隨著工業(yè)技術(shù)的進步，電機、驅(qū)動器和傳感器等機器運動控制部件的維護方法也在不斷發(fā)展。哪種方法最有效？

發(fā)生故障后最常見的機器維護方法是傳統(tǒng)的反應(yīng)性維護方法。意識到需要改進，維護人員開始估算壽命并在運動控制部件發(fā)生故障之前更換它們。這稱為預(yù)防性維護方法。最近，隨著 IIoT（工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)）的進步和狀態(tài)數(shù)據(jù)的實時可用性，另一種方法誕生了——預(yù)測性維護方法。

這三種維護方法的目標(biāo)相同，都是消除機器停機時間，但只有一種方法效率更高。

上圖總結(jié)了三種方法的流程。紅色箭頭顯示傳統(tǒng)“反應(yīng)性”維護的過程，藍色箭頭顯示“預(yù)防性”和“預(yù)測性”維護的過程。

這三種方法之間的區(qū)別在于它們?nèi)绾螠?zhǔn)確確定何時更換機器部件。在傳統(tǒng)的“反應(yīng)性維護”方法中，一旦發(fā)生故障就會對機器進行維護。然而，正如您可以想象的那樣，這種“如果它沒壞，就不要修理它”的方法效率不高，也不能防止停機。

預(yù)防性和預(yù)測性維護方法都可以消除代價高昂的停機時間。這兩種方法還使用數(shù)據(jù)來確定機器組件的使用壽命。差異始于數(shù)據(jù)。

預(yù)防性維護使用制造商提供的參考壽命數(shù)據(jù)，而預(yù)測性維護則具有使用實時數(shù)據(jù)的能力。

下面我用一個常見的類比來介紹這兩種較新的保養(yǎng)方法。想象一下牙齒的保養(yǎng)。預(yù)防性維護是指您遵循建議每三個月去牙醫(yī)診所一次以“預(yù)防”問題的指南。預(yù)測性維護是指您每天實際照鏡子檢查牙齒，然后在出現(xiàn)癥狀時去牙醫(yī)診所。通過觀察蛀牙的跡象，您可以在問題發(fā)生之前“預(yù)測”并解決問題，或許還能避免大手術(shù)。

現(xiàn)在嘗試將相同的概念應(yīng)用于機器維護。

預(yù)防性維護使用運動控制制造商的指南來確定何時應(yīng)更換組件以防止停機。然而，僅僅依靠制造商的建議并不是最好的，因為涉及到許多因素，制造商需要對其產(chǎn)品的參考壽命保持保守。這種保守的壽命估計可以消除停機時間，但可能會產(chǎn)生比必要更多的成本，因為它可能會在組件達到使用壽命之前更換它們。例如，電機壽命是基于其軸承的使用壽命。然而，軸承壽命取決于許多因素，例如軸向/徑向載荷、潤滑脂和工作溫度。加大電機尺寸或為電機提供更大的散熱器（或其他冷卻解決方案）將延長其預(yù)期壽命。

由于維護和資源可以按固定的時間間隔進行規(guī)劃，因此預(yù)防性維護的優(yōu)勢在于所有相關(guān)部門都可以輕松準(zhǔn)備。

預(yù)測性維護使用實際收集的數(shù)據(jù)和特定觸發(fā)器在潛在故障發(fā)生前提醒維護人員。許多電機和驅(qū)動器系統(tǒng)現(xiàn)在提供內(nèi)置傳感器或反饋，以通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（例如 EtherNet/IP、EtherCAT、Modbus...）向主機控制器（PLC/HMI/IPC）提供實時狀態(tài)更新。 ETC。您可以選擇要收集的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)上傳后，人工智能可以接管并根據(jù)特定觸發(fā)因素（而不是保守的指導(dǎo)方針）更準(zhǔn)確地預(yù)測組件何時會發(fā)生故障。通信和人工智能的這一新進展為更有效的方法鋪平了道路，以消除停機時間，在正確的時間更換運動控制組件，并降低不必要的更換成本。這些都是預(yù)測性維護的優(yōu)勢。

