工业领域的状态监测在提高生产效率和产品质量方面起着关键作用。过去依赖于预防性维护和例行检查的方式已经不再能满足日益复杂的生产需求，随着工业物联网（IIoT）的兴起，设备状态监测逐渐成为一种关键策略，催生了预测性维护的实施。

图.设备状态监测（iStock）

一、状态监测的重要性

计划外停机对企业的损失非常大，据统计，每年有高达500亿美元的损失来自计划外停机。为了减少这种损失，改善设备的健康状况和可用性成为大多数企业的选择。状态监测解决方案的引入，不仅让设备有了“发声”的机会，还可以连续报告各种操作和健康参数。通过这些数据，企业可以识别出可能导致设备故障的症状和条件，从而实现基于实际资产状况的预测性维护，而不是事先计划的维护计划。这消除了不必要的计划停机，降低了相关成本和生产损失。

图.设备异常报警（PreMaint）

二、多种状态监测方法

工业状态监测的方法因被监测资产的不同而异。例如，对于旋转设备，常常使用振动分析。异常的振动可能意味着结构问题，如松动的轴承或错位的轴，需要采取纠正措施。除了振动之外，温度、湿度、压力、电流输入和声音水平等因素也是各种资产磨损的重要指标，涵盖了从电机、阀门、泵到储罐和管道等跨行业的设备。

在工业状态监测中，数据采集通常可以通过两种方式进行：技术人员使用手持点检仪四处走动排查设备，或者部署一个自动数据采集的工业网络。与流程自动化和控制任务不同，状态监测通常不需要高带宽和毫秒级的通信延迟。实际上，它主要使用小的遥测数据爆发，以周期性地每隔几秒或几分钟传输数据。更重要的是，要可靠且可扩展地从成千上万个数据采集点传输数据，无论是从设备本体还是独立安装的传感器设备。

三、无线技术的选择标准

图.不同无线技术的对比(PreMaint)

在工业环境中，无线技术是实现高效状态监测的关键。选择合适的无线技术时需要考虑多个因素：

1、覆盖范围和信号穿透能力

工业环境可能涉及大面积的设备和设施，有些可能位于深处或有障碍物阻挡。选择无线技术时，需要确保其具有足够的覆盖范围和信号穿透能力，以便数据能够稳定地传输到监测系统中。

2、低能耗

工业设备通常需要长时间运行，选择低能耗的无线技术可以延长传感器或设备的电池寿命，减少维护频率。

3、抗干扰能力

工业环境中存在许多干扰源，可能影响无线信号的稳定性。选择能够抵御各种干扰的无线技术可以确保数据传输的可靠性。

4、安全性

工业数据往往是敏感且重要的，因此所选无线技术应具备强大的安全性措施，包括数据加密和身份验证机制，以防止未经授权的访问和数据泄露。

5、系统扩展性和成本效益

选择支持系统扩展且具备合理成本的无线技术，可以在未来轻松添加新的传感器和设备，同时需要综合考虑硬件设备、部署、维护和运营成本，以确保所选技术在长期内具有良好的成本效益。

四、PreMaint无线监测方案

PreMaint结合了先进的无线技术和智能分析平台，旨在实时监测设备的状态、收集关键数据，并基于数据分析提供准确的设备健康状况评估。PreMaint利用数据驱动和业务机理等多种手段，实现了对多源异构数据的接入和融合处理。根据不同设备的结构和特点，PreMaint开发并应用了多信息融合的数据驱动诊断模型和预测模型。通过PreMaint平台，企业能够实现典型故障趋势的预测和设备健康度的评估。这种综合方法有助于提前发现潜在故障并预测其发展趋势，帮助企业采取相应的维修和保养措施，提高设备的可靠性和生产效率，为企业带来实际的价值和效益。