索辰信息科技智能檢測(cè)維護(hù)系統(tǒng)助重型機(jī)械延長(zhǎng)使用期限
2017-11-15 14:46 來(lái)源：索辰信息
重型機(jī)械—設(shè)備健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
現(xiàn)狀和問題：
國(guó)際上，大型冶金機(jī)械和電氣裝備制造商，如SMS、VAI、三菱、Siemens、ABB、東芝等都有完備的設(shè)備遠(yuǎn)程信息檢測(cè)和故障診斷系統(tǒng)，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和故障信息通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到遠(yuǎn)程的制造商設(shè)備監(jiān)測(cè)中心，對(duì)設(shè)備狀態(tài)實(shí)施在線監(jiān)測(cè)。另外，監(jiān)測(cè)中心將裝備信息與工藝緊密結(jié)合，對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行精密分析和診斷，為設(shè)備健康維護(hù)提供了良好平臺(tái)，提升了設(shè)備的現(xiàn)代化管理水平，有利于充分挖掘設(shè)備潛力，延長(zhǎng)設(shè)備使用期限。而國(guó)內(nèi)引進(jìn)裝備信息與工藝結(jié)合應(yīng)用不夠充分，缺少數(shù)字化仿真和模型化設(shè)計(jì)（MBD）的配合。很多設(shè)備運(yùn)營(yíng)商即使有PLM或PDM等系統(tǒng)，但缺少將設(shè)備群大量數(shù)據(jù)積累、整合、利用的能力，對(duì)設(shè)備狀態(tài)的預(yù)判力不足。不能完全做到在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警。
設(shè)備健康監(jiān)測(cè)智能決策系統(tǒng)包括模擬仿真和大數(shù)據(jù)可靠性雙預(yù)測(cè)數(shù)字平臺(tái)（如圖所示）。該雙平臺(tái)是與真實(shí)機(jī)器結(jié)合的數(shù)字化平臺(tái)，并在云平臺(tái)上運(yùn)行，結(jié)合數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的分析算法和其他物理量，來(lái)模擬健康狀態(tài)，預(yù)測(cè)使用壽命和故障。此系統(tǒng)首先從早期設(shè)計(jì)階段即建立起一個(gè)數(shù)字圖像，同時(shí)在設(shè)計(jì)階段，系統(tǒng)信息和物理量就被輸入進(jìn)去，如此，模擬模型被建立起來(lái)，這將為未來(lái)的分析做堅(jiān)實(shí)的工具基礎(chǔ)。初始量可以由統(tǒng)計(jì)產(chǎn)生，也可以從測(cè)試或者使用數(shù)據(jù)的制造工藝過程中得到。模擬模型可以被看作是一個(gè)真實(shí)機(jī)械設(shè)備的鏡像，或者虛擬傳感器，能夠不斷地記錄在之后的使用過程中的各種機(jī)械狀態(tài)。最終，它將同PLM、ERP等生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理軟件結(jié)合，聯(lián)同云計(jì)算技術(shù)和可靠性算法，這樣的模型可使管理者在有限的數(shù)據(jù)和惡劣的設(shè)備使用環(huán)境中，隨時(shí)知道機(jī)械的物理狀態(tài)，預(yù)測(cè)設(shè)備使用壽命和故障，更好的制定維修保養(yǎng)計(jì)劃。振華港機(jī)希望提高自身維保技術(shù)服務(wù)能力，提高維保業(yè)務(wù)效益和利潤(rùn)率，期望未來(lái)設(shè)備維保成為新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。
通過運(yùn)用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，實(shí)時(shí)檢測(cè)起重機(jī)狀態(tài)，通過對(duì)岸吊機(jī)房?jī)?nèi)小車及提升機(jī)構(gòu)的電機(jī)、齒輪箱、卷筒的裝填，對(duì)鋼絲繩磨損監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)小車狀態(tài)受控， 對(duì)起重機(jī)鹽霧度、水分等通過傳感器進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)岸吊小車車輪的狀態(tài)進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)，采用大數(shù)據(jù)傳輸處理分析技術(shù)，分析起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)，可以科學(xué)準(zhǔn)確地評(píng)估預(yù)測(cè)起重機(jī)的剩余疲勞壽命，尤其是大型起重機(jī)的剩余壽命。提前預(yù)知岸橋故障隱患、判斷故障嚴(yán)重程度，精確定位故障部位，避免飛機(jī)劃停機(jī)，同時(shí)為維護(hù)提供決策支持。進(jìn)行有針對(duì)性的預(yù)防，防止傷亡事故的發(fā)生，減少經(jīng)濟(jì)損失。此外，通過整合設(shè)備管理規(guī)章制度和業(yè)務(wù)流程，緊密結(jié)合狀態(tài)監(jiān)測(cè)、維修、使用和環(huán)境等信息，對(duì)涉及設(shè)備健康的因素進(jìn)行全面過程控制，對(duì)維修活動(dòng)進(jìn)行計(jì)劃和優(yōu)化。
