計算機聽(tīng)覺(jué)等感測系統助力工業(yè)狀態(tài)檢測

AI對世界的改變正在從我們生活中可見(jiàn)可感的場(chǎng)景向包括工業(yè)在內的廣泛領(lǐng)域拓展。對工業(yè)帶來(lái)的變革將是全面而多樣的，我們可以從應用廣泛的工業(yè)條件監測來(lái)看AI如何產(chǎn)生巨大的影響。

ADI亞太區工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)市場(chǎng)部經(jīng)理    于常濤

1 計算機聽(tīng)覺(jué)及OtoSense體系結構

參與工業(yè)設備維護的人都知道，設備發(fā)出的聲音和振動(dòng)是很重要的信息，通過(guò)聲音和振動(dòng)可以判斷設備是否健康，從而可以將維護成本降低一半，使用壽命延長(cháng)一倍。實(shí)現實(shí)時(shí)聲學(xué)和振動(dòng)數據分析是一種重要的基于狀態(tài)的系統監測方法。過(guò)去我們可以憑著(zhù)長(cháng)期的經(jīng)驗去了解設備發(fā)出的正常聲音是什么樣的，當聲音出現變化時(shí)從而可以確認出現異常。經(jīng)驗豐富的技工人員和工程師可能具備這種知識，但他們屬于“稀缺資源”。

ADI公司團隊在過(guò)去20年里一直致力于理解人類(lèi)是如何解讀聲音和振動(dòng)的，從而建立一個(gè)系統來(lái)學(xué)習、解譯設備的聲音和振動(dòng)的含義，以檢測異常行為并進(jìn)行診斷。隨著(zhù)AI技術(shù)的導入，這種愿望已經(jīng)變成現實(shí)。其中，ADI公司的OtoSense體系結構就是一種設備健康監測系統，支持計算機聽(tīng)覺(jué)，讓計算機能夠理解設備發(fā)出的聲音和振動(dòng)主要指標，能夠在問(wèn)題變得嚴重之前確定工廠(chǎng)機器或汽車(chē)發(fā)動(dòng)機中的潛在問(wèn)題。OtoSense的設計理念秉持了幾個(gè)AI應用指導原則：從人類(lèi)神經(jīng)學(xué)中獲得靈感；能夠學(xué)習靜態(tài)聲音和瞬態(tài)聲音；在靠近傳感器的終端進(jìn)行識別；與人類(lèi)專(zhuān)家互動(dòng)，向他們學(xué)習并不斷優(yōu)化完善。

2 高精度傳感器及振動(dòng)檢測系統

如果沒(méi)有高精度的數據輸入，再強大的AI系統都不能發(fā)揮其功能，對于工業(yè)狀態(tài)監測來(lái)說(shuō)也是如此。加速度計是工業(yè)振動(dòng)監測的關(guān)鍵傳感器，其關(guān)鍵指標是低噪聲和寬帶寬，因此ADI在工業(yè)狀態(tài)監測應用中率先推出了多個(gè)系列的高性能MEMS加速度計產(chǎn)品。

例如，ADXL100x系列單軸加速度計針對工業(yè)狀態(tài)監控應用而優(yōu)化，測量帶寬高達50 kHz，g值范圍高達±100 g，并且擁有超低的噪聲性能，旋轉機械中發(fā)生的主要故障（如套筒軸承損壞、對準誤差、不平衡、摩擦、松動(dòng)、傳動(dòng)裝置故障、軸承磨損和空化）都在A(yíng)DXL100x系列狀態(tài)監控加速度計的測量范圍以?xún)取?/p>

此外，完整的振動(dòng)檢測系統ADcmXL3021還將高性能振動(dòng)檢測和各種信號處理功能相結合，借助寬帶寬（3 dB平坦度內為DC至10 kHz）和典型超低噪聲密度(26 μg/√Hz)可以跟蹤許多機器平臺上的振動(dòng)信號，可簡(jiǎn)化狀態(tài)監測系統中的智能傳感器節點(diǎn)開(kāi)發(fā)。

3 收購電機預測性維護公司，強化基于狀態(tài)的監控方案

ADI 的基于狀態(tài)的監控解決方案可提供更高水平的診斷和更深刻的洞察力，能夠實(shí)現預測性的機器健康解決方案。了解如何優(yōu)化信號鏈和處理能力以便在單個(gè)機器和整個(gè)系統上獲得實(shí)時(shí)、準確且可靠的數據。

值得一提的是，為進(jìn)一步加強基于狀態(tài)監測的預測性維護解決方案，ADI 2019年宣布收購一家專(zhuān)門(mén)從事電機和發(fā)電機預測性維護的公司Test Motors，ADI將結合其原有的工業(yè)狀態(tài)監測解決方案技術(shù)，以及OtoSense的AI平臺傳感解譯軟件與Test Motors的監控功能相結合，創(chuàng )建更優(yōu)化的解決方案，通過(guò)捕獲更廣泛的潛在故障為機器提供更先進(jìn)、全面的健康狀況監測。