預(yù)測性維護的缺點之一是對維護人員的必要培訓(xùn)。IT 和運動控制技能的結(jié)合將使維護團隊的工作更加輕松。與能夠快速交付組件的供應(yīng)商合作也很重要。

預(yù)測性維護示例

讓我們看一下預(yù)測性維護的一個常見示例及其實際應(yīng)用方式。用于醫(yī)療保健的 AI 最近一直很流行。我已經(jīng)看到為這些智能可穿戴設(shè)備創(chuàng)建的整個市場，這些設(shè)備可以監(jiān)測一個人的健康狀況，例如心率、步數(shù)和燃燒的卡路里。一些健康監(jiān)測設(shè)備甚至可以執(zhí)行心電圖或提供血壓估計值。一旦您擁有了可以持續(xù)監(jiān)控您的健康數(shù)據(jù)的設(shè)備，預(yù)測性維護就會接管并在需要去看醫(yī)生以避免重大疾病時提醒您。

沒有健康監(jiān)測設(shè)備，就需要靠預(yù)防性維護，每年左右去醫(yī)院做一次檢查。與機器部件類似，人類根據(jù)不同因素具有不同的壽命，因此觸發(fā)器也必須定制。

在我們的個人生活中，預(yù)測性維護無處不在，幫助我們維持自己的生活。當(dāng)手持式真空吸塵器的電池電量不足時，它會提醒您，以便您在使用前充電。當(dāng)您即將忘記支付賬單時，自動警報會在您被收取滯納金之前通知您。隨著云的引入，可用的數(shù)據(jù)比以往任何時候都多。

現(xiàn)在回到最初的問題。哪種保養(yǎng)方法效率更高？

北美市場份額預(yù)計為 31.67%，將繼續(xù)成為預(yù)測性維護解決方案的最大市場；歐洲緊隨其后。下圖顯示了 2017 年和 2022 年的預(yù)測性維護市場份額。

信用：< >機械設(shè)計

連接數(shù)據(jù)

沒有數(shù)據(jù)的收集，就沒有預(yù)測性維護。為了收集數(shù)據(jù)，機器組件（例如傳感器或運動控制軸）上需要某種類型的工業(yè)通信協(xié)議。一旦建立通信，就可以連續(xù)記錄和存儲數(shù)據(jù)。一旦收集了來自所有運動軸的數(shù)據(jù)，您將能夠從一個集中位置了解機器中發(fā)生的一切。預(yù)測性維護背后的想法是，您可以做出更明智的數(shù)據(jù)驅(qū)動決策，以便在正確的時間更換組件。

Oriental Motor 以內(nèi)置傳感器的電機和內(nèi)置工業(yè)通信的驅(qū)動器的形式提供預(yù)測性維護解決方案。例如，AlphaStepAZ 系列采用步進電機和旋轉(zhuǎn)/線性執(zhí)行器中的機械絕對傳感器閉環(huán)反饋，以提供實時狀態(tài)數(shù)據(jù)，并在驅(qū)動器中提供 Modbus RTU、EtherNet/IP、Profinet 或 EtherCAT 通信功能.CC-Link 和 Mechatrolink 等協(xié)議也可以通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器進行連接?？杀O(jiān)控里程表、行程表、電機溫度、驅(qū)動器溫度、負載率、報警代碼等實時狀態(tài)數(shù)據(jù)。

預(yù)測性維護應(yīng)用示例：INFO-TRIP 輸出

下面的示例顯示了當(dāng)行程距離 [kRev] 的值等于或大于 50,000 時打開的自定義 INFO-TRIP 輸出。一旦操作員看到輸出，就可以采取必要的措施來更換電機或執(zhí)行額外的檢查。

審核編輯黃宇