物聯(lián)網(wǎng)概論第十二章物聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)監(jiān)控中的應(yīng)用精課件

1、物聯(lián)網(wǎng)概論第12章 物聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)監(jiān)控中的應(yīng)用目 錄生產(chǎn)監(jiān)控概述生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例2學(xué)習(xí)目標(biāo)1）了解物聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)監(jiān)控中的應(yīng)用2）了解智能維護(hù)系統(tǒng)IMS的基本功能3）了解物聯(lián)網(wǎng)在井下作業(yè)安全監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用12.1生產(chǎn)監(jiān)控生產(chǎn)安全 生產(chǎn)安全是社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)，工業(yè)生產(chǎn)如出現(xiàn)波動(dòng)、或者安全一旦失控，少則出現(xiàn)廢次產(chǎn)品，重則導(dǎo)致設(shè)備故障與失效，更壞的情況是造成安全事故，給國(guó)家、企業(yè)、個(gè)人和家庭造成不可挽回的損失。 此類事故在我國(guó)已屢見不鮮！ 12.1生產(chǎn)監(jiān)控生產(chǎn)監(jiān)控 生產(chǎn)監(jiān)控是指對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中的加工設(shè)備、重要裝置、生產(chǎn)環(huán)境、空間結(jié)構(gòu)、作業(yè)區(qū)域、相關(guān)人員等進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，目的是保證生產(chǎn)的安全

2、與穩(wěn)定運(yùn)行。一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題便及時(shí)報(bào)警或自動(dòng)采取相應(yīng)措施。 12.1生產(chǎn)監(jiān)控生產(chǎn)對(duì)象跟蹤 生產(chǎn)線上，當(dāng)在加工設(shè)備、關(guān)鍵零部件和產(chǎn)品中嵌入傳感器后，系統(tǒng)就可跟蹤物件的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，甚至監(jiān)測(cè)設(shè)備與儀器間的互動(dòng)（M2D）。利用傳感器采集的數(shù)據(jù)，可對(duì)加工進(jìn)程進(jìn)行控制、紀(jì)錄與調(diào)整 。在倉(cāng)庫(kù)中，利用傳感器跟蹤安放在產(chǎn)品上的RFID標(biāo)簽，可改進(jìn)庫(kù)存管理，降低運(yùn)營(yíng)資金和物流成本 當(dāng)重要產(chǎn)品中的一些關(guān)鍵零部件植入RFID或智能芯片，特別是其與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)后，企業(yè)或用戶方就能動(dòng)態(tài)跟蹤其運(yùn)行中的功能是否正常。 產(chǎn)、存、銷 12.1生產(chǎn)監(jiān)控生產(chǎn)環(huán)境感知 在如井下煤礦、化工廠、天然氣站、危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)、電焊作業(yè)場(chǎng)所等地，實(shí)時(shí)感知并監(jiān)測(cè)

3、環(huán)境中的有毒、有害、可燃與易爆氣體等的空氣含量，相關(guān)溫度、濕度、氣壓等指標(biāo)，地下巷道支撐物及建筑結(jié)構(gòu)的受力變形與位移等情況，對(duì)于安全生產(chǎn)、確保工人、礦山與設(shè)備安全等，是至關(guān)重要的。利用物聯(lián)網(wǎng)可將各種傳感器組成無(wú)所不在的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，特別是在條件允許情況下，將各類傳感器與先進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)結(jié)合，一旦任何指標(biāo)超常，就能立刻感測(cè)到并自動(dòng)報(bào)警，同時(shí)采取相應(yīng)措施。 12.1生產(chǎn)監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備維護(hù) 制造企業(yè)設(shè)備故障的突然發(fā)生，不僅會(huì)增加企業(yè)的維護(hù)成本，而且會(huì)嚴(yán)重影響企業(yè)生產(chǎn)效率，使企業(yè)蒙受損失。 進(jìn)口設(shè)備維護(hù)往往更為復(fù)雜和困難，而許多企業(yè)目前采用的遠(yuǎn)距離跨國(guó)維修的方式既費(fèi)時(shí)又費(fèi)用昂貴，在大大增加企業(yè)運(yùn)作成本的同時(shí)，也

