天馬軸承牽頭攻克面向大數(shù)據(jù)的高端軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)與健康管理技術(shù)

    2024年6月6日，工業(yè)和信息化部產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)中心在浙江湖州組織召開了由浙江天馬軸承集團(tuán)有限公司牽頭承擔(dān)的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“制造基礎(chǔ)技術(shù)與關(guān)鍵部件”重點(diǎn)專項(xiàng)“面向大數(shù)據(jù)的高端軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)與健康管理技術(shù)”項(xiàng)目綜合績(jī)效評(píng)價(jià)會(huì)。專家組認(rèn)為項(xiàng)目完成了任務(wù)書規(guī)定的任務(wù)和考核指標(biāo)，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

    為了迅速提升我國(guó)重大裝備的智能運(yùn)維水平，2020年11月，由浙江天馬軸承集團(tuán)有限公司牽頭承擔(dān)的“面向大數(shù)據(jù)的高端軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)與健康管理技術(shù)”項(xiàng)目被列為國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“制造基礎(chǔ)技術(shù)與關(guān)鍵部件”重點(diǎn)專項(xiàng)。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人為西安交通大學(xué)曹宏瑞教授，其他參與單位包括石家莊鐵道大學(xué)、華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)、清華大學(xué)、上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)，以及中車唐山機(jī)車車輛有限公司、山東中車風(fēng)電有限公司、浙江荷清柔性電子技術(shù)有限公司。

    3年來，研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)風(fēng)電、高速列車等重大裝備軸承故障診斷準(zhǔn)確率低、預(yù)知維修困難等難題，圍繞大數(shù)據(jù)下軸承故障信息智能解析與診斷預(yù)測(cè)機(jī)制這一科學(xué)問題開展研究，突破了軸承監(jiān)測(cè)多源異構(gòu)大數(shù)據(jù)高質(zhì)量完備獲取、健康監(jiān)測(cè)指標(biāo)構(gòu)建與變工況動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、大數(shù)據(jù)下軸承多種故障深度遷移智能診斷、數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的軸承性能評(píng)估與壽命預(yù)測(cè)、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與健康管理系統(tǒng)云邊協(xié)同開發(fā)等５項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，完成了項(xiàng)目任務(wù)目標(biāo)和全部考核指標(biāo)。項(xiàng)目將理論方法與關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行集成，開發(fā)了高端軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)與健康管理系統(tǒng)，并在風(fēng)電和軌道交通行業(yè)的５家企業(yè)進(jìn)行了應(yīng)用驗(yàn)證，推動(dòng)風(fēng)電、軌道交通等行業(yè)由“定期維護(hù)”轉(zhuǎn)向“預(yù)知維護(hù)”。項(xiàng)目取得的重要成果、創(chuàng)新性、應(yīng)用前景及示范推廣等情況如下：

    1、突破了柔性復(fù)合傳感器制備技術(shù)，研制了集成柔性復(fù)合傳感器的軸承樣件，實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)、溫度、應(yīng)變等信號(hào)的嵌入式感知，解決了風(fēng)電、高速列車軸承安裝空間狹小、傳感器難以近距離安裝等問題。

    2、提出了變工況軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)指標(biāo)構(gòu)建及自適應(yīng)調(diào)節(jié)方法，研制了多源信號(hào)采集及監(jiān)測(cè)指標(biāo)邊緣計(jì)算工程樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)了軸承多源信號(hào)高速采集和狀態(tài)指標(biāo)快速計(jì)算。具備計(jì)算時(shí)域統(tǒng)計(jì)、頻域統(tǒng)計(jì)、時(shí)頻域指標(biāo)、時(shí)域同步平均指標(biāo)、殘差信號(hào)指標(biāo)、差分信號(hào)指標(biāo)等功能，技術(shù)成熟度高，滿足工程需求，已在寶雞中車時(shí)代工程機(jī)械有限公司等企業(yè)進(jìn)行應(yīng)用。

    3、提出了軸承多故障深度遷移智能診斷和剩余壽命預(yù)測(cè)方法，開發(fā)了基于大數(shù)據(jù)云平臺(tái)的高端軸承狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與健康管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜服役條件下軸承典型故障智能診斷及剩余壽命預(yù)測(cè)。研究成果在風(fēng)電、軌道交通行業(yè)的相關(guān)企業(yè)進(jìn)行了應(yīng)用驗(yàn)證。

    經(jīng)實(shí)測(cè)，本項(xiàng)目技術(shù)成果可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜多變工況下軸承早期故障監(jiān)測(cè)的漏報(bào)率和誤報(bào)率不高于10%、典型故障確診率高于95%、軸承剩余壽命預(yù)測(cè)相對(duì)誤差小于 15%，多項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際同類技術(shù)領(lǐng)域先進(jìn)水平，有助于迅速提升我國(guó)重大裝備的智能運(yùn)維水平。