近日，由山東(dong)電(dian)子學會(hui)組(zu)織的“工(gong)業設備故障智能預警與診斷分(fen)析系(xi)統” 科研成果評價會(hui)在我公司(si)順利召開。評價專家(jia)委員(yuan)會(hui)聽取了(le)(le)我公司(si)匯報(bao)，審閱了(le)(le)相關資料，觀(guan)看(kan)了(le)(le)系(xi)統演示，經質詢(xun)和討(tao)論，評價專家(jia)一致認(ren)為(wei)，該項目達到 國內(nei)領先水平。
工(gong)業設備(bei)故障(zhang)預警與診斷分(fen)析系統研制背景
隨著工(gong)業(ye)持續發(fa)展，工(gong)廠運(yun)維面臨諸多挑戰：
① 設(she)備(bei)復(fu)雜度提升(sheng)：現(xian)代工(gong)業設(she)備(bei)集成機(ji)械、電氣、傳感(gan)等多(duo)系統(tong)，傳統(tong)人工(gong)經驗難以精準判斷復(fu)合(he)型故障(zhang)。
② 生產連續性(xing)要求：據國際自動化學會(hui)（ISA）統計(ji)，非計(ji)劃停機導致企業年均損失(shi)達營(ying)收(shou)的5%-15%，亟(ji)需預測性(xing)維護技術(shu)。
③ 降本增(zeng)效壓力：工(gong)業設(she)備維護(hu)成(cheng)本占企業總運營成(cheng)本的12%-25%，智能化運維可減(jian)少(shao)30%以上冗余維護(hu)投入。
同時，國家(jia)也在(zai)高度重視工(gong)業(ye)智(zhi)能(neng)化發展。工(gong)信部(bu)出臺了(le)(le)一系列政策(ce)鼓勵企業(ye)加大對工(gong)業(ye)設(she)備(bei)故障智(zhi)能(neng)預警與(yu)診斷分析系統的研(yan)(yan)發和(he)應用，國家(jia)智(zhi)能(neng)制造專項(xiang)(xiang)（2025）明確將設(she)備(bei)智(zhi)能(neng)運維列為重點方向推動產學(xue)研(yan)(yan)深度融合(he)，設(she)立專項(xiang)(xiang)資金支持(chi)相關技術研(yan)(yan)發和(he)產業(ye)化應用，還加強(qiang)了(le)(le)行業(ye)標準制定，以規(gui)范市場(chang)發展。
雖然科技進步讓工業設備故障智能預警與(yu)診斷分(fen)析技術已(yi)經取得了一定進展，但(dan)仍(reng)存在一些問題和(he)不足(zu)之處。
① 數據維度(du)單(dan)一：依賴(lai)系統采(cai)集的閾值(zhi)報警，僅能反映超限狀態(tai)，無(wu)法(fa)捕捉(zhuo)早期(qi)故障特征；90%以上企業仍采(cai)用單(dan)參數獨立分(fen)析(xi)，忽略多物理場耦(ou)合效應。
② 響應時效(xiao)滯(zhi)后：人(ren)工巡檢周期長(chang)（通常≥24小時），無法實時感知突發異常。傳統閾(yu)值(zhi)報警(jing)誤(wu)報率高(gao)達15%-30%，導致無效(xiao)停(ting)機頻發。
③ 診(zhen)斷能力不(bu)足(zu)：基于規(gui)則庫的專家(jia)系統(tong)僅(jin)(jin)能識別已知故(gu)障模式，缺乏故(gu)障根因溯源(yuan)能力，60%以上維修僅(jin)(jin)解決表象問題。
④ 跨(kua)系統協(xie)同缺失：設(she)備監測(ce)數據與(yu)MES/ERP系統割裂(lie)，無法支撐生產排程動態(tai)優化。
為了(le)推動(dong)相關技(ji)術的(de)進步和(he)發展，提高監測的(de)及時性、準確度、自動(dong)化和(he)智能化水平，給工(gong)業設(she)備(bei)健康維(wei)護提供(gong)更好的(de)支持，經過多方試(shi)驗，我(wo)公司研發推出了(le)這款新(xin)型的(de) “工(gong)業設(she)備(bei)故(gu)障(zhang)智能預警與診(zhen)斷分析系統”。