4、嚴(yán)重影響了企業(yè)的生產(chǎn)效率. 由于產(chǎn)品出現(xiàn)問(wèn)題的不可預(yù)知性，企業(yè)無(wú)法預(yù)先制定服務(wù)和維護(hù)計(jì)劃。為了提高企業(yè)的服務(wù)效率和服務(wù)質(zhì)量，制造企業(yè)必須維持一支規(guī)模更為龐大的服務(wù)隊(duì)伍，其日常支出是非常巨大的。 12.1生產(chǎn)監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)中，設(shè)備維護(hù)具有特殊的重要性 據(jù)調(diào)查，設(shè)備的60的維護(hù)費(fèi)用是由突然的故障停機(jī)引起的，即使在技術(shù)極為發(fā)達(dá)的美國(guó)，每年也要支付2000億美金來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，而設(shè)備停機(jī)所帶來(lái)的間接生產(chǎn)損失則更為巨大 .12.1生產(chǎn)監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)的導(dǎo)入就可建成智能維護(hù)系統(tǒng)，能動(dòng)態(tài)對(duì)設(shè)備和產(chǎn)品性能狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)和評(píng)估，并按需制定維護(hù)計(jì)劃，防止它們因故障而失效。 智能維護(hù)系統(tǒng)12.1生產(chǎn)監(jiān)控如飛機(jī)制造商在

5、建造帶有網(wǎng)絡(luò)傳感器的機(jī)身，這些傳感器可感測(cè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)體等各重要部位的工作狀態(tài)，向電腦動(dòng)態(tài)發(fā)送這些機(jī)件的磨損、位移和開裂數(shù)據(jù)，主動(dòng)提示維護(hù)保養(yǎng)，減少非計(jì)劃?rùn)z修時(shí)間。 智能維護(hù)系統(tǒng)生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成 監(jiān)測(cè)對(duì)象指標(biāo)體系 監(jiān)測(cè)工具 監(jiān)測(cè)處理 生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)監(jiān)測(cè)對(duì)象指標(biāo)體系 判定任何被監(jiān)測(cè)對(duì)象是否處于正常與安全狀態(tài)，必需依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)給出的定量與定性指標(biāo)進(jìn)行。 生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)如我國(guó)是多山國(guó)家，山體滑坡是較為常見的一種自然災(zāi)害，一旦發(fā)生時(shí)會(huì)給山下的公用設(shè)施、村莊民居、公路橋梁、鐵路等造成毀壞，故需要在關(guān)鍵地區(qū)對(duì)之進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 監(jiān)測(cè)對(duì)象指標(biāo)體系 生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)監(jiān)測(cè)內(nèi)容、對(duì)

6、象、監(jiān)測(cè)儀器名稱和類型等見表 監(jiān)測(cè)內(nèi)容監(jiān)測(cè)對(duì)象監(jiān)測(cè)儀器名稱監(jiān)測(cè)儀器類型山體滑坡安全監(jiān)測(cè)斜坡滑動(dòng)地面傾斜計(jì)應(yīng)變計(jì)型、氣泡式山坡面滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)力水位計(jì)應(yīng)變計(jì)型、半導(dǎo)體型雨量計(jì)觸發(fā)型（+計(jì)數(shù)器）加速度計(jì)應(yīng)變計(jì)型、半導(dǎo)體型、線性差動(dòng)泥石流監(jiān)測(cè)攔截索（+荷重計(jì)）應(yīng)變計(jì)型、振弦式振動(dòng)計(jì)獨(dú)立輸出地聲檢測(cè)器獨(dú)立輸出簡(jiǎn)便型傾斜儀半導(dǎo)體型沉降測(cè)量地表連續(xù)沉降計(jì)應(yīng)變計(jì)型、線性差、電阻尺土地沉降計(jì)應(yīng)變計(jì)型、線性差、電阻尺、磁環(huán)式地表大范圍滑動(dòng)地滑計(jì)應(yīng)變計(jì)型、譯碼器、電阻尺地表位移地表變位計(jì)（全站儀、GPS定位）獨(dú)立輸出生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)監(jiān)測(cè)工具 監(jiān)測(cè)工具主要由各類理化探測(cè)分析儀組成，各種檢測(cè)儀通常將檢出的非電量訊號(hào)變?yōu)?/p>

