宇辰VMS振動監測系統:轉動設備健康的守護者
在工業4.0時代,設備的預防性維護與健康管理成為製造業提升競爭力的關鍵。宇辰系統科技的VMS振動監測系統(Vibration Monitoring System)是一款集先進AI分析技術、特有分頻技術與靈活架構於一體的智能解決方案,旨在實現轉動設備的即時監測、異常診斷與預測性維護。該系統不僅提升轉動設備運行效率,還透過數據驅動的維護策略降低停機風險與運營成本。
VMS系統特色
AI整合
異常偵測、故障診斷與剩餘壽命預測,超越傳統監測系統的被動診斷
分頻技術
提供精細化診斷,定位故障根源,提升維護精準度
靈活方案
無線與有線架構、感測器適配性滿足多元場景需求
數據價值
生成健康度指標與分析報告,支援科學決策
AI驅動的智能分析
技術描述:
VMS系統採用多種機器學習與深度學習演算法,包括Isolation Forest、類神經網路(Neural Networks)等,實現異常偵測、故障診斷與剩餘壽命預測。系統基於超過10萬筆故障數據(以小馬達為例)訓練AI模型,異常偵測準確率達90%以上,能自動學習設備的正常振動模式,並在異常發生時即時發出警報。
功能細節:
異常偵測:利用 Isolation Forest 演算法,根據歷史數據建立正常運作模型,快速識別異常振動模式。
故障診斷:透過類神經網路分析振動數據,預測故障原因,如軸不平衡、軸承損壞或齒輪磨損。
剩餘壽命預測(RUL, Remaining Useful Life):基於歷史數據與振動趨勢,採用線性回歸或長短期記憶網路(LSTM)估算設備剩餘運作壽命。
特有的分頻技術原理
技術描述:
VMS系統採用基於頻譜分析的分頻技術,通過快速傅立葉轉換(FFT, Fast Fourier Transform)將時域振動信號轉換為頻域信號,分解出不同頻率成分,從而精確診斷設備各零件的健康狀態。每個部件(如軸承、葉片)在振動時會產生特定的頻率特徵,分頻技術可繪製頻譜圖並識別異常來源。
技術優勢:
相較於傳統的總振動量監測(RMS, Root Mean Square),分頻技術提供更高解析度的診斷資訊,能定位具體故障點。例如:軸承損壞可能在高頻段(>1kHz)出現尖峰,而軸不平衡則在中低頻段(<100Hz)顯現。
無線與有線方案的靈活應用
技術描述:
VMS系統提供無線(Wi-Fi、5G)與有線(Ethernet)兩種傳輸方案,並可根據應用場景調整感測器類型與系統架構。無線方案適用於佈線困難的環境(如移動設備或偏遠廠區),有線方案則適用於數據傳輸穩定性要求高的場景(如半導體潔淨室)。
技術優勢:
靈活性:客戶可依需求選擇傳輸方式,混用無線與有線架構。
感測器適配性:系統支援多種類型的振動感測器(如加速度計、速度計),可針對不同設備調整監測參數。
健康度指標與數據分析
生成指標:
VMS系統基於AI與分頻技術,生成以下參考價值數據與健康度指標:
健康度評比:參考ISO 10816振動標準,結合振動穩定度與剩餘壽命,生成0-100的綜合評分。
剩餘壽命預測:以小時或運行週期為單位,預估設備剩餘運作時間(如軸承剩餘壽命5000小時)。
故障診斷報告:自動生成異常頻率分佈圖與故障原因分析(如「軸承磨損,建議更換」)。
數據應用:這些指標與報告可作為維護決策依據,幫助客戶優化保養計畫、降低停機風險。
其他系統比較:台灣大多數振動監測系統僅提供振動強度數據,缺乏健康度指標與預測性分析,VMS系統在此方面更具實用性。
案例說明&效益
透過預知診斷保養設備,可減少18~25%的維護成本,降低非預期停機,並提升5~15%稼動率
排送風設備 (Exhaust Fan)
工廠風機經常性故障停機,空調系統也發生過中斷事件,後藉由VMS系統監測振動,提早發現軸心偏移問題,維修費用減少20%,停機時間縮減60%!
機械式蒸氣再壓縮 (MVR)
廠區內MVR壓縮機效能變差,耗電量明顯上升,經VMS系統實時監控,發現軸承損壞並及時修復,促使能源效率提高15%,避免百萬美元停機損失。
冷卻塔 (Cooling Tower)
一日POC系統發現齒輪箱振動異常,總振動量已達4.6mms/s,超過ISO 10816規範的4.5mms/s警界值,經診斷後為齒輪偏心不對中。及時校正後預估可節省60%更換成本,減少70%停機時間。