ISO 13374: Праћење стања и дијагностика машина – Обрада података, комуникација и презентација

Резиме

ISO 13374 је веома утицајан стандард у свету индустријског IoT-а и софтвера за праћење стања. Он се бави изазовом интероперабилности између различитих система за праћење, сензора и софтверских платформи. Уместо дефинисања техника мерења, он специфицира стандардизовану, отворену архитектуру за начин на који подаци о праћењу стања треба да се обрађују, чувају и размењују. Често се назива архитектуром Алијансе отворених система за управљање информацијама о машинама (MIMOSA), на којој је заснован. Циљ је стварање „plug-and-play“ окружења за технологије праћења стања.

Садржај (концептуална структура)

Стандард је подељен на неколико делова и дефинише слојевиту информациону архитектуру. Језгро стандарда је функционални блок дијаграм са шест кључних слојева који представљају ток података у било ком систему за праћење стања:

1. 1. DA: Блок за прикупљање података:

   Ово је основни слој, који делује као мост између физичке машине и дигиталног система за праћење. Примарна функција DA блока је директно повезивање са сензорима – као што су accelerometers, сонде за близину, сензори температуре или претварачи притиска — и да прикупе сирове, необрађене аналогне или дигиталне сигнале које они производе. Овај блок је одговоран за све интеракције ниског нивоа хардвера, укључујући напајање сензора (нпр. IEPE напајање за акцелерометре), обављање кондиционирања сигнала као што је појачавање и филтрирање ради уклањања нежељене буке и извршавање аналогно-дигиталне конверзије (ADC). Излаз DA блока је дигитализовани ток сирових података, обично временски таласни облик, који се затим прослеђује следећем слоју у архитектури на обраду.

2. 2. ДП: Блок за обраду података:

   Овај блок је рачунарски механизам система за праћење. Он прима сирови, дигитализовани ток података (нпр. временски облик таласа) из блока за аквизицију података (DA) и трансформише га у смисленије типове података који су погодни за анализу. Основна функција DP блока је да обавља стандардизоване прорачуне обраде сигнала. Ово пре свега укључује извршавање Брза Фуријеова трансформација (FFT) да конвертује сигнал временског домена у фреквентни домен спектарОстали кључни задаци обраде дефинисани у овом блоку укључују израчунавање метрика широкопојасног интернета као што су укупни РМС вредности, вршећи дигиталну интеграцију за претварање сигнала убрзања у брзину или померање и извршавајући напредније, специјализоване процесе као што су демодулација или анализа омотача за детекцију индикативних, високофреквентних ударних сигнала повезаних са кваровима ваљкастих лежајева.

3. 3. DM: Блок за манипулацију подацима (детекција стања):

   Овај блок означава критични прелаз са обраде података на аутоматизовану анализу. Он узима обрађене податке из ДП блока (као што су RMS вредности, специфичне фреквентне амплитуде или спектрални опсези) и примењује логичка правила да би одредио оперативно стање машине. Овде се дешава почетно „детектовање“ проблема. Примарна функција ДМ блока је да изврши проверу прага. Он упоређује измерене вредности са унапред дефинисаним задацима аларма, као што су границе зона дефинисане у ИСО 10816 или кориснички дефинисане процентуалне промене у односу на основну вредност. На основу ових поређења, DM блок додељује дискретно „стање“ подацима, као што је „Нормално“, „Прихватљиво“, „Упозорење“ или „Опасност“. Овај излаз више није само податак; то су информације које се могу користити и које се могу проследити следећем слоју ради дијагнозе или користити за покретање тренутних обавештења.

4. 4. ХА: Блок за процену здравља:

   Овај блок функционише као „мозак“ дијагностичког система, одговарајући на питање „У чему је проблем?“. Он прима информације о стању (нпр. статус „Упозорење“) од блока за манипулацију подацима (DM) и примењује слој аналитичке интелигенције како би утврдио специфичан узрок аномалије. Овде се извршава дијагностичка логика, која може да се креће од једноставних система заснованих на правилима до сложених алгоритама вештачке интелигенције. На пример, ако DM блок означи упозорење за високе вибрације на фреквенцији која је тачно двоструко већа од брзине окретања вратила (2X), логика заснована на правилима у HA блоку би повезала овај образац са одређеним кваром и избацила дијагнозу „Вероватно вратило“ НеусклађеностСлично томе, ако је упозорење на несинхроном, високофреквентном врху са карактеристичним бочним опсезима, HA блок би дијагностиковао специфичан „Дефект лежаја„Излаз овог блока је специфична процена здравља машинске компоненте.“

5. 5. ПА: Блок прогностичке процене:

   Овај блок представља врхунац предиктивног одржавања, циљајући да одговори на кључно питање: „Колико дуго још може безбедно да ради?“ Он узима специфичну дијагнозу квара из блока Процена здравља (HA) и комбинује је са историјским подацима о трендовима како би предвидео будући напредак квара. Ово је најсложенији слој, који често користи софистициране алгоритме, моделе машинског учења или моделе физике отказа. Циљ је екстраполирати тренутну стопу деградације у будућност како би се проценио преостали корисни век трајања (RUL) компоненте. На пример, ако HA блок идентификује дефект лежаја, PA блок би анализирао брзину којом су се учесталости кварова повећавале током протеклих неколико месеци како би предвидео када ће достићи критични ниво квара. Излаз није само дијагноза, већ конкретан временски оквир за акцију.

6. 6. АП: Блок саветодавне презентације:

   Ово је последњи и најкритичнији слој из перспективе корисника, јер преводи све основне податке и анализе у корисне информације. АП блок је одговоран за комуникацију налаза нижих слојева људским оператерима, инжењерима за поузданост и планерима одржавања. Његова примарна функција је да представи праве информације правој особи у правом формату. Ово може имати много облика, укључујући интуитивне контролне табле са индикаторима исправности у боји, аутоматски генерисана упозорења путем е-поште или текстуалних порука, детаљне дијагностичке извештаје са спектралним и таласним дијаграмима и, што је најважније, конкретне и јасне препоруке за одржавање. Ефикасан АП блок не само да наводи да лежај има квар; он пружа свеобухватно саветовање, као што је: „Откривен је дефект унутрашњег прстена на спољашњем лежају мотора. Преостали век трајања процењен је на 45 дана. Препорука: Закажите замену лежаја при следећем планираном искључењу.“

Кључни концепти

• Интероперабилност: Ово је примарни циљ стандарда ISO 13374. Дефинисањем заједничког оквира и модела података, компанија може да користи сензоре од добављача А, систем за прикупљање података од добављача Б и софтвер за анализу од добављача Ц, и да сви они раде заједно.
• Отворена архитектура: Стандард промовише употребу отворених, незаштићених протокола и формата података, спречавајући везаност за произвођача и подстичући иновације у индустрији праћења стања.
• МИМОЗА: Стандард је у великој мери заснован на раду организације MIMOSA. Разумевање MIMOSA-иног C-COM-а (Заједничког концептуалног објектног модела) је кључно за разумевање детаљне имплементације ISO 13374.
• Од података до одлука: Модел са шест блокова пружа логичан пут од сирових мерења сензора (прикупљање података) до практичних савета за одржавање (саветодавна презентација), формирајући дигиталну окосницу модерног програма предиктивног одржавања.

← Назад на главни индекс