7、電信號(hào)，再經(jīng)放大器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器處理后進(jìn)入資料采集器，發(fā)到前端工作站后，經(jīng)信號(hào)傳輸設(shè)備發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)。 生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)各種新型、低成本、高精準(zhǔn)度、能大量部署和廣泛分布的探測(cè)器才能提高安全性、降低風(fēng)險(xiǎn)和生產(chǎn)成本并帶來(lái)效益，許多專用檢測(cè)器還能在人類難以到達(dá)或高度危險(xiǎn)的惡劣環(huán)境中履行監(jiān)測(cè)任務(wù)。 監(jiān)測(cè)工具 生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)監(jiān)測(cè)處理 監(jiān)測(cè)處理是指將上述監(jiān)測(cè)對(duì)象的信號(hào)經(jīng)接收、數(shù)據(jù)服務(wù)器處理后變?yōu)榭梢曅盘?hào)在監(jiān)測(cè)平臺(tái)上顯示，同時(shí)進(jìn)行人工或自動(dòng)資料分析、報(bào)告制作、研判警示、損害評(píng)估等。 生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式的缺點(diǎn) 如系統(tǒng)費(fèi)用高、線路多且龐雜、人工需求大、無(wú)法大量安裝、可能遺漏災(zāi)害發(fā)生實(shí)際位置、也

8、會(huì)因多種原因而喪失信號(hào)，耗電量大，維護(hù)較難等， 生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有線傳感裝置連接生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu) 從左至右共七個(gè)主要功能模塊 生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)近距感測(cè)器及分散連接無(wú)線監(jiān)測(cè)平臺(tái)重點(diǎn)場(chǎng)地、重點(diǎn)裝置、重點(diǎn)構(gòu)件、重點(diǎn)工位與重點(diǎn)受力面等均可能成為傳感監(jiān)測(cè)對(duì)象，為保證精準(zhǔn)性，監(jiān)測(cè)對(duì)象或監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選擇均分組或分群，并按一定的數(shù)量規(guī)模分散部署傳感器，組成一個(gè)近端無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)。 生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)表* 近距離無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊選擇Wi-FiBluetooth（藍(lán)牙）UWSZigBee（紫蜂）傳輸標(biāo)準(zhǔn)80211b802151802153a802154使用頻率24/5GH

9、z 2.4GHz3.110.6GHz（US）868MHz/915MHz/2.4GHz主要運(yùn)用Web，郵件，視頻取代電纜線多媒體流監(jiān)視與控制消耗電源高中低極低可連接網(wǎng)絡(luò)規(guī)模327點(diǎn)對(duì)點(diǎn)255/6500帶寬（kbps）11000 +720至480Mbps20-250傳輸距離（m）1100110 +110 +1100 +產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)速率，柔性成本，方便速率可靠性，能耗，成本近距離無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊選擇 生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)采用ZigBee（紫蜂）模塊將分散各點(diǎn)的傳感器在近距空間內(nèi)按網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)組成一個(gè)前端無(wú)線傳感網(wǎng)的示意 生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)前端處理系統(tǒng) 是對(duì)前端感測(cè)網(wǎng)中的信號(hào)進(jìn)行接受、處理和發(fā)送的子系統(tǒng)，它可

