計(jì)算機(jī)聽覺等感測系統(tǒng)助力工業(yè)狀態(tài)檢測

AI對世界的改變正在從我們生活中可見可感的場景向包括工業(yè)在內(nèi)的廣泛領(lǐng)域拓展。對工業(yè)帶來的變革將是全面而多樣的，我們可以從應(yīng)用廣泛的工業(yè)條件監(jiān)測來看AI如何產(chǎn)生巨大的影響。

ADI亞太區(qū)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)市場部經(jīng)理    于常濤

1 計(jì)算機(jī)聽覺及OtoSense體系結(jié)構(gòu)

參與工業(yè)設(shè)備維護(hù)的人都知道，設(shè)備發(fā)出的聲音和振動(dòng)是很重要的信息，通過聲音和振動(dòng)可以判斷設(shè)備是否健康，從而可以將維護(hù)成本降低一半，使用壽命延長一倍。實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)聲學(xué)和振動(dòng)數(shù)據(jù)分析是一種重要的基于狀態(tài)的系統(tǒng)監(jiān)測方法。過去我們可以憑著長期的經(jīng)驗(yàn)去了解設(shè)備發(fā)出的正常聲音是什么樣的，當(dāng)聲音出現(xiàn)變化時(shí)從而可以確認(rèn)出現(xiàn)異常。經(jīng)驗(yàn)豐富的技工人員和工程師可能具備這種知識，但他們屬于“稀缺資源”。

ADI公司團(tuán)隊(duì)在過去20年里一直致力于理解人類是如何解讀聲音和振動(dòng)的，從而建立一個(gè)系統(tǒng)來學(xué)習(xí)、解譯設(shè)備的聲音和振動(dòng)的含義，以檢測異常行為并進(jìn)行診斷。隨著AI技術(shù)的導(dǎo)入，這種愿望已經(jīng)變成現(xiàn)實(shí)。其中，ADI公司的OtoSense體系結(jié)構(gòu)就是一種設(shè)備健康監(jiān)測系統(tǒng)，支持計(jì)算機(jī)聽覺，讓計(jì)算機(jī)能夠理解設(shè)備發(fā)出的聲音和振動(dòng)主要指標(biāo)，能夠在問題變得嚴(yán)重之前確定工廠機(jī)器或汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的潛在問題。OtoSense的設(shè)計(jì)理念秉持了幾個(gè)AI應(yīng)用指導(dǎo)原則：從人類神經(jīng)學(xué)中獲得靈感；能夠?qū)W習(xí)靜態(tài)聲音和瞬態(tài)聲音；在靠近傳感器的終端進(jìn)行識別；與人類專家互動(dòng)，向他們學(xué)習(xí)并不斷優(yōu)化完善。

2 高精度傳感器及振動(dòng)檢測系統(tǒng)

如果沒有高精度的數(shù)據(jù)輸入，再強(qiáng)大的AI系統(tǒng)都不能發(fā)揮其功能，對于工業(yè)狀態(tài)監(jiān)測來說也是如此。加速度計(jì)是工業(yè)振動(dòng)監(jiān)測的關(guān)鍵傳感器，其關(guān)鍵指標(biāo)是低噪聲和寬帶寬，因此ADI在工業(yè)狀態(tài)監(jiān)測應(yīng)用中率先推出了多個(gè)系列的高性能MEMS加速度計(jì)產(chǎn)品。

例如，ADXL100x系列單軸加速度計(jì)針對工業(yè)狀態(tài)監(jiān)控應(yīng)用而優(yōu)化，測量帶寬高達(dá)50 kHz，g值范圍高達(dá)±100 g，并且擁有超低的噪聲性能，旋轉(zhuǎn)機(jī)械中發(fā)生的主要故障（如套筒軸承損壞、對準(zhǔn)誤差、不平衡、摩擦、松動(dòng)、傳動(dòng)裝置故障、軸承磨損和空化）都在ADXL100x系列狀態(tài)監(jiān)控加速度計(jì)的測量范圍以內(nèi)。

此外，完整的振動(dòng)檢測系統(tǒng)ADcmXL3021還將高性能振動(dòng)檢測和各種信號處理功能相結(jié)合，借助寬帶寬（3 dB平坦度內(nèi)為DC至10 kHz）和典型超低噪聲密度(26 μg/√Hz)可以跟蹤許多機(jī)器平臺(tái)上的振動(dòng)信號，可簡化狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中的智能傳感器節(jié)點(diǎn)開發(fā)。

3 收購電機(jī)預(yù)測性維護(hù)公司，強(qiáng)化基于狀態(tài)的監(jiān)控方案

ADI 的基于狀態(tài)的監(jiān)控解決方案可提供更高水平的診斷和更深刻的洞察力，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)測性的機(jī)器健康解決方案。了解如何優(yōu)化信號鏈和處理能力以便在單個(gè)機(jī)器和整個(gè)系統(tǒng)上獲得實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確且可靠的數(shù)據(jù)。

值得一提的是，為進(jìn)一步加強(qiáng)基于狀態(tài)監(jiān)測的預(yù)測性維護(hù)解決方案，ADI 2019年宣布收購一家專門從事電機(jī)和發(fā)電機(jī)預(yù)測性維護(hù)的公司Test Motors，ADI將結(jié)合其原有的工業(yè)狀態(tài)監(jiān)測解決方案技術(shù)，以及OtoSense的AI平臺(tái)傳感解譯軟件與Test Motors的監(jiān)控功能相結(jié)合，創(chuàng)建更優(yōu)化的解決方案，通過捕獲更廣泛的潛在故障為機(jī)器提供更先進(jìn)、全面的健康狀況監(jiān)測。