物聯(lián)網(wǎng)賦能工業(yè)生產(chǎn)維護(hù)與安全

對(duì)可持續(xù)性和更高效率的持續(xù)需求刺激了工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的創(chuàng)新。物聯(lián)網(wǎng)讓先進(jìn)技術(shù)能夠迅速融入到工業(yè)自動(dòng)化中。智能全互聯(lián)工廠讓制造商能夠提高工藝效率、安全性和可持續(xù)性，同時(shí)降低成本。

安全和維護(hù)對(duì)于保持基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備的功能狀態(tài)非常重要。維護(hù)可保證工業(yè)生產(chǎn)力，而定期維護(hù)可營(yíng)造更健康、更安全的工作條件。維護(hù)不足或缺少維護(hù)可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的健康問(wèn)題和致死事故。本文深入探討了物聯(lián)網(wǎng)傳感器和軟件協(xié)同工作的方式，以提供能夠促進(jìn)生產(chǎn)維護(hù)和安全性的解決方案。

維護(hù)

維護(hù)功能不斷演變，從對(duì)系統(tǒng)故障的響應(yīng)到計(jì)劃，再到預(yù)測(cè)，最后（直到現(xiàn)在）實(shí)現(xiàn)自我修復(fù)。操作傳感器技術(shù)的進(jìn)步結(jié)合信息技術(shù)的成功，有助于提取實(shí)時(shí)性能數(shù)據(jù)。這些技術(shù)包括基于云的分析和平臺(tái)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和虛擬現(xiàn)實(shí)（VR），總括計(jì)劃或預(yù)測(cè)性維護(hù)，生產(chǎn)力損失可以忽略不計(jì)。

工業(yè)維護(hù)分為以下幾種類型：

安全

在所有生產(chǎn)階段，例如設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)整、運(yùn)行、維護(hù)和最終報(bào)廢，安全系數(shù)都至關(guān)重要。《機(jī)械指令》強(qiáng)制要求制造商保證機(jī)械和測(cè)試設(shè)備（例如，萬(wàn)用表和熱成像儀）至少達(dá)到最低的安全水平。機(jī)器和工具必須符合指令中列出的“基本健康和安全要求”，因此需要提供標(biāo)準(zhǔn)的最低防護(hù)水平。

物聯(lián)網(wǎng)如何為工廠安全和維護(hù)做出貢獻(xiàn)

實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)解決方案可從根本上提高運(yùn)營(yíng)效率。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)跟蹤性能來(lái)提高機(jī)器效率，并可提前預(yù)測(cè)故障。這樣，消除了計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)還可營(yíng)造更安全的工作場(chǎng)所。投資智能生產(chǎn)和制造系統(tǒng)的行業(yè)希望以最少的維護(hù)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的最佳生產(chǎn)狀態(tài)。這讓維護(hù)成為重中之重?；谠O(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控(CBM)或計(jì)算機(jī)化維護(hù)管理系統(tǒng)（CMMS）、企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）和制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）之類的系統(tǒng)在多個(gè)行業(yè)中執(zhí)行維護(hù)活動(dòng)。這些系統(tǒng)提供預(yù)防性和預(yù)測(cè)性維護(hù)、維護(hù)規(guī)劃、維護(hù)安排、執(zhí)行、可追溯性和監(jiān)測(cè)之類的功能。e絡(luò)盟提供了眾多領(lǐng)先品牌供應(yīng)的各種維護(hù)、維修和安全產(chǎn)品。使用我們豐富多樣的元件、工具和設(shè)備，使您的生產(chǎn)車間、機(jī)器和安全設(shè)備都得到良好的維護(hù)。

基于設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控、預(yù)測(cè)性維護(hù)和物聯(lián)網(wǎng)

通過(guò)觀察預(yù)定義的設(shè)備參數(shù)，持續(xù)監(jiān)測(cè)CBM中的機(jī)器狀況。這揭示了可用于指示設(shè)備故障的模式。CBM系統(tǒng)監(jiān)測(cè)設(shè)備振動(dòng)、溫度變化、油位、電機(jī)電壓和電流等參數(shù)?？梢詫?duì)這些測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以生成適當(dāng)?shù)男袆?dòng)方案。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)讓制造商和用戶能夠以更低的成本輕松解決技術(shù)問(wèn)題。儀表傳感器現(xiàn)在更便宜、更堅(jiān)固、更可靠，并可提供更廣泛的功能。強(qiáng)大的無(wú)線協(xié)議允許將來(lái)自傳感器的可操作數(shù)據(jù)整理到本地網(wǎng)關(guān)中，以便立即進(jìn)行分析和過(guò)濾。如下圖所示，隨后可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將其傳輸?shù)皆朴?jì)算資源，由其為各種規(guī)模的用戶提供軟件即服務(wù)。此類軟件可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并執(zhí)行所有必要的分析，以確定趨勢(shì)并識(shí)別潛在的故障點(diǎn)。

一旦這些參數(shù)可用于分析，即可構(gòu)建一個(gè)故障模型來(lái)找出與這些基準(zhǔn)的偏差。如果已知指示故障的參數(shù)值組合，則設(shè)置起來(lái)非常簡(jiǎn)單?？梢远x一組故障條件規(guī)則，并使用經(jīng)典數(shù)據(jù)分析和數(shù)學(xué)來(lái)構(gòu)建正確的模型。但是，如果未充分了解故障的原因，則將需要利用數(shù)據(jù)科學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)開發(fā)能夠發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的重要模式的算法。