10、通過(guò)GPRS或3G網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，還可匯集各種有線傳感網(wǎng)檢出的信號(hào)，將其一并發(fā)送到后臺(tái)數(shù)據(jù)采集設(shè)備中。 生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)后臺(tái)工作站及數(shù)據(jù)接收系統(tǒng) 與前端對(duì)應(yīng)的后臺(tái)信號(hào)接收系統(tǒng)，在接收發(fā)來(lái)的各種感測(cè)信號(hào)后，可及時(shí)制作報(bào)告并與各監(jiān)測(cè)點(diǎn)以M2M自動(dòng)通信聯(lián)系。 生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)主數(shù)據(jù)服務(wù)器 在大范圍傳感器分布和高密度采集與通信情況下，監(jiān)控總數(shù)據(jù)將急速增長(zhǎng)，故需要后臺(tái)服務(wù)器的支持 。生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái) 監(jiān)控的主要環(huán)節(jié)是發(fā)現(xiàn)異常的位置，鎖定目標(biāo)域，分析異常的規(guī)模和性質(zhì)，結(jié)合其他分布監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，采用模型比對(duì)與專家分析軟件進(jìn)行研判，預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)、實(shí)時(shí)報(bào)警，為防止問(wèn)題惡化提出解決方案，

11、其它輔助服務(wù)等，集成這些功能的系統(tǒng)就是應(yīng)用平臺(tái)。 生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)專家知識(shí)及模型庫(kù) 對(duì)異常的分析和決策研判，需要多種模型的支持，模型依據(jù)專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)建立和積累。將這些模型集成到平臺(tái)中，系統(tǒng)根據(jù)采集的各種異常信號(hào)的特征與各種故障與失效模型進(jìn)行比對(duì)和趨勢(shì)分析，就能正確報(bào)警并提出有效建議等。 生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)顯示與分析界面 生產(chǎn)與安全監(jiān)測(cè)仍需直觀數(shù)據(jù)顯示與身臨其境的觀察支持，故將異常數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)值的對(duì)照以可視化形式顯示在屏幕上，就可明確直觀地進(jìn)行警示。如：基本判斷可用簡(jiǎn)單的紅、黃、綠色提示或報(bào)警；出現(xiàn)異常時(shí)對(duì)相關(guān)傳感點(diǎn)位數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖定跟蹤，再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)視頻進(jìn)行研判等，這樣的監(jiān)控界面就能在關(guān)鍵

12、發(fā)揮重要作用。12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例案例一 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng) 在我國(guó)煤炭行業(yè)，瓦斯事故、地下水滲漏、塌方等是煤礦生產(chǎn)的主要災(zāi)害，多數(shù)煤礦企業(yè)都已經(jīng)或正在建設(shè)安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，但由于技術(shù)、規(guī)模和系統(tǒng)的局限，無(wú)法使安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門等能及時(shí)動(dòng)態(tài)地掌握地下各巷道內(nèi)的情況，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)、安全責(zé)任人及作業(yè)工作許多情況下無(wú)法第一時(shí)間獲得如瓦斯?jié)舛?、井下水量、井下環(huán)境等詳細(xì)數(shù)據(jù)。 需求背景12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的功能是要能在地下數(shù)百米甚至到數(shù)十千米的瓦斯、毒氣、滲水量等是否超標(biāo)，是否有明火、自燃等安全隱患，巷道內(nèi)應(yīng)力分布及變化等。 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的功能12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案

