使用CBM早期检测故障

基于状态的维护(CBM)是控制行业最新的热门词汇之一。CBM在广泛的工业应用中被吹捧为节省时间和金钱的重要工具。我最近在一家轴承生产工厂，那里的主轴转速可以达到120,000 rpm或更高。考虑到轴承寿命通常以数百万转为单位，如果一切顺利，这些主轴上的轴承大约每90天更换一次也就不足为奇了。有人告诉我，要成功地维护这些机器有两个关键因素。首先是要有大量的替换主轴，其次是要有预测特定主轴何时会故障的能力。解决第一个问题是资本投资和库存控制问题。然而，第二项，失败预测，更有趣。

首先，如果主轴真的出现故障，磨床必须下线，这是一场灾难，因为整个生产线都宕机了。其次，这种故障通常发生在产生大量废料之后。尽早发现故障的发生，以便在产品质量或生产操作受到重大影响之前安排系统维护，这是至关重要的。

既然我们知道了“尽可能早地发现早期的故障”，那么我们该怎么做呢?事实证明，CBM的主要目标是理解操作的基线，然后遵循趋势。当进程发生一些意想不到的事情时，或者它的参数开始迅速变化时，这通常是一个很好的迹象，表明很快就需要进行维护。对于轴承主轴，可能是简单的振动分析，甚至是主轴润滑温度的迅速上升。当然，还有许多其他指标可以使用。然而，问题的关键在于，当系统处于良好的运行状态时设置基线并观察其随时间的变化，这种方法已被证明不仅在CBM主轴中是成功的，而且在许多其他操作和流程中也是成功的。

这个概念的美妙之处在于，有了现代技术，它很容易实现。例如，如果已知进程中的某个特定参数是进程运行状况的关键，则可以很容易地对其进行监视，以获得基线，并随后监视趋势中的重大变化。现成的技术，如无线网络与局域网(LANs)和广域网(wan)相结合，可以让生产控制人员知道建筑物内或不同大陆设备的未决问题，并可以安排纠正措施。对于新过程或复杂到简单的度量不知道或不可用的过程，可以使用各种方法来构建模型，例如基本统计或增强统计，甚至神经网络。其中许多功能可用于知名的包。

无论您正在运行的是一个记录良好且易于理解的流程(如纺锤)，还是一个新流程(如批量生物制造流程)。只要您可以在流程处于正常状态时为其建立基线，您就可以轻松而廉价地监视表明未决问题的更改。即使没有良好的流程模型，也可以做到这一点，并且可以使用现有技术远程完成。

随着时间的推移，这些系统的建模方面将变得更加准确，从而增加过程控制、质量、正常运行时间，并最终实现利润。这应该会让经理和投资者感到高兴。如果检测到潜在的问题，监控系统甚至可以发送电子邮件或拨打电话。这个电话是否能让人开心可能取决于CBM系统在一天中检测到问题的时间。

作者信息

Thomas R. Kurfess，博士，体育博士，克莱姆森大学国际汽车研究中心宝马制造主席。

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