系統(tong)組成(cheng)：軟(ruan)硬兼施，全面監測
由于單一物理場的分(fen)析無(wu)法(fa)準(zhun)確捕(bu)捉(zhuo)早期(qi)故障特征，如：電機(ji)、泵機(ji)等旋(xuan)轉設備在過載、軸承磨(mo)損(sun)或機(ji)械失衡前，會伴隨多個(ge)早期(qi)故障特征，而單一的要素監測有可能恰(qia)好錯過，從而因預警(jing)不及時(shi)導致(zhi)異常未能及時(shi)處理引發(fa)設備停機(ji)甚至傳動系統損(sun)毀(hui)；化(hua)工廠蒸汽(qi)管道局部(bu)溫度驟升有可能預示保溫層破損(sun)等。
為了更有效(xiao)的(de)(de)監測工(gong)(gong)業(ye)設備(bei)早期故障(zhang)特征， 山東(dong)仁(ren)科(ke)工(gong)(gong)業(ye)設備(bei)故障(zhang)智能(neng)預警(jing)與(yu)(yu)診(zhen)斷分析(xi)系統采(cai)用了多(duo)物(wu)理場耦合效(xiao)應，利用溫振、溫濕度、噪聲、氣體(ti)變送器(qi)(qi)等(deng)(deng)硬(ying)件設備(bei)感(gan)知機(ji)器(qi)(qi)三軸(zhou)振動、機(ji)器(qi)(qi)溫度、機(ji)器(qi)(qi)異響以(yi)及環(huan)境溫濕度和設備(bei)所處環(huan)境氣體(ti)濃度等(deng)(deng)參(can)數，再將感(gan)知到(dao)的(de)(de)參(can)數上(shang)傳至工(gong)(gong)業(ye)設備(bei)故障(zhang)智能(neng)預警(jing)與(yu)(yu)診(zhen)斷分析(xi)平臺(tai)，通過(guo)交叉驗證(zheng)、獨(du)立(li)樣本測試等(deng)(deng)方法對預警(jing)模(mo)型進行(xing)訓(xun)練，使(shi)之具有準確性(xing)和泛(fan)化能(neng)力，能(neng)夠更好地適(shi)應國內(nei)工(gong)(gong)廠的(de)(de)運營模(mo)式，降低企業(ye)成本。
平臺可根據(ju)(ju)(ju)歷(li)史數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)、專家知識(shi)和故(gu)障(zhang)案(an)(an)例，構(gou)建行(xing)業(ye)級設備故(gu)障(zhang)知識(shi)圖譜，對原始傳感器數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)進(jin)行(xing)去噪、濾(lv)波和特征提(ti)(ti)取等預(yu)處理后(hou)，為(wei)多(duo)維度(du)(du)數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)進(jin)行(xing)濃度(du)(du)梯度(du)(du)時空(kong)演化(hua)分(fen)析(xi)/場分(fen)布異(yi)常模(mo)式(shi)識(shi)別；利用深度(du)(du)學習模(mo)型對數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)進(jin)行(xing)建模(mo)，捕捉長(chang)期依賴關系(xi)(xi)，提(ti)(ti)升模(mo)型訓(xun)練效率(lv)，實現(xian)測評工業(ye)設備健(jian)康狀態、故(gu)障(zhang)自(zi)動(dong)預(yu)警、診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)分(fen)析(xi)根因、自(zi)動(dong)觸發修(xiu)復動(dong)作；還可以3D建模(mo)出工業(ye)設備健(jian)康狀態的(de)全景視圖，與(yu)(yu)工業(ye)生產中的