13、例煤礦安全管控系統(tǒng)示意圖 12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例圖中由水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)、電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、井下環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、人員監(jiān)控系統(tǒng)等獨(dú)立功能系統(tǒng)及各類機(jī)械集成后，形成典型的煤礦安全質(zhì)量預(yù)警與控制系統(tǒng)，并且對(duì)井下復(fù)雜巷道內(nèi)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。 12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例但要讓礦井監(jiān)控室的人員及時(shí)通過(guò)檢出的各項(xiàng)指標(biāo)了解總體安全生產(chǎn)情況，特別是讓遠(yuǎn)離一線的上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)此能時(shí)時(shí)了如指掌，就頗有難度，關(guān)鍵問(wèn)題是各種信號(hào)監(jiān)測(cè)與傳輸問(wèn)題。 關(guān)鍵問(wèn)題12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例由于煤礦是野外作業(yè)，點(diǎn)多、分散、距離長(zhǎng)，施工現(xiàn)場(chǎng)與公司之間的信息交流長(zhǎng)期以來(lái)沒有好的解決方案，很多地方甚至連電話線都沒有，更談不上光纖接入等方式。 1

14、2.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例物聯(lián)網(wǎng)解決方案井下礦道安全監(jiān)測(cè)及人員位置管控解決方案架構(gòu) 12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例圖中表示，在地下巷道中各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位上布置了各類探測(cè)傳感裝置，通過(guò)近距無(wú)線通信模塊如紫蜂（ZigBee）組成監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，解決了井下幾百里沒有通信信號(hào)的問(wèn)題；遠(yuǎn)程則通過(guò)移動(dòng)通信的GPRS或CDMA網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)基于TCP/IP協(xié)議的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸，直接與手機(jī)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等相聯(lián)，形成泛在監(jiān)測(cè)/計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，覆蓋井下各點(diǎn)。當(dāng)監(jiān)控裝置檢測(cè)到瓦斯?jié)舛取L(fēng)速超過(guò)限定值或主扇開、?；蜻\(yùn)行負(fù)荷變化較大時(shí)，GPRS數(shù)據(jù)通信模塊將井上信息傳遞到監(jiān)控站，同時(shí)，通過(guò)短信（SMS）方式將報(bào)警信息發(fā)送到相關(guān)人員的手機(jī)上。各級(jí)

15、領(lǐng)導(dǎo)就能及時(shí)掌握瓦斯超限情況，及時(shí)指揮協(xié)調(diào)安全生產(chǎn)工作。 12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例案例二 智能維護(hù)系統(tǒng)IMS 技術(shù) 智能維護(hù)系統(tǒng)（Intelligent Maintenance System, IMS）又稱E-maintenance，是采用性能衰退分析和預(yù)測(cè)方法，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（具體為融合有線/無(wú)線網(wǎng)、非接觸式傳感技術(shù)、嵌入式智能電子技術(shù)等），使產(chǎn)品或設(shè)備達(dá)到近乎零故障（Near-Zero-Breakdown）性能的一種新型維護(hù)系統(tǒng)。 12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例據(jù)統(tǒng)計(jì)，即使在美國(guó)，其工業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)能力也只是最大能力的一半。而保守估計(jì)，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能維護(hù)技術(shù)每年可提升2.5%到5%的運(yùn)轉(zhuǎn)能力增長(zhǎng)，這意

16、味著：在價(jià)值2億元的設(shè)備上應(yīng)用智能維護(hù)技術(shù)，每年就可多創(chuàng)造500萬(wàn)元的價(jià)值。 智能維護(hù)系統(tǒng)概述 12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例故障監(jiān)測(cè)與診斷 傳統(tǒng)維修方法被動(dòng)的維修模式FAF（Fail and Fix）周期性檢修方式數(shù)據(jù)處理及故障診斷智能算法及故障分析智能維護(hù)方法主動(dòng)的維護(hù)模式PAP（Predict and prevent）應(yīng)需式監(jiān)測(cè)維護(hù)方式信息分析及性能衰退預(yù)測(cè)智能預(yù)測(cè)及維護(hù)優(yōu)化及時(shí)修復(fù)（just-in-time）近零故障性能（near-zero-downtime）及自我維護(hù)圖* 智能維護(hù)方法與傳統(tǒng)維修方法的對(duì)比目前狀態(tài)監(jiān)測(cè)故障早期診斷預(yù)測(cè)性維修12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例在傳統(tǒng)診斷維修領(lǐng)域，技術(shù)開發(fā)

