“在電機(jī)損傷監(jiān)測過程中，預(yù)測性維護(hù)系統(tǒng)提前7天預(yù)警了堆垛機(jī)電機(jī)異常，為我們爭取了充足的維修時間，避免了一次計劃外停機(jī)事故。”日前，河北中煙張煙物流中心技術(shù)員孫鵬介紹。

在他身后，20多米高的自動化立體庫如同精密運轉(zhuǎn)的鋼鐵森林，5臺堆垛機(jī)在4273個貨位間穿梭自如。隨著設(shè)備使用年限增加、老化增速，為進(jìn)一步降低非計劃停機(jī)率，物流中心技術(shù)團(tuán)隊歷時3年，成功研發(fā)出自動化立體庫設(shè)備預(yù)測性維護(hù)系統(tǒng)。試運行半年以來，系統(tǒng)累計發(fā)出有效預(yù)警20余次，故障識別準(zhǔn)確率達(dá)98.6%，有效降低了設(shè)備停機(jī)率。

物流中心修理人員正在對系統(tǒng)預(yù)測出的故障進(jìn)行現(xiàn)場驗證。

河北中煙張煙自動化立體庫建成于2008年，設(shè)備連續(xù)運轉(zhuǎn)時間突破8萬個小時。“就像給馬拉松選手做體檢，必須在不影響比賽的前提下預(yù)判風(fēng)險。”修理組長徐志強(qiáng)說，傳統(tǒng)定期檢修導(dǎo)致年均無效停機(jī)76個小時，突發(fā)故障造成的單次停機(jī)嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度。

2020年的設(shè)備體檢報告顯示：32%的堆垛機(jī)導(dǎo)向輪存在隱性磨損，17處貨架立柱發(fā)生毫米級形變。技術(shù)團(tuán)隊意識到，必須從“計劃檢修”轉(zhuǎn)向“精準(zhǔn)預(yù)防”，構(gòu)建涵蓋機(jī)械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、定位精度的三維健康評價體系。

為精準(zhǔn)感知堆垛機(jī)和貨架因磨損造成的隱性故障，技術(shù)團(tuán)隊創(chuàng)新采用“高精度空間傳感+AI視覺+物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)架構(gòu)，在三個維度實現(xiàn)突破。

項目主要設(shè)計人員觀察電機(jī)運行參數(shù)。

空間形變毫米級感知。在每側(cè)貨架關(guān)鍵節(jié)點部署三軸加速度傳感器，實時采集貨架狀態(tài)信息。結(jié)合貨架視覺圖像數(shù)據(jù)，堆垛機(jī)存取貨時，系統(tǒng)通過對比歷史形變軌跡與實際位移數(shù)據(jù)，可檢測0.01毫米級的結(jié)構(gòu)形變。“就像給貨架做CT掃描，連金屬疲勞的‘早期癥狀’都能捕捉。”孫鵬說，沉降和形變問題在日常檢修時是技術(shù)難點，有了這套系統(tǒng)，就能將堆垛機(jī)和貨架循環(huán)載荷后的疲勞形變量化分析，并提前2周提示預(yù)警，為計劃檢修提供依據(jù)。

地基沉降動態(tài)預(yù)測。在立體庫地面植入高精度MEMS傳感器，結(jié)合工業(yè)以太網(wǎng)無線傳輸，構(gòu)建起一體化監(jiān)測網(wǎng)。系統(tǒng)不僅能實時顯示毫米級沉降變化，還能通過機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測未來30天地基演變趨勢。

驅(qū)動系統(tǒng)全生命周期管理。針對關(guān)鍵電機(jī)開發(fā)健康評估模型，融合振動頻譜分析、溫度場重構(gòu)、幅值非線性分析等數(shù)十項特征參數(shù)。依托三級預(yù)警機(jī)制提前識別故障，一級預(yù)警提示重點關(guān)注對象，二級預(yù)警啟動維修預(yù)案，三級預(yù)警觸發(fā)停機(jī)維修。

依托技術(shù)團(tuán)隊對監(jiān)測數(shù)據(jù)的測算和對預(yù)測算法的優(yōu)化，兩套智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)運而生。高精度的傳感設(shè)備、快速精準(zhǔn)的通信網(wǎng)絡(luò)、縝密高效的核心運算，智能守護(hù)高架庫穩(wěn)定運行。

貨架監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)憑借先進(jìn)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)全方位的高效空間監(jiān)測與預(yù)警。系統(tǒng)運用多模態(tài)數(shù)據(jù)融合技術(shù)，將MEMS傳感器收集的數(shù)據(jù)與圖像處理結(jié)果進(jìn)行整合，實現(xiàn)對空間位置的持續(xù)精準(zhǔn)監(jiān)測。在此基礎(chǔ)上，通過形變趨勢預(yù)測功能，利用聚類算法深度分析數(shù)據(jù)，能夠提前發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險并啟動實時報警系統(tǒng)，確保信息及時傳達(dá)。此外，系統(tǒng)借助沉降數(shù)據(jù)可視化手段，運用隨機(jī)森林、GBDT等機(jī)器學(xué)習(xí)模型對特征數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練與分類，生成數(shù)據(jù)矩陣，智能推薦檢修優(yōu)先級，為維護(hù)空間安全提供科學(xué)依據(jù)。

項目主要設(shè)計人員檢測《設(shè)備結(jié)構(gòu)損傷檢測系統(tǒng)》軟件運行效果。

而在設(shè)備結(jié)構(gòu)損傷檢測系統(tǒng)中，電機(jī)健康指數(shù)動態(tài)預(yù)警可實現(xiàn)三級預(yù)警，為維修提供精準(zhǔn)指導(dǎo)；故障知識圖譜匯集維修案例，實現(xiàn)故障原因智能匹配。此外，系統(tǒng)采用雙模預(yù)警機(jī)制，通過計算機(jī)自主學(xué)習(xí)與專家經(jīng)驗進(jìn)行雙重校準(zhǔn)。該系統(tǒng)深度融入日常運維流程，跟班修理組長依據(jù)預(yù)警提示創(chuàng)建“今日重點監(jiān)測清單”；作業(yè)過程中，維修工結(jié)合系統(tǒng)檢查高風(fēng)險形變區(qū)域，依據(jù)智能預(yù)警信息檢查設(shè)備；檢修完成后，維修記錄自動回傳。通過“監(jiān)測—預(yù)警—處置—優(yōu)化”閉環(huán)管理模式，預(yù)防性維修占比從35%提高至82%。

“這套系統(tǒng)帶來的不僅是技術(shù)的變革，更是管理理念的升級。”物流中心負(fù)責(zé)人解添說，傳統(tǒng)“壞了再修”的被動模式，轉(zhuǎn)變?yōu)椤皵?shù)據(jù)驅(qū)動”的精準(zhǔn)運維——通過分析設(shè)備健康曲線，合理規(guī)劃大修周期；依據(jù)部件損耗規(guī)律，實施差異化備件策略；結(jié)合生產(chǎn)實際，動態(tài)調(diào)整檢測頻率。

解添表示，張煙將持續(xù)深化智慧物流建設(shè)，推動預(yù)測性維護(hù)系統(tǒng)向“全要素自感知、全鏈路自決策、全狀態(tài)自優(yōu)化”的智能倉儲目標(biāo)穩(wěn)步邁進(jìn)。（通訊員 閆宏