關(guān)鍵設備智能診斷技術(shù)及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)

關(guān)鍵設備基于風(fēng)險檢測的必要性

關(guān)鍵設備屬于高風(fēng)險資產(chǎn)，一旦在無(wú)預警下發(fā)生失效，將造成整體產(chǎn)能與關(guān)鍵質(zhì)量的較大損失，或對工作安全與環(huán)境等造成明顯威脅，導致無(wú)法確保設備安全操作，甚至違反法規要求。近年來(lái)基于風(fēng)險管理的可靠性維修(M&R)策略引起關(guān)注，因為這些關(guān)鍵設備的重大失效不僅造成較大的產(chǎn)能損傷，也可能衍生ESG相關(guān)議題；因此，依據80/20法則應對此增加相關(guān)故障模式的檢測能力，才能有效降低非計劃性停機及其衍生的安全與環(huán)境風(fēng)險，而提高風(fēng)險管理的效益。

舉例來(lái)說(shuō)，在防爆區內的制程泵通常會(huì )設置備援(冗余)機組以提高制程或產(chǎn)線(xiàn)的運轉安全與穩定性；然而，切換機組的前提是要能提早察覺(jué)設備異常狀態(tài)，并適時(shí)采取因應措施才能發(fā)揮預期效果。如果設備已出現冒煙或劇烈振動(dòng)，卻未被操作人員察覺(jué)，就無(wú)法避免災害。以下就是一個(gè)在防爆區制程泵瀕臨燒毀的驚險案例。

XWIN設備智能診斷技術(shù)及服務(wù)架構

為有效延長(cháng)對關(guān)鍵設備高風(fēng)險故障模式的預警期，通?？刹扇煞N智能檢測技術(shù)的開(kāi)發(fā)模式：

■ 從工具角度來(lái)看設備：此模式要求嚴選合適技術(shù)方案（例如：AI算法、大數據、數據孿生）和建模流程而進(jìn)行問(wèn)題解析，并非關(guān)注設備本質(zhì)與異況的動(dòng)態(tài)特征，其成敗常系于資料收集是否齊全，協(xié)同的診斷或車(chē)間維修專(zhuān)家是否具有足夠的專(zhuān)業(yè)與經(jīng)驗，當然也涉及在智能模型訓練過(guò)程的學(xué)習成果。

■ 從設備角度來(lái)看待工具：此模式先收集該設備的常見(jiàn)與可能的故障模式，再依其可能的故障效應，開(kāi)發(fā)解析技術(shù)(含建模分析)和檢測模塊，最終決定傳感器的類(lèi)型和安裝位置/方向，此以終為始的理念，較能實(shí)現直接檢測特定與常見(jiàn)故障模式的目標，這就是XWIN智能診斷技術(shù)開(kāi)發(fā)與應用的堅持；同時(shí)，也可以在系統建置評估階段，先與使用者共同評估檢測的有效性，有助于預知維護整體管理效益的升級，并確保投資報酬率(ROI)。

XWIN預知維護方案中的智能診斷系統構建，主要包括四個(gè)步驟：

(1)選擇邊緣運算主機類(lèi)型

(2)依據現場(chǎng)設備類(lèi)型選擇需要搭載設備故障分析模塊

(3)建立數據中心作為網(wǎng)頁(yè)平臺及

(4)訊息推播；其中邊緣運算主機扮演著(zhù)系統架構的關(guān)鍵角色

由于關(guān)鍵設備診斷邊緣運算主機本質(zhì)是一個(gè)需要高可靠度的檢測系統，若要在任何環(huán)境下保持高檢測水平，檢測硬件上的高可靠度是需要被重視的。然在評估導入階段，一般注重功能及價(jià)格，而導入后系統硬件維護成本及檢測質(zhì)量，易被忽視。

基此XWIN為提供高水平檢測信息，邊緣運算主機主要由NI cRIO-9055/9053/9230/9232/9208組成，確保在各種環(huán)境下都能全天候工作，保證完成有效而實(shí)時(shí)的關(guān)鍵設備預警與故障模式辨識。在多年實(shí)際應用上，均能滿(mǎn)足車(chē)間在檢測質(zhì)量上的要求與極低維護成本，專(zhuān)注在問(wèn)題的解析討論上。

豐富實(shí)戰經(jīng)驗與精益求精

多年來(lái)，從事預知維護與設備診斷服務(wù)的經(jīng)驗顯示，執行高風(fēng)險關(guān)鍵設備的檢測目的并非要預測設備何時(shí)會(huì )故障，而是要及早辨識出設備的特定故障模式，并依據操作者或設備管理系統默認的故障風(fēng)險高低，適時(shí)進(jìn)行矯正的計劃與排程(P&S)；設若無(wú)法矯正以延壽，至少能提前做好維修準備或操作調整，將整體生產(chǎn)風(fēng)險降至最低。

過(guò)去，用戶(hù)往往有診斷系統的預測能力愈強愈好的迷思，而忽略了其有效預警與風(fēng)險控管能力；因此，如何通過(guò)設備故障模式的自動(dòng)辨識進(jìn)行風(fēng)險分析，并適時(shí)采取相應的維修方案，才能讓設備異況及時(shí)改善，提高設備運轉的可靠性。另一方面，預知診斷在維護制度中的作用，并非要取代既有的維修計劃，反而是要優(yōu)化維修計劃與排程，而獲得降本增利的效果；故XWIN專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)可衡量設備狀態(tài)的智能尺，協(xié)助操作者優(yōu)化相關(guān)的維修活動(dòng)與效益。下面的實(shí)際應用案例將進(jìn)一步說(shuō)明上述過(guò)程。

XWIN方案的特色

◆ XWIN智能監測方式以設備故障模式辨識為核心，采用檢測技術(shù)HI（專(zhuān)家智能）＋AI（人工智能），即使在缺乏設備故障診斷數據下，系統安裝后即可立即進(jìn)行常見(jiàn)的設備故障模式監診，透過(guò)統計或AI建立檢測基準，實(shí)現故障趨勢管理，并學(xué)習辨識新的故障模式，實(shí)現基于數據的維護決策，提高投資效益。

◆ 系統提供符合「以可靠性為中心的維修(RCM)」理念的診斷信息，包括設備、故障模式、風(fēng)險程度（含物理單位）、趨勢分析等管理要素。根據設備故障模式與風(fēng)險趨勢制定維修策略，提供各級生產(chǎn)人員的維修決策需求。

本文作者:  睿捷國際股份有限公司 王智中