17、與應(yīng)用主要集中在信號(hào)及數(shù)據(jù)處理、智能算法（人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等）、及遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)（以數(shù)據(jù)傳送為主）研究上。這些技術(shù)基于被動(dòng)維修模式FAF（Fail and Fix），即維修目的是要及時(shí)修復(fù)。 智能維護(hù)技術(shù)是基于主動(dòng)維護(hù)模式PAP（Predict and Prevent），重點(diǎn)在于信息分析、性能衰退過(guò)程預(yù)測(cè)、維護(hù)優(yōu)化、應(yīng)需式監(jiān)測(cè)（以信息傳送為主）的技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用，體現(xiàn)了預(yù)防性要求，以達(dá)到近乎于零故障及自我維護(hù)為目標(biāo)。 12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例系統(tǒng)基本架構(gòu) 系統(tǒng)可通過(guò)Web驅(qū)動(dòng)平臺(tái)對(duì)設(shè)備和產(chǎn)品進(jìn)行不間斷的監(jiān)測(cè)診斷和性能退化評(píng)估，并作出維護(hù)決策。同時(shí)，系統(tǒng)還能通過(guò)Web驅(qū)動(dòng)的智能代理與電子商務(wù)工

18、具（如客戶關(guān)系管理CRM，供應(yīng)鏈管理SCM，企業(yè)資源管理ERP等）進(jìn)行整合。另外，系統(tǒng)所得的信息知識(shí)還可用于產(chǎn)品的再設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)，使未來(lái)的設(shè)備和產(chǎn)品達(dá)到自我維護(hù)的境界。 12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例智能維護(hù)系統(tǒng)IMS框架12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例智能維護(hù)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究領(lǐng)域 （1）設(shè)備性能衰退過(guò)程的預(yù)測(cè)評(píng)估算法、方法研究。 （2）按需式遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)維護(hù)領(lǐng)域。 （3）決策的支持、數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和信息的優(yōu)化同步技術(shù)領(lǐng)域。 12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例美國(guó)普惠（Pratt & Whitney）飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)公司在最近生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)中加入了許多新型監(jiān)測(cè)技術(shù)，集成了自我診斷系統(tǒng)，能產(chǎn)生詳盡的信息配合地面分析系統(tǒng)使用，從而提前幾

19、個(gè)月就可預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)是否需要進(jìn)行維護(hù)。這為各航班安排發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)計(jì)劃提供了方便，從而降低了檢查和維護(hù)成本。而以往發(fā)生故障時(shí)，僅確定故障原因就要很長(zhǎng)的時(shí)間，發(fā)動(dòng)機(jī)的自我監(jiān)測(cè)/診斷系統(tǒng)與地面分析系統(tǒng)相結(jié)合，就大大降低了意外事故的發(fā)生，如航班誤點(diǎn)、航班取消和飛行中的發(fā)動(dòng)機(jī)故障停機(jī)事故等。 在國(guó)外工業(yè)界智能維護(hù)技術(shù)的應(yīng)用12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例關(guān)鍵技術(shù)與裝置 整個(gè)系統(tǒng)的核心技術(shù)，依然是利用各種高精度傳感器和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊結(jié)合，對(duì)所監(jiān)測(cè)的設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。 12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例案例三 大地、工程與結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè) 我國(guó)是個(gè)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家，地震、山體滑坡、泥石流等都會(huì)危及水庫(kù)大壩、橋梁、公路、鐵道等的