圖1 通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)

利用物聯(lián)網(wǎng)提高工廠安全保障

改進(jìn)維護(hù)等同于提高工廠生產(chǎn)力。如果工廠經(jīng)理履行其優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)安全的法律和道德義務(wù)，則可以進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與大數(shù)據(jù)分析相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)工廠安全保障?？梢员O(jiān)控多種KPI，例如員工缺勤、車輛事故、財(cái)產(chǎn)損壞、未遂事故、受傷或正常日常運(yùn)營(yíng)期間發(fā)生的任何損失或損壞。

通常，如果僅靠人工報(bào)告，其中許多指標(biāo)可能會(huì)成為“漏網(wǎng)之魚”，因?yàn)樗鼈円次幢粓?bào)告，要么報(bào)告不足。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)確保對(duì)這些關(guān)鍵領(lǐng)域的實(shí)時(shí)洞察，實(shí)現(xiàn)更好的整體安全性。出現(xiàn)的任何問(wèn)題都能立即得到解決，確保遵守健康和安全法規(guī)并解決環(huán)境問(wèn)題。

工傷就是一個(gè)很好的例子，因?yàn)榻?jīng)常不會(huì)報(bào)告輕傷。有時(shí)，它們會(huì)逐漸發(fā)展成更大的問(wèn)題，但難點(diǎn)在于如何才能將更大的問(wèn)題與過(guò)往事件聯(lián)系起來(lái)。

物聯(lián)網(wǎng)可穿戴設(shè)備可以為這個(gè)問(wèn)題提供解決方案，因?yàn)閷?huì)持續(xù)地監(jiān)測(cè)員工的各種健康指標(biāo)，包括心率、運(yùn)動(dòng)、活動(dòng)、疲勞、壓力等。它們還將提供一種溝通重要安全信息的方法，從而降低責(zé)任保險(xiǎn)成本并提高整個(gè)員工隊(duì)伍的合規(guī)性。

數(shù)字標(biāo)簽還可以幫助追蹤員工。標(biāo)簽技術(shù)專門針對(duì)采礦等高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)，讓管理層能夠確切地知道誰(shuí)在工作現(xiàn)場(chǎng)、他們?cè)谀抢锕ぷ髁硕嚅L(zhǎng)時(shí)間，并確保在緊急情況下沒(méi)有人被遺忘或掉隊(duì)。

專業(yè)預(yù)測(cè)性維護(hù)傳感器

專業(yè)傳感器還可以深入洞察工廠狀況和任何正在顯現(xiàn)的問(wèn)題。與工人安全相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅監(jiān)督工人，還監(jiān)督他們的直接生態(tài)系統(tǒng)。建筑工地和礦山等戶外工作場(chǎng)所涉及各種可能危及工人的環(huán)境因素。熱呈像儀和物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以檢測(cè)即將到來(lái)的惡劣天氣條件和極端溫度。這些信息可用于警示工人注意這些危險(xiǎn)。運(yùn)動(dòng)跟蹤器就是專業(yè)預(yù)測(cè)性維護(hù)傳感器的一個(gè)極好示例。當(dāng)員工靠近危險(xiǎn)區(qū)域（例如，不穩(wěn)固或易打滑的地面）時(shí)，它們會(huì)發(fā)出警報(bào)。

人工智能對(duì)預(yù)測(cè)性維護(hù)的貢獻(xiàn)越來(lái)越大

與基于狀況的維護(hù)相關(guān)的另一個(gè)術(shù)語(yǔ)是預(yù)測(cè)性質(zhì)量和維護(hù)（PQM）。PQM解決方案利用從物聯(lián)網(wǎng)和傳統(tǒng)老式系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)。它們專注于事先檢測(cè)并解決質(zhì)量或維護(hù)問(wèn)題，以免它們發(fā)展成導(dǎo)致停工的嚴(yán)重問(wèn)題。

PQM解決方案利用算法并生成平均統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)何時(shí)需要質(zhì)量校正或維護(hù)?；谌斯ぶ悄艿?nbsp;PQM解決方案整合多種技術(shù)，包括機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)和認(rèn)知計(jì)算。

結(jié)語(yǔ)

要了解物聯(lián)網(wǎng)的真正價(jià)值，就必須從資產(chǎn)管理的整體角度出發(fā)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)擁有眾多現(xiàn)場(chǎng)中心，這些中心與整理數(shù)據(jù)并執(zhí)行復(fù)雜分析的系統(tǒng)相連接，為實(shí)時(shí)了解工廠狀況提供了新的視角。高性能虛擬云網(wǎng)絡(luò)持續(xù)收集、聚合和建模數(shù)據(jù)，以預(yù)測(cè)故障。應(yīng)急措施準(zhǔn)備到位，以限制對(duì)系統(tǒng)可用性的影響。物聯(lián)網(wǎng)提高驅(qū)動(dòng)成本和資產(chǎn)可靠性的關(guān)鍵是向最終用戶或聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)、可操作和智能的數(shù)據(jù)。工廠歡迎更新、更高效的維護(hù)可能性，通過(guò)不斷增加正常運(yùn)行時(shí)間來(lái)保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

（本文來(lái)源于《EEPW》202407）