电机远程运维 第2部分：故障诊断模型要求 编制说明

编制说明（征求意见稿）一、工作简况1、任务来源本项目是根据《关于印发2022年第四批中国机械工业联合会团体标准制修订计划的通知》（机械标【2022】198号），项目编号20220403，对项目名称《电机远程运维第2部分：故障诊断模型要求》进行制定。主要负责单位为上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司，计划完成时间2023年11月。2、主要工作过程起草阶段：由上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司牵头组织《电机远程运维第2部分：故障诊断模型要求》的制定工作，得到了行业内骨干企业的积极响应，成立了标准起草工作组。工作组通过调研电机的故障特征与故障模式，故障特征和故障模式的关系采用模糊控制的隶属度函数形成故障诊断基础模型。本项目以电机工业互联网平台为工具研究电机远程运维的故障诊断实现，在线监测得到电机特征参数，通过故障特征参数以及平台设定的该故障特征的电机特征参数的阀值通过故障特征隶属度函数模型计算故障特征隶属度。研究电机的故障特征与故障模式，列出电机常见的故障特征表与电机的常见故障模式表，其中故障模式按电机系统分层结构编码规则对故障模式进行唯一标识编码。故障模式隶属度函数用来计算故障模式与故障特征的关系程度，两者之间的充分条件关系与必要性条件关系矩阵是计算故障模式隶属度的基础。根据以上研究的内容，形成了本标准的工作组讨论稿。工作组于2023年5月30日，在常州召开了第一次标准会议，对标准工作组讨论稿进行了讨论。电机工业互联网平台是工业互联网落地于电机行业的应用，工作组成员均是电机行业的专家，所以讨论的重点在电机故障特征与故障模式的分级分类上。通过充分讨论与沟通，工作组对标准工作组讨论稿进行了相应的修改，主要包括以下4点：修改标准适用范围，由机座号355及以下且额定功率45kW以上的中小型电机变更为所有接入远程运维系统并网运行的工业用电动机。针对4.9补充要求电机本体故障分析模型的分析结果至少应能区分到电机定子、转子、轴承、通风等部件。补充7.4-7.6电机系统故障模式第二层描述。补充8.2.10特征值为0的隶属度线性变化的隶属度函数。工作组根据专家意见进行修改，形成了本标准的征求意见稿。二、标准编制原则和主要内容1.制定标准的原则1）本标准的编写格式按GB/T1.1－2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》；2）本标准结合国内实际生产和使用的情况而制定。2.标准主要内容本标准规定了工业用电动机远程运维系统故障诊断模型在电机工业互联网平台上的故障诊断结构与基本要求，电机故障特征及故障特征隶属度模型，电机常见故障模式，与故障特征的关系及故障模式隶属度模型。本标准的电机远程运维故障诊断模型在电机工业互联网平台上实现，边缘设备采集与预处理的电机特征参数上传至平台，平台上预设了电机特征参数的阀值。标准列出了电机常见故障特征表，要求根据特征参数阀值与故障特征隶属度函数模型计算故障特征的隶属度。本标准同时根据电机的系统分层结构列出了电机常见的故障模式表，故障模式按层级编码规则编码，故障模式与故障特征的关系满足充分条件和必要条件关系，以故障模式隶属度函数计算表示电机出现某种故障模式的程度。本标准从如何实现电机远程运维故障诊断出发，提出了实施故障诊断模型的技术要求与基础方法，为电机远程运维增加了核心价值。3.解决的主要问题本标准适用于指导行业内电机生产厂家、电机使用企业、以及产业链上下游相关企业等实现电机远程运维应用的故障诊断功能。故障诊断是电机远程运维的核心价值板块，标准给出了在电机工业互联网平台上实现该功能的指导，在线监测采集和预处理了电机特征参数，平台预设了特征参数的阀值，通过故障特征和故障模式的隶属度函数模型诊断故障。本标准列出了常用的故障特征与故障模式，给出故障诊断模型建设的基本方法。电机终端用户能获取准确的故障告警与有效的诊断信息，体现了远程运维的核心价值；平台建设者能得到正确搭建故障诊断模型的基本方向，解决了规划、设计和技术开发指导需求的问题。三、对应国家标准和行业标准的说明本标准是在没有国家标准和行业标准的情况下制定的，填补了电机行业工业互联网平台远程运维故障诊断模型的国内空白四、主要试验（或验证）情况分析本标准的制定收集了电机远程运维故障诊断领域的功能需求，结合上电科多年深耕的电机行业的知识体系，通过对于故障试验台样机，总结出电机常用故障特征与常用电机故障模式，并结合多年经验与电机理论知识制定电机常用故障模式表与层级编码标准中规定的故障诊断模型通过实际运行的电机工业互联网平台进行验证，平台通过在线监测数据与预设的电机特征参数模型、预设的特征参数阀值等验证了模型的适用性。五、标准中涉及专利的情况本标准不涉及专利问题。六、预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况电机在我国各工业的各类机械与电气设备上应用非常广泛，应用占比达90%。2021年电机总产量为24865.9万kw。电机系统状态对企业生产效率的提高、精益生产及制造智能化具有重大意义。电机的损毁对企业及整个社会的安全生产及经济造成巨大影响。同时，安装在如风电、核电、油田等现场的电机运维条件恶劣，因此电机远程运维，尤其故障诊断、故障预测模型将对有效保证机组安全可靠运行，提升能效，增加企业经济效益起到重要作用，进而关系到我国工业产业的绿色可持续发展。工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，已成为工业形态的新趋势和经济增长的新引擎，“互联网+”向“万物+”转变，近年来制造业数字化升级转型趋势日渐明确。利用工业互联网技术实现电机全生命周期远程运维托管，加载核心诊断模型，使电机智能评估、诊断、预测等成为可能。故障诊断模型能及时地、正确地对异常状态做出判断，为企业预防或消除故障，对设备运行进行必要的指导，在提高设备运行的可靠性、安全性和有效性的同时把故障损失降低到最低水平；保证设备发挥最大的设计能力，制定合理的检查维修制度，在允许的条件下，充分挖掘设备潜力，延长服役期限和使用寿命，减低设备全生命周期投入的费用。通过故障诊断、故障分析为设备结构修改、优化设计、合理制造及生产过程及运行过程提供数据和信息。因此，故障诊断既能保证设备的可靠运行，又能获得更大的经济效益和社会效益。目前，我国的电机行业在远程运维应用中关于故障诊断模型的标准缺失，未形成统一的规范，无法满足如今电机行业在数字化智能化转型中的快速发展以及应用场景迅速变更的需求，因此有必要将《电机远程运维第2部分：故障诊断模型要求》部分纳入到旋转电机综合标准中。该标准的实施将有利于规范电机行业利用工业互联网实现故障诊断模型的建立与实施。切实发挥标准化和质量工作对企业及装备制造业的引领和支撑作用，推进结构性改革，促进产品产业迈向中高端，建设制造强国、质量强国。七、与国际、国外对比情况1.本标准为我国自主研发类标准，未采用国际标准。2.本标准在制订