20、安全，故對(duì)關(guān)鍵區(qū)域、關(guān)鍵建筑的結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)就顯尤其重要。 需求背景傳統(tǒng)的大地與工程的安全監(jiān)測(cè)以采用人工測(cè)量或半自動(dòng)化接線量測(cè)為主。其缺點(diǎn)是無(wú)法取得充份數(shù)據(jù)、無(wú)法取得關(guān)鍵時(shí)刻信息、耗費(fèi)人力等 12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例采用物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的新型探測(cè)儀器及無(wú)線傳輸技術(shù)，可改善傳統(tǒng)大地、工程與結(jié)構(gòu)建筑安全監(jiān)測(cè)作業(yè)之缺點(diǎn)。 12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例基本結(jié)構(gòu) 傳感器集群通過(guò)無(wú)線組網(wǎng)模塊形成前端感測(cè)網(wǎng)示意所示，由于大地與結(jié)構(gòu)工程通常面積/體積龐大（如大壩、橋梁）當(dāng)綜合采用有線/無(wú)線方式將廣泛分布的眾多傳感器連接成網(wǎng)。并定義測(cè)量單位、明確界定安全狀態(tài)的邊界規(guī)范、界定異常或破壞狀態(tài)的邊界規(guī)范、預(yù)測(cè)破壞時(shí)間及狀態(tài)、提出

21、安全的解決方案。并將這些約定經(jīng)具體量化、建立模型后存入系統(tǒng)中，供系統(tǒng)自動(dòng)比對(duì)與采取相應(yīng)報(bào)警措施等。 12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例老舊橋梁安全性監(jiān)測(cè)示例 12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例圖中上部為橋梁各關(guān)鍵結(jié)構(gòu)處（如橋墩）安裝的應(yīng)力傳感儀的布置位置；中部為定量表示從各偵測(cè)點(diǎn)傳出的異常信號(hào)，底部以紅黃綠三色代表三種狀態(tài)，可直觀地起到警示作用。 12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例感測(cè)節(jié)點(diǎn) 以山體或大壩等坡地監(jiān)測(cè)為例， 通過(guò)對(duì)原先彼此間距離相等、高度相等、均勻分布的各種傳感器之間的位置與物理量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可發(fā)現(xiàn)哪些點(diǎn)位之間無(wú)變動(dòng)、哪些之間在等速變動(dòng)、哪些之間在加速變動(dòng)，同樣可按預(yù)先設(shè)定模型報(bào)警。 12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例案例

22、四：企業(yè)動(dòng)力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與智能廠房維修系統(tǒng) 動(dòng)力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)需求 工業(yè)用發(fā)動(dòng)機(jī)可以說(shuō)是制造業(yè)的核心設(shè)備，一旦發(fā)生問(wèn)題往往會(huì)造成生產(chǎn)線停工的重大損失。而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)提供維護(hù)人員動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)參考、為發(fā)動(dòng)機(jī)軸承更換提供依據(jù)、對(duì)其壽命進(jìn)行的預(yù)測(cè)等，對(duì)提高制造業(yè)設(shè)備完善好具有重要意義。12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè) 發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)仍通過(guò)設(shè)計(jì)一批感測(cè)節(jié)點(diǎn)、安裝動(dòng)態(tài)傳感模塊為中心。 監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的系統(tǒng)由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)感測(cè)模塊、三維加速儀、電流計(jì)三者結(jié)合而成，通過(guò)測(cè)量轉(zhuǎn)軸XYZ方向的加速度變化，了解發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)情況，判斷其軸承耗損變形程度，再通過(guò)電流流量，預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的異常趨勢(shì)。 12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例發(fā)動(dòng)機(jī)及相關(guān)設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)感測(cè)輸出信號(hào)示例 12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例智能廠房系統(tǒng) 系統(tǒng)運(yùn)用物體網(wǎng)技術(shù)，實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)、各種旋轉(zhuǎn)設(shè)備的震動(dòng)、不正常高溫及異常電流之的情況，提供給使用廠家、維修保養(yǎng)單位及設(shè)備制造商，通過(guò)無(wú)線感測(cè)網(wǎng)和中央控制計(jì)算機(jī)的人工智能、類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析，來(lái)主動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備最佳運(yùn)行效率并降低維修成本。 12.3生產(chǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例智能廠房設(shè)