系統(tǒng)架構(gòu)組成包括如下幾部分：
(1) 監(jiān)測(cè)信號(hào)采集處理系統(tǒng)
(2) 性能退化模型
(3) 壽命預(yù)測(cè)：
(4) 故障預(yù)警
(5) 性能評(píng)價(jià)智能子模型分析及設(shè)備壽命預(yù)測(cè)
(6) 維修專家系統(tǒng)
(7) 數(shù)值仿真系統(tǒng)
(8) 數(shù)據(jù)利用服務(wù)：健康相關(guān)的工業(yè)數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)，并按照利用模型以多維方式進(jìn)行清洗和處理，以供應(yīng)數(shù)據(jù)利用。
(9) 管理決策服務(wù)
重型機(jī)械—疲勞損傷
現(xiàn)狀：
在日益嚴(yán)酷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，產(chǎn)品的壽命和可靠性成為人們?cè)絹?lái)越關(guān)注的焦點(diǎn)，每年有大量產(chǎn)品因結(jié)構(gòu)疲勞在其有效壽命期內(nèi)報(bào)廢，而重型機(jī)械設(shè)備中由于疲勞破壞造成的惡性事故也時(shí)有發(fā)生。耐久性問題的出現(xiàn)造成許多產(chǎn)品失去競(jìng)爭(zhēng)力，給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)又使企業(yè)形象承受巨大的負(fù)面影響。在中國(guó)，疲勞耐久性與可靠性問題更是普遍存在，是國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品缺乏國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的最重要因素之一。因此許多企業(yè)開始將疲勞耐久性定為產(chǎn)品質(zhì)量控制的重要指標(biāo)。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展而誕生的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)，使企業(yè)以較低的成本設(shè)計(jì)出高耐久性產(chǎn)品成為可能。通過相應(yīng)的仿真分析軟件，可在物理樣機(jī)制造之前進(jìn)行疲勞分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，預(yù)測(cè)產(chǎn)品的壽命，真正實(shí)現(xiàn)等壽命周期設(shè)計(jì)，并可極大地降低制造物理樣機(jī)和進(jìn)行耐久性試驗(yàn)所帶來(lái)的巨額研發(fā)費(fèi)用。
挑戰(zhàn)：
疲勞分析是一項(xiàng)較為復(fù)雜的分析工作，通常需要分析者對(duì)所分析的問題，以及需要從分析中獲得什么樣的結(jié)果有一個(gè)深刻的理解，對(duì)分析人員的理論基礎(chǔ)知識(shí)要求比較高。比如，疲勞分析理論中材料的疲勞壽命性能，是基于對(duì)大量標(biāo)準(zhǔn)試件的重復(fù)疲勞試驗(yàn)得到的，其過程是通過對(duì)試件在某一方向上的往復(fù)循環(huán)加載實(shí)現(xiàn)的。所以，對(duì)于基于有限元結(jié)果的疲勞分析，載荷譜中應(yīng)力應(yīng)變的方向一致性是合理的疲勞分析非常重要的因素，常用的疲勞軟件卻很少提到這一點(diǎn)，分析人員很容易由于忽視它而得到不合理的疲勞預(yù)測(cè)結(jié)果。
索辰提供一款功能強(qiáng)大的疲勞耐久性仿真分析軟件。具備完整的通用算法和先進(jìn)的疲勞分析能力，軟件可以模擬絕大多數(shù)的疲勞破壞，可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)評(píng)估對(duì)象指定載荷方向上的疲勞評(píng)估，也可以設(shè)自動(dòng)啟用搜索角度的方法，找出復(fù)雜載荷歷程下的最大損傷方向和相對(duì)應(yīng)的損傷、壽命值。
高周疲勞的應(yīng)力壽命計(jì)算
低周和高周疲勞的應(yīng)變壽命計(jì)算
基于臨界面法的多軸疲勞壽命
復(fù)雜載荷條件下的耐久極限、安全因子
焊接疲勞壽命
復(fù)雜多樣的載荷譜構(gòu)造模式
企業(yè)介紹
上海索辰信息科技有限公司成立于2006年，總部位于上海，70%為研發(fā)與技術(shù)工程師。我們遵照“理性創(chuàng)新、和衷共濟(jì)、互利共贏”的共同行為準(zhǔn)則，基于全球最佳實(shí)踐和領(lǐng)先技術(shù)，為客戶提供產(chǎn)品全生命周期協(xié)同研制系統(tǒng)軟硬件、SAAS服務(wù)。產(chǎn)品和服務(wù)覆蓋研發(fā)前沿工程、數(shù)字化設(shè)計(jì)及智能制造。客戶廣泛分布在重型機(jī)械、地面交通、電子、建筑、航空、航天、兵器、船舶、光電、動(dòng)力設(shè)備等行業(yè)。
索辰信息科技公司是上海產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院仿真聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室和民企全國(guó)軍工行業(yè)工作委員會(huì)副理事長(zhǎng)單位，也是上海市軟件及高新企業(yè)，獲得自主軟件著作權(quán)30余項(xiàng)，通過ISO9001和國(guó)軍標(biāo)9001B質(zhì)量管理體系認(rèn)證。
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