智能工业系统故障早期预测及诊断软件的开发

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1、智能工业系统故障早期预测及诊断软件的开发智能软件的市场前景现代工业生产设备趋向大型化、连续化、高速化和自动化，功能越来越多、结构越来越复杂，因此由于设备故障停工而造成的损失将会大大增加。保证生产止常进行的关键是使各种重要的大型设备止常运转。如果在设备出了问题后维修，停产不仅带来经济上的巨大损失，而且设备带病工作有可能引起严重损害。冃前工业企业大量釆用预防维护理念，不管设备是否发生故障，都对其进行定期检修。如检修间隔长，有可能在两次检修之间设备发生故障。如检修间隔短又造成过剩维修，减少生产吋间，降低产品利润。各类工业企业投入了大量资金用于工业系统的维护并使其

2、能够延长正常运行的寿命。由于缺乏对系统运行准确的状态判断和健康分析，出于安全的考虑，对系统设备进行了大量的不必要的维修。这大大地提高了运行成本。该项目所开发软件能够对工业系统的运行状态进行不间断的监测。当系统的运行偏离止常状态时，该软件可提供准确的运行状态的期望值。通过对比较实际和期望的运行状态，该软件可提供可靠的早期故障，以便采取恰当的措施来避免或减少由于潜在故障可能造成的经济和社会损失，变预防维修为视情维修，避免了不必要的维修，以达到有的放矢的口的。这正是口前企业所期望的,市场前景十分广泛。二、故障检测技术的现状目前国内涉足系统及设备故障检测领域的公司

3、采用的技术从各种资料看基本上有：物理模型。由于模型的复杂性，监测的信号量较小。并且随着系统设备的老化，其工作状态的不确定性使得物理模型及专家系统对所监测的系统设备状态的判断产生误差，从而失去有效的监测功能。专家系统。该系统的复杂性使得专家系统难以应用于信号量大的复杂系统。其独特性使得它的使用互换性弟，即应用于设备甲（如汽轮机）的专家系统无法应用于系统乙（如发电机）。对关键信号进行趋向分析的统计方法。该方法适用于信号量小的简单系统。而对信号量大的复杂系统，由于对某些信号采取片面的趋向性分析，有可能因忽视对系统或设备的宏观考量而造成对整个系统工作状态的错误判断

4、。传统的振动信号频域分析。这种方法对于旋转机械来讲可以起到比较有效的监测作用对故障探测的灵敏度较差，提供的系统状态信息量少，无法满足相当部分用户的耍求。但是振动信号的频谱成分包含许多杂波成分，因此止确的故障判断要求对设备在各种不同的止常运行状态下的频谱特征有充分的了解。因此该技术在实践屮只能应用已知的故障频谱特征对有限的故障进行分析和判断，应用范围较窄。除物理模型以外，其他上述技术均耍求采集大量的系统信号，在此基础上进行建模分析。三、新型智能软件包的特点和竞争优势和其它数据建模技术一样，该新型智能工业系统故障早期预测及诊断（以下简称PFDD）软件包利用采集

5、到的各种系统信号建立系统的数据模型，并与配套监测及控制系统并行运转。PFDD软件包的采用将大大提高现有监测及控制系统的可靠性。PFDD软件包的主要特点如下：应用于复杂工业系统及流程的运行监测。由于采用先进的数据模拟技术，可同时处理人量的信号（一般在100个信号参数左右），因此该技术儿乎可应用于所有工业系统。技术的通用性良好。大大提高了检测故障的灵敏性。该技术可探测出工业系统中设备的微小运行状态偏离并实施报警。从而使得可能发生的设备故障在它的萌芽阶段得以探明。而目前的技术的检测故障的灵敏度要低很多。应用领域较宽。它不仅可用于频域分析，而且可以大量应用于时域信

6、号的分析，使监测更加直观易懂。目前的技术大多应用于频域分析，应用面大大减小。模型简单，建模要求低，模型智能化程度高，对设备的运行规律无需特别的掌握，分析速度快。而II前的监测技术要求对所监测设备的运行规律有全面的了解和掌握，这从根本上失去了数据模型的应用意义。!1!目标市场的预测由于PFDD技术的应用要求较低，即监测信号相互之间要有一定的关联，因此在理论上应用范围非常广。但在实际应用屮，由于PFDD技术采用数据模型，因此数据质量就直接地影响到模型的质量，对一些拥有较低水平数据采集系统的工业系统，PFDD对故障的预警灵敏性就会受到一定影响，尽管如此，其预警效

7、果还是优于目前所用的技术。目前PFDD技术在电力系统（如汽轮机，水/油泵及其它旋转设备以及粉煤机等），航空系统（如飞机发动机），以及交通运输系统（机车和矿山载重车的发动机）等领域得到了成功运用。另外远程人体健康监测是未來诊疗的重要手段之一。在必要的便携式人体检测仪（如便携式血压计等）的帮助下，应用PFDD技术对人体健康进行远程在线或离线监测，及早发现危害人体健康疾病征兆，为准确判断及治疗病症提供可靠的依据。五、竞争性风险由于PFDD技术采用数据模型，因此数据质量就直接地影响到模型的质量，对一些拥有较低水平数据采集系统的工业系统，PFDD对故障的预警灵敏性就

8、会受到一定影响。因此对一些故障检测灵敏度要求较低的工业系统或设备，