(de)生產管(guan)理、設備控制、能源管(guan)理等系(xi)(xi)統進(jin)行(xing)深度(du)(du)集成和協(xie)同工作，自(zi)動(dong)與(yu)(yu)實時數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)鏡像(xiang)實現(xian)故(gu)障(zhang)模(mo)擬(ni)與(yu)(yu)預(yu)案(an)(an)推演，從而優化(hua)應急預(yu)案(an)(an)，為(wei)生產排程(cheng)動(dong)態決(jue)策提(ti)(ti)供(gong)支持(chi)，形成“感知-診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)-決(jue)策-優化(hua)”的(de)閉環鏈路。
系統創新：精(jing)益(yi)求精(jing)，解決痛(tong)點
① 尋常基于規則庫的系統(tong)僅能(neng)識別(bie)已知故障(zhang)(zhang)模(mo)式，60%以上維修僅解決(jue)表象問(wen)題，而山東仁科工業(ye)設(she)備故障(zhang)(zhang)智能(neng)預警與診斷分析(xi)系統(tong)融入deepseek，擁有故障(zhang)(zhang)根因溯源(yuan)能(neng)力(li)，構建了(le)行業(ye)級設(she)備故障(zhang)(zhang)知識圖譜（覆(fu)蓋3000+故障(zhang)(zhang)模(mo)式），與深度(du)強化(hua)學習結合(he)，大(da)幅(fu)提升了(le)新型故障(zhang)(zhang)診斷準(zhun)確率，可(ke)幫助用戶解決(jue)各種問(wen)題。
② 平臺可(ke)利用(yong)信號處理技術、機器學(xue)習(xi)、深度學(xue)習(xi)模型、卷(juan)積(ji)神經網(wang)絡、Attention機制等實現(xian)測評(ping)工業設備健康(kang)狀態、故(gu)障自動(dong)預(yu)警(jing)、診斷分析根因。
③ 平臺(tai)采用AIoT（人工智能(neng)物聯網）賦予設備(bei)(bei)自(zi)主感知(zhi)、分析、決策的(de)(de)能(neng)力(li)，自(zi)動(dong)觸發修復動(dong)作，調整控制參數（如自(zi)動(dong)關閉(bi)閥門并啟動(dong)備(bei)(bei)用泵、降(jiang)低負載、切換冗余模塊等），實(shi)現從“人工運(yun)維”到(dao)“智能(neng)自(zi)治(zhi)”的(de)(de)跨(kua)越(yue)。
④ 平臺具備動態(tai)閾(yu)值(zhi)預(yu)警(jing)(jing)(jing)功能，可(ke)根據設(she)備運行狀態(tai)和環境(jing)條(tiao)件自適應調整預(yu)警(jing)(jing)(jing)閾(yu)值(zhi)，避免固定閾(yu)值(zhi)導(dao)致的誤(wu)報(bao)(bao)(bao)或漏報(bao)(bao)(bao)，且支持自定義報(bao)(bao)(bao)警(jing)(jing)(jing)規則(ze)，明(ming)確(que)報(bao)(bao)(bao)警(jing)(jing)(jing)內容和優先(xian)級，提升預(yu)警(jing)(jing)(jing)的準確(que)性(xing)和可(ke)靠性(xing)。
⑤ 采(cai)(cai)用加密(mi)算法，確保(bao)數(shu)(shu)(shu)據在采(cai)(cai)集、傳輸(shu)、存儲(chu)和(he)使用過(guo)程中的安(an)全(quan)性和(he)完整(zheng)性，防止(zhi)數(shu)(shu)(shu)據泄露(lu)和(he)被惡意(yi)利用，滿足(zu)工業企業對數(shu)(shu)(shu)據安(an)全(quan)的要求(qiu)。
