从系列:预测维护
Mathworks Melda Ulusoy
这段视频解释了不同的维护策略,并带领你了解开发预测性维护算法的工作流程。
预测性维护允许您通过估计发生故障的时间来找到计划维护的最佳时间。它还能准确定位机器中的问题,并帮助您确定需要修复的部件。使用预测性维护,您可以减少停机时间,最大限度地延长设备寿命。
此视频使用Triplex泵示例来通过预测维护算法步骤来步步。要开发算法,您需要在不同的操作条件下收集大量的传感器数据。在传感器数据不足的情况下,您可以通过创建机器的型号和模拟故障操作条件来使用代表故障的模拟数据。有关使用Simulink生成故障数据的更多信息金宝app®,请查看下面的链接。
在此视频中,我们将查看不同的维护策略并讨论用于开发预测维护算法的工作流程。每天我们都依赖各种机器。但事实是,每台机器最终都会破裂,除非它被维持。公司遵循不同的维护计划,以提高运营可靠性并降低成本。一种方法是做反应性维护,其中机器用于其限制和维修,仅在机器故障后执行。
例如,如果你正在处理一个灯泡,那么采用反应式方法可能是有意义的。但是想想一个复杂的系统,有一些非常昂贵的部件。你不能冒险把它运行到故障,因为修理高度损坏的部件将是非常昂贵的。但更重要的是,这是一个安全问题。这就是为什么许多组织通过对他们的设备进行定期检查来防止故障发生。预防性维护的一个大挑战是决定何时进行维护。因为你不知道什么时候会发生故障,你必须在你的计划中保持保守,特别是如果你在操作对安全至关重要的设备。但是过早地安排维护,你是在浪费机器仍然可用的寿命,这增加了你的成本。然而,如果你能预测机器何时会发生故障,你就可以在故障发生之前安排维修。好消息是,预测性维护允许您估计故障发生的时间。 It also pinpoints problems in your complex machinery and helps you identify what parts need to be fixed. This way, you can minimize downtime and maximize equipment lifetime.
您可能想知道从这里到这里的福利是多么容易或困难。显然,它需要一个初始投资,因为您需要开发一种算法来预测将在您的机器失败的时间内且需要进行维护时向您展示的时间窗口。希望这个系列中的视频会让你开始。
这是石油和天然气工业中常用的三缸泵。让我们使用它来浏览预测维护算法。第一步是收集代表正常和错误操作的大量传感器数据。您还需要确保在不同的操作条件下收集这些数据。例如,你可能在不同的地方运行着相同的泵,一个在阿拉斯加,另一个在德克萨斯州。一种是泵送高粘度流体,另一种是泵送低粘度流体。虽然你们有相同类型的泵,但由于这些不同的操作条件,其中一个可能比另一个更早失效。捕获所有这些数据将帮助您开发一个健壮的算法,可以更好地检测故障。在某些情况下,您可能没有足够的数据表示正常和错误的操作。你可以做的是建立一个泵的数学模型,并从传感器数据估计其参数。 You can then simulate this model with different fault states under different operating conditions to generate failure data. Now you have the generated data supplementing your sensor data and you can use a combination of both to develop your algorithm.
有数据后,下一步是删除异常值并通过过滤噪声来清除它。有时,需要进一步的预处理来揭示可能在数据的原始形式中不明显的附加信息。例如,将时域数据转换为频域可以帮助我们提取一些有用的功能,也称为用于区分健康的条件指示符。在绘图中,我们看到频率数据中的峰值留在泵降低时留下,因此峰值频率可以用作条件指示器。
到目前为止,您已从您的数据中提取了一些功能,帮助您了解泵的健康和故障操作。但在这个阶段,你仍然不确定需要修复哪些部分或者在失败之前需要多长时间。在下一步中,您可以使用提取的功能来培训机器学习模型进行以下操作。你可以检测异常。您可以培训一个分类器来检测不同类型的故障,因此您可以深入了解泵的哪个部分需要注意。或者您还可以预测泵将在这两个状态之间转换的趋势。找到一个模型,捕获提取的功能与泵的劣化路径之间的关系将有助于您估计有多少时间直到失败,而应该在安排维护时。
在开发算法之后,您可以通过将其部署到云或边缘设备上来启动并运行它。或者,如果你有大量的数据,如果有限制多少数据可以发送,您可以执行的预处理和特征提取步骤边缘设备,然后只发送你的预测模型提取的特征在云上运行。
在此视频中,我们讨论了为什么预测维护是重要的,您需要遵循哪些步骤,以开发一种可以针对您的机械中的问题并提前了解未来的算法。在下一个视频中,我们将深入进入算法步骤。不要忘记查看下面的描述,了解如何使用Matlab和Simulink开发预测维护算法的更多资源和链接。金宝app
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