人靠體力或者腦力勞動為社會創(chuàng)造價值，推動了人類文明的進步；工廠里日夜無休的機器轟鳴和連續(xù)生產(chǎn)，推動了社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展。隨著勞動強度加重、精神壓力增加，人就會生??；工廠生產(chǎn)線上的生產(chǎn)設(shè)備基本上全年無休，也會像人一樣出毛病，嚴重的時候甚至會意外停機，中斷工廠的生產(chǎn)運行。人因為體檢，病癥才得以提前發(fā)現(xiàn)，醫(yī)生稍加治療就可以康復(fù)，那么工廠的設(shè)備出毛病，在不停機的情況下能不能發(fā)現(xiàn)呢？答案是肯定的。

工廠的設(shè)備與人體結(jié)構(gòu)很類似，電機如同設(shè)備的心臟，為生產(chǎn)提供動力；齒輪箱如同全身肌肉組織，調(diào)控著生產(chǎn)速度和力量。在設(shè)備內(nèi)部有軸承、齒輪和軸，這些關(guān)鍵部件是設(shè)備的運動核心單元。通過對這些核心部件工作狀態(tài)的關(guān)注，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備健康狀態(tài)問題。

給人看病雖有中醫(yī)、西醫(yī)之分，但“望聞問切”和各式儀器檢查都是在對身體的臟器組織、皮膚骨骼做或表或里的針對性探查。給設(shè)備“看病”也需要根據(jù)所探查部位的差異，選擇針對性的診斷方式才能有更精確的診斷效果。傳統(tǒng)的設(shè)備“看病”方式有眼觀、耳聽、手摸、溫度檢測、壓力檢測、油液檢測、振動檢測、噪聲監(jiān)測等，近年來，設(shè)備健康監(jiān)測領(lǐng)域出現(xiàn)了應(yīng)力波檢測、超聲檢測等新的監(jiān)測技術(shù)。

（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

各種設(shè)備監(jiān)測手段，在設(shè)備健康狀態(tài)發(fā)展的不同階段發(fā)揮作用。眼觀、耳聽、手摸類似“望聞切”，靠人對設(shè)備的明顯形變、聲響、溫度上升等異常狀況發(fā)現(xiàn)和判斷，此種方式的辨病準確率對“醫(yī)者”的經(jīng)驗累積有較為嚴苛的要求，對人的依賴性較強，因此只有工廠的老師傅們才能判的準，很多沒有經(jīng)驗的人常常會誤判。油液檢測類似體液檢查，觀察設(shè)備潤滑介質(zhì)的組分及形態(tài)變化，但常常需要精確地從油液中提取樣本；振動檢測類似“號脈”、“聽心音”，觀察監(jiān)測點的“跳動”幅度和變化規(guī)律來判斷設(shè)備狀態(tài)、篩查問題點。上述傳統(tǒng)的方式發(fā)現(xiàn)問題時，已經(jīng)在設(shè)備故障存在的中、后期階段，留給現(xiàn)場工人處理故障的時間非常有限，有時候備件還沒有調(diào)配到，設(shè)備就突然停機了。

（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

人類的醫(yī)學在發(fā)展，設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測手段也在進步?；趹?yīng)力波的監(jiān)測分析技術(shù)就是一種新興的監(jiān)測方式，其通過特制的應(yīng)力波傳感器，像電子聽耳一樣附著在設(shè)備的外表面，如同一個隨身的診療醫(yī)生全年無休地通過聽耳內(nèi)置的感知單元和電子電路，實時捕獲設(shè)備運行在正常、隱病、患病、康復(fù)不同生命周期狀態(tài)，通過偵聽沿著機械鋼固有結(jié)構(gòu)傳輸?shù)牟考Σ梁蜎_擊誘發(fā)的應(yīng)力波信號（一種超聲頻率的能量波），再經(jīng)過外部的邊緣計算系統(tǒng)作信號處理和計算，及時地將設(shè)備內(nèi)部無時無刻都在傳遞的“說話聲”在分析系統(tǒng)里通過時域、頻域、統(tǒng)計域等多個維度進行圖譜重構(gòu)和呈現(xiàn)，最終實現(xiàn)對設(shè)備內(nèi)部關(guān)鍵部件軸承、齒輪、軸系和潤滑工作狀態(tài)的“未病先防，既病防變”感知，讓設(shè)備開口說話。設(shè)備時時刻刻都會說話，但在隱病期和發(fā)病早期說話的聲音能量非常微弱，在超聲的信號范圍內(nèi)更容易發(fā)現(xiàn)，應(yīng)力波監(jiān)測分析從設(shè)備健康狀態(tài)劣化早期就能夠介入監(jiān)測，因此比常規(guī)監(jiān)測手段可以更早地發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在存在的問題。在鋼廠等變速變載、低速重載、恒速恒載多種工況交織的領(lǐng)域，應(yīng)力波監(jiān)測以早期準確發(fā)現(xiàn)、微弱運動能量可偵聽、強震動環(huán)境可適應(yīng)的特性發(fā)揮了重要的健康衛(wèi)士作用。

應(yīng)力波監(jiān)測系統(tǒng)

工廠的設(shè)備全年無休，設(shè)備健康與否直接影響生產(chǎn)可靠運行、安全。通過在工廠里采用以應(yīng)力波監(jiān)測分析技術(shù)為代表的“未病先防，既病防變”的預(yù)測性維護先進手段，能夠避免“治末病”和事后維護，對設(shè)備運行全過程實施監(jiān)測與診斷，為現(xiàn)場人員做出最早及可靠的判斷提供準確依據(jù)，將“病灶”消滅于萌芽階段，保障生產(chǎn)穩(wěn)定運行，為智能工廠的進一步建設(shè)提供基礎(chǔ)保障。

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創(chuàng)作者：? 重慶川儀軟件有限公司 ?張皓棟 王星榮/技術(shù)團隊

推薦單位：中國儀器儀表學會工業(yè)自動控制系統(tǒng)裝置及工業(yè)大數(shù)據(jù)主題科普教育基地

（備注：該科普創(chuàng)作為中國儀器儀表學會“身邊的儀器儀表及儀器儀表科技工作者”科普創(chuàng)作征集活動投稿作品）