⑥ 利用(yong)CAD、BIM或三維掃描技(ji)術進行3D建模(mo)，直觀展(zhan)示設備結構與實(shi)時數據鏡像，實(shi)現(xian)故障模(mo)擬與預案(an)推演(yan)（如結合流體動(dong)力學模(mo)型模(mo)擬氣(qi)體泄漏的擴(kuo)散路徑和范圍），基(ji)于(yu)模(mo)擬結果，測試(shi)不同應急策略（如停機檢(jian)修、負載調整）的有效性，優化應急預案(an)。
⑦ 除(chu)此之外，山東(dong)仁科在保障質(zhi)(zhi)量的(de)前提(ti)下，也為(wei)硬(ying)件設備(bei)外觀(guan)、功能、實(shi)用(yong)性等方面(mian)做出了多種設計(ji)，如：溫度振動變送器頻率響應(ying)范圍達到了10-12000Hz，采(cai)用(yong)高靈敏度壓電加速度傳感器，經山東(dong)省計(ji)量院測(ce)試(shi)精度誤差＜1%；氣體(ti)濃(nong)度檢測(ce)儀設計(ji)了專用(yong) 防爆(bao)殼體(ti)，通(tong)過了國家電氣安全質(zhi)(zhi)量檢驗檢測(ce)中心的(de)防爆(bao)認證等。同時，還申請了多個專利，以便為(wei)用(yong)戶提(ti)供更為(wei)精細和個性化的(de)預警服務。
應(ying)用廣泛，覆蓋千園萬廠(chang)
隨著(zhu)系(xi)統的(de)推(tui)出(chu)，運(yun)維市場迅速打開，迄今為止(zhi)，工(gong)業設備故(gu)障智能預(yu)警與診斷(duan)分(fen)析系(xi)統已應(ying)用(yong)(yong)至全國絕大(da)多數省(sheng)份，特別是在工(gong)業園區(qu)工(gong)業基地集中的(de)區(qu)域有更加廣泛的(de)應(ying)用(yong)(yong)，完成(cheng)了(le)從理論模(mo)型(xing)到實(shi)際應(ying)用(yong)(yong)的(de)轉化(hua)，取得(de)了(le)顯(xian)著(zhu)的(de)成(cheng)果。
精工制造(zao)，誠(cheng)信之(zhi)選
我(wo)公(gong)司作為一家高新(xin)技術(shu)企業，憑借過硬實力獲得了業內專業人士(shi)和用戶(hu)的(de)認可(ke)(ke)。近年來，我(wo)公(gong)司還非常重視核心技術(shu)研發(fa)投入，聯合(he)知名芯片制造商開(kai)發(fa)了適(shi)應(ying)傳(chuan)感器領域(yu)特點的(de)可(ke)(ke)編程(cheng)專有(you)芯片，截至年初山東仁(ren)科產品中使(shi)(shi)用的(de)專有(you)芯片數量(liang)已上超百萬片，專有(you)芯片的(de)使(shi)(shi)用既有(you)利于提高產品測量(liang)精(jing)度和可(ke)(ke)靠(kao)性(xing)，也有(you)效避免了低端仿制者的(de)抄襲。
我(wo)公(gong)司還擁有強(qiang)大(da)研(yan)發生產(chan)團隊、自主(zhu)傳(chuan)感器研(yan)究院、多條自動化生產(chan)線(xian)，軟(ruan)硬件(jian)均自研(yan)自產(chan)，能夠按照客戶需(xu)求提供全套解決方案，包括但不限(xian)于智(zhi)慧(hui)農業(ye)、動力環境監控、水文地質(zhi)災害監測(ce)(ce)(ce)、冷鏈溫濕度監測(ce)(ce)(ce)、噪(zao)聲揚塵(chen)監測(ce)(ce)(ce)、油煙檢測(ce)(ce)(ce)、水質(zhi)監測(ce)(ce)(ce)、氣體監測(ce)(ce)(ce)、智(zhi)慧(hui)城市。
未來，伴(ban)隨邊緣計算、5G和混合(he)智能技術的(de)發(fa)展，山東仁科工(gong)業(ye)設備故障智能預警與診斷(duan)分(fen)析系(xi)統也(ye)會緊(jin)跟(gen)步伐，不(bu)斷(duan)創新，實現質的(de)跨越，成為工(gong)業(ye)智能化升級(ji)的(de)核(he)心(xin)支(zhi)撐。
