Fungsi utamanya adalah untuk menyampaikan maklumat yang betul kepada orang yang betul dalam format yang betul. Ini boleh mengambil pelbagai bentuk, termasuk papan pemuka intuitif dengan penunjuk kesihatan berkod warna, makluman e-mel atau mesej teks yang dijana secara automatik, laporan diagnostik terperinci dengan plot spektrum dan bentuk gelombang, dan, yang paling penting, cadangan penyelenggaraan yang khusus dan jelas. Blok AP yang berkesan bukan sahaja menyatakan bahawa galas mempunyai kerosakan; ia memberikan nasihat yang komprehensif, seperti: "Kecacatan perlumbaan dalaman dikesan pada galas sangkut motor. Baki hayat berguna dianggarkan pada 45 hari. Syor: Jadualkan penggantian galas pada penutupan yang dirancang seterusnya."“

Konsep Utama

• Saling kendali: Ini ialah matlamat utama ISO 13374. Dengan mentakrifkan rangka kerja dan model data yang sama, ia membolehkan syarikat menggunakan penderia daripada Vendor A, sistem pemerolehan data daripada Vendor B dan perisian analisis daripada Vendor C, dan memastikan semuanya berfungsi bersama.
• Seni Bina Terbuka: Piawaian ini menggalakkan penggunaan protokol dan format data yang terbuka, bukan proprietari, menghalang penguncian vendor dan memupuk inovasi dalam industri pemantauan keadaan.
• MIMOSA: Piawaian ini sangat berdasarkan kerja organisasi MIMOSA. Memahami C-COM (Model Objek Konseptual Biasa) MIMOSA adalah kunci untuk memahami pelaksanaan terperinci ISO 13374.
• Daripada Data kepada Keputusan: Model enam blok menyediakan laluan logik daripada pengukuran sensor mentah (Pemerolehan Data) kepada nasihat penyelenggaraan yang boleh diambil tindakan (Pembentangan Nasihat), membentuk tulang belakang digital program penyelenggaraan ramalan moden.

Standard ISO Rasmi

Untuk standard rasmi yang lengkap, lawati: ISO 13374 pada Kedai ISO

← Kembali ke Indeks Utama