Индикаторы состояния для мониторинга, обнаружения отказов и предсказания
condition indicator является функцией системных данных, поведение которых изменяется предсказуемым образом, когда система ухудшается или работает в различных рабочих режимах. Индикатор состояния может быть любой функцией, которая полезна для отличия нормальной и неисправной операции или для прогнозирования оставшегося срока службы. Полезный индикатор состояния группирует одинаковый статус системы вместе и устанавливает различный статус отдельно. Примеры индикаторов состояния включают величины, выведенные из:
Простой анализ, такой как среднее значение данных с течением времени
Более комплексный анализ сигнала, такой как частота пиковой величины в спектре сигнала или статистический момент, описывающий изменения спектра с течением времени
Основанный на модели анализ данных, такой как максимальное собственное значение модели пространства состояний, которая была оценена с использованием данных
Комбинация как основанных на модели, так и основанных на сигналах подходов, таких как использование сигнала для оценки динамической модели, симуляция динамической модели для вычисления остаточного сигнала и выполнение статистического анализа на невязке
Комбинация нескольких функций в один эффективный индикатор состояния
Идентификация индикаторов состояния обычно является третьим шагом рабочего процесса для разработки прогнозирующего алгоритма обслуживания после доступа и предварительной обработки данных.
Вы используете индикаторы состояния, извлеченные из данных системы, взятых при известных условиях, для обучения модели, которая затем может диагностировать или предсказать состояние системы на основе новых данных, взятых при неизвестных условиях. На практике вам может потребоваться исследовать свои данные и экспериментировать с различными индикаторами состояния, чтобы найти таковые, которая лучше всего подходит для вашей машины, ваших данных и условий отказа. Примеры Обнаружения отказов центробежных насосов с использованием анализа невязок и Использование Simulink для генерации данных о отказе, иллюстрируют анализы, которые тестируют несколько индикаторы состояния и эмпирически определяют лучшие таковые для использования.
В некоторых случаях комбинация индикаторов состояния может обеспечить лучшее разделение между условиями отказа, чем один индикатор самостоятельно. Пример диагностики отказа подшипника качения - это диагностика, в которой такой комбинированный индикатор полезен. Точно так же можно часто обучать модели принятия решений для обнаружения и диагностики отказов с помощью таблицы, содержащей несколько индикаторы состояния, вычисленных для многих представителей ансамбля. Для примера, который использует этот подход, см. «Мультиклассовое обнаружение неисправностей с использованием смоделированных данных».
Predictive Maintenance Toolbox™ и другие тулбоксы включают много функций, которые могут быть полезны для извлечения индикаторов состояния. Для получения дополнительной информации о различных типах индикаторов состояния и их использовании смотрите:
Можно извлечь индикаторы состояния из векторов или расписаний измеренных или моделируемых данных, которыми вы управляете с помощью ансамблевых хранилищ данных Predictive Maintenance Toolbox, как описано в Data Ensembles для мониторинга условия и прогнозирующего обслуживания. Часто полезно сначала обработать такие данные, как описано в Data Preprocessing for Condition Monitoring and Predictive Maintenance.