“把脈問診”— 儀器儀表的健康管理“醫(yī)生”

儀器儀表作為制造業(yè)制造過程傳感與控制的“末梢神經”，廣泛應用于裝備、產線等的測量和控制，是現(xiàn)代化大型重點成套裝備的重要組成部分，也是信息化與工業(yè)化融合的重要紐帶。傳統(tǒng)的工業(yè)儀表維護手段以事后維修和周期性維修為主，突發(fā)故障極易導致生產中斷甚至生產事故，造成資源浪費和生產效率降低。因此，開展儀器儀表的預測性維護，對于保障儀器儀表的安全運行以及保障生產過程連續(xù)性具有重要意義。

“健康醫(yī)生”，開展儀表的預測性維護

中醫(yī)《黃帝內經》中提出“上醫(yī)醫(yī)未病，中醫(yī)醫(yī)欲病之病，下醫(yī)醫(yī)已病之病”，即從事醫(yī)生職業(yè)的人，最好的醫(yī)生善于在人們身體健康之時發(fā)現(xiàn)并根除病根；中等水平的醫(yī)生善于抓住將要生病而還沒有發(fā)生疾病之時的特征，欲病早調，避免疾病的發(fā)生；一般水平的醫(yī)生只能治療已經發(fā)生的疾病。

預測性維護是以狀態(tài)為依據(jù)的維修，在儀器儀表運行時，對其主要（或需要）部位進行實時連續(xù)的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷，判定儀表狀態(tài)，預測狀態(tài)未來的發(fā)展趨勢，并預先制定預測性維護計劃，確定儀器儀表維護的時間、內容、方式和必需的技術和物資支持。因此，預測性維護實現(xiàn)了儀器儀表的“醫(yī)未病”，被稱為工業(yè)儀器儀表的“健康管理醫(yī)生”。

“把脈問診”，分析儀器儀表的健康狀態(tài)

中醫(yī)傳統(tǒng)的診斷手法可以歸納為“望聞問切”，西醫(yī)通過“視觸叩聽”對病人的病情進行診斷。與中、西醫(yī)的病人信息獲取方式類似，預測性維護通過傳感器、控制器等多種手段獲取儀器儀表的運行狀態(tài)信息，以有線或無線的數(shù)據(jù)傳輸方式將狀態(tài)信息傳輸?shù)健搬t(yī)生的大腦”-預測性維護系統(tǒng)進行“把脈問診”，基于預測性維護系統(tǒng)的專家知識進行分析和處理，進而實現(xiàn)儀器儀表健康狀態(tài)的判斷和預測。

在進行“把脈問診”的過程中，與醫(yī)生采取拍CT、查血液等多種手段相類似，預測性維護需要獲取振動、噪聲、電壓、電流等多源的狀態(tài)信息，并將獲取的原始數(shù)據(jù)進行濾波降噪或特征提取等預處理，以提高診斷和預測的準確性。

“開出處方”，給出儀器儀表的維護方案

醫(yī)生在對病人病情進行分析時，往往要結合病史、病情和解決措施等知識進行系統(tǒng)性分析才能得出結論。在號完脈后，會根據(jù)實際情況給出治療建議和養(yǎng)護方案。幫助病人盡快恢復到健康狀態(tài)。

預測性維護在得到健康狀態(tài)預測結果后，為用戶提供行動處方，給出維護維修的決策建議，即告知有關部門儀器儀表的異?；蚬收喜课?、嚴重程度、發(fā)展趨勢等，應采取如更換、保養(yǎng)等的維護措施。在預測性維護系統(tǒng)進行維護決策時，充分考慮儀器儀表的故障歷史信息和維護經驗知識，即預測性維護中的故障知識庫。最終實現(xiàn)儀器儀表的健康管理閉環(huán)體系。

作為儀器儀表的“健康管理醫(yī)生”，預測性維護在保障儀表安全穩(wěn)定持續(xù)運行方面發(fā)揮了重要作用。隨著邊緣計算、人工智能等先進技術的進步，預測性維護技術不斷發(fā)展完善，其在不同行業(yè)領域的應用也將進一步擴展，也必將為制造業(yè)高質量發(fā)展和數(shù)字化轉型升級提供有力支撐。

創(chuàng)作者：機械工業(yè)儀器儀表綜合技術經濟研究所

王成城 王凱/智能運維技術團隊

（備注：此科普創(chuàng)作為中國儀器儀表學會開展的“身邊的儀器儀表及儀器儀表科技工作者”科普創(chuàng)作征集活動投稿作品）