智能制造导论-p298.pdf - 第102页
3.2.2 性能预测与 智能维护技 术 1. 性能预测 对设备性能的预测分析以及对故障时间的估算 —— 如对设备实际健康状况的 评估、对设备的表现或衰退轨迹的描述、对设备或任何组件何时失效及怎样 失效的预测等 —— 能够减少不确定性的影响并为用户提供预先的缓和措施及 解决对策，减少生产运营中产能与效率的损失。而具备可进行上述预测建模 工作的智能软件的制造系统，称之为预测制造系统。 一个精心设计开发的预测制造系统具有以下优点： 1 ） 降…
3.2.1 装备运行与环境感知、识别技术
传感器是智能制造装备中的基础部件，可以感知或者说采集环境中的图形、
声音、光线以及生产节点上的流量、位置、温度、压力等等数据。传感器是
测量仪器走向模块化的结果，虽然技术含量很高但一般售价较低，需要和其
它部件配套使用。
智能制造装备在作业时，离不开由相应传感器组成的、或者由多种传感器结
合而成的感知系统。感知系统主要由环境感知模块、分析模块、控制模块等
部分组成，将先进的通讯技术、信息传感技术、计算机控制技术相结合来分
析处理数据。环境感知模块可以是机器视觉识别系统、雷达系统、超声波传
感器或红外线传感器等，也可以是几者的组合。随着新材料的运用和制造成
本的降低，传感器在电气、机械和物理方面的性能越发突出，灵敏性也变得
更好。未来随着制造工艺的提高，传感器会朝着小型化、集成化、网络化和
智能化方向进一步发展。
智能制造装备运用传感器技术识别周边环境（如加工精度、温度、切削力、
热变形、应力应变、图像信息）的功能，能够大幅改善其对周围环境的适应
能力，降低能源消耗，提高作业效率，是智能制造装备的主要发展方向。
3.2.2 性能预测与智能维护技术
1. 性能预测
对设备性能的预测分析以及对故障时间的估算——如对设备实际健康状况的
评估、对设备的表现或衰退轨迹的描述、对设备或任何组件何时失效及怎样
失效的预测等——能够减少不确定性的影响并为用户提供预先的缓和措施及
解决对策，减少生产运营中产能与效率的损失。而具备可进行上述预测建模
工作的智能软件的制造系统，称之为预测制造系统。
一个精心设计开发的预测制造系统具有以下优点：
1） 降低成本
通过对生产资产实际情况的了解，使维护工作可以在更合适的条件下实施—
—而不是在故障发生后才更换损坏的部件，或太早将完好的部件进行不必要
的更换。即做到所谓的及时维护。另外，历史健康信息也可以由系统反馈到
机器设备的设计部门，从而形成闭环的生命周期更新设计。
2） 提高运营效率
当预测到设备很可能失效时，系统可以使生产和维修主管更合理地安排相关
活动，从而最大限度地提高设备的可用性和正常运行时间。
3） 提高产品质量
将近乎实时的设备状态监测数据与过程控制系统相结合，可以在设备或系统
状况随时间变化的同时保持产品质量的稳定。
3.2.2 性能预测与智能维护技术
2. 智能维护技术研究
智能维护是采用性能衰退分析和预测方法，结合现代电子信息技术，使设备
达到近乎零故障性能的一种新型维护技术。智能维护技术是设备状态监测与
诊断维护技术、计算机网络技术、信息处理技术、嵌入式计算机技术、数据
库技术和人工智能技术的有机结合，其主要研究领域包括以下几个方面：
1） 远程维护系统架构和网络技术研究
利用网络技术，实现信息(包括数据、语音和图像)的多向畅通传输，根据远
程诊断数据，保证网络各节点(诊断维护中心、用户、制造厂和诊断专家)正
常进行信息传输，综合考虑网络设备的价格和保障信息传输的带宽等因素，
从硬件、软件和集成等方面研究系统的实现及应用方案，这是实现远程维护
的基础。
2） 网络诊断维护标准、规范的研究
网络诊断维护的核心是技术资源的共享，要实现这一目的，必须研究制定通
用的标准和规范，并与国际标准和规范接轨，包括监测方案、监测输出参数
的定义、有关参数的限值、测试数据存储格式、数据表达形式、传输协议、
诊断维护分析方法等。