工程装备监测维护 1

工程机械装备智能监测与运行维护INTELLIGENTMONITORINGANDOPERATIONMAINTENANCEOFCONSTRUCTIONMACHINERYANDEQUIPMENT01请替换文字内容02请替换文字内容03请替换文字内容目录CONTENTS第1章概述概述工程机械是工程施工中非常重要的设备之一,在我国经济发展中发挥着重要作用,常用于建筑、化工、电力等行业。工程机械装备是非常复杂的机、电、液一体化产品,并不断向着高速度、高功率、高可靠性、大型化的方向发展。然而,由于工程机械装备工作场景多为室外露天,环境恶劣,且工程机械结构复杂,设备使用过程中经常出现各种各样的故障,如电机故障、机械传动故障、液压系统故障等,这些故障如未被及时发现和处理可能导致严重的安全事故。因此,围绕工程机械装备展开故障诊断和寿命预测技术的研究,对提高工程机械施工运行可靠性有着极其重要的意义。我们围绕工程机械装备及其重要零部件,设计了从制造、服役,到再制造的全生命周期智能运维系统,如图1-1所示展示了面向工程机械装备关键零部件的制造-服役-再制造全生命周期智能运维系统。第2章介绍了工程机械装备运维系统的研究现状和市场前景。第3章和第4章分别介绍了先进信号处理技术和人工智能技术在工程机械装备智能监测与运行维护中的应用。其中,信号处理技术包括时域分析、频域分析及时频域分析等方法,介绍了一种新的稀疏时频分析模型框架来处理非线性和非平稳信号。人工智能技术以机器学习算法和深度学习算法为主。基于此,我们介绍了一种新的深度稀疏学习算法,有效提升了预测性维护模型在零部件故障诊断方面的准确率。概述第5章介绍了大数据分析在工程机械装备智能监测与运行维护中的应用。概述了大数据的概念及特征,分析了应用的具体流程,包括数据的实时采集、存储、分析与应用等。随后介绍了统一判别流形学习等一系列先进算法,并通过实验验证其在故障特征提取与诊断中的有效性,为智能监测与维护提供了技术支撑。第6章介绍了面向工程机械装备关键零部件制造阶段的智能运维系统框架,该框架包括:在制造过程中对加工机床进行状态监测,实现机床状态评估、刀具磨损判断及寿命预测;对轴承、齿轮等关键零部件的加工过程进行状态监测,优化制造加工工艺,实现智能生产管理;在工程机械装备关键零部件进行装配时,对工业机器人等进行状态监测,保障装配质量。第7章介绍了针对工程机械装备关键零部件服役阶段的预测性维护技术,搭建了工程机械装备关键零部件在服役阶段的智能运维系统框架。通常,工程机械装备主要包括动力系统、液压系统、控制系统等子系统。此外,针对新能源工程机械装备,其电池的健康状态监测也值得关注。通过对它们的典型故障进行分析,建立基于模型的寿命预测及故障诊断方法;在工程机械装备施工过程中,通过传感器对运行状态信息进行收集,建立数据驱动的故障诊断及寿命预测方法,对重要零部件进行预测性维护。概述第8章建立了面向工程机械装备关键零部件再制造阶段的智能运维系统框架。当关键零部件出现故障时,通过虚拟现实、增强现实等技术进行远程的专家指导辅助检修;建立基于数字孪生的再制造系统,对损坏的关键零件进行无损检测、评估,然后进行再制造。第9章介绍了面向盾构机的智能运维系统框架。阐述了盾构机的工程价值及智能运维的概念,分析其核心结构与典型故障,介绍了盾构机智能运维系统框架的组成和各部分的作用,重点探讨了异常检测技术的原理及其在主驱动电机监测等场景的应用,可以实现故障早期预警,提升盾构机的可靠性。本教材除了介绍了基于模型和数据混合驱动的预测性维护技术以外,还建立了面向工程机械装备智能运维的群学习系统,全球的工程机械装备企业可以在保护自己数据隐私的情况下进行高效的数据分享,对数据进行整合,共同提高模型训练的效率。所有参与者都可以相互学习,对他们的数字孪