預(yù)測(cè)性維護(hù) (Predictive maintenance，PdM) 是通過(guò)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，定期或連續(xù)地監(jiān)測(cè)其運(yùn)行的狀況，預(yù)測(cè)設(shè)備未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，優(yōu)化設(shè)備的性能和使用壽命。根據(jù)裝備狀態(tài)的發(fā)展趨勢(shì)和可能的故障模式，預(yù)先制定預(yù)測(cè)性維修計(jì)劃。預(yù)測(cè)性維護(hù)是以狀態(tài)監(jiān)測(cè)、異常檢測(cè)和分類(lèi)算法統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制原理為基礎(chǔ)，利用預(yù)測(cè)模型監(jiān)測(cè)來(lái)預(yù)測(cè)設(shè)備狀態(tài)變化趨勢(shì)，從而確認(rèn)未來(lái)合適的維護(hù)時(shí)機(jī)。

預(yù)測(cè)性維護(hù)是通過(guò)安裝在工業(yè)設(shè)備上的傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)判故障可能發(fā)生的時(shí)間，如果存在故障隱患，將會(huì)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警或者維護(hù)命令。

預(yù)測(cè)性維護(hù)基于“數(shù)字孿生”技術(shù)，提供了很好的解決方案，被譽(yù)為工業(yè)4.0領(lǐng)域的核心創(chuàng)新之一。

一、預(yù)測(cè)性維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)

延長(zhǎng)機(jī)器使用壽命

通過(guò)識(shí)別問(wèn)題，使設(shè)備保持最佳狀態(tài)并防止小問(wèn)題變成大問(wèn)題，有助于延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

最大限度地降低維護(hù)成本

在物聯(lián)網(wǎng)傳感器的幫助下，很容易檢測(cè)異常并在問(wèn)題變得不可逆轉(zhuǎn)之前進(jìn)行修復(fù)。這最大限度地減少了由于計(jì)劃外機(jī)器停機(jī)而導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)受挫的可能性。

減少停機(jī)時(shí)間

預(yù)測(cè)性維護(hù)通過(guò)在故障發(fā)生前解決問(wèn)題，從而顯著減少停機(jī)時(shí)間。這有助于有效地優(yōu)化資源計(jì)劃或?qū)⒕S護(hù)安排在工作時(shí)間之外。預(yù)測(cè)性維護(hù)解決方案可以減少大約 45% 的停機(jī)時(shí)間。

增強(qiáng)安全性

在任何工業(yè)環(huán)境中，安全都是重中之重。設(shè)備故障會(huì)對(duì)人員和運(yùn)營(yíng)構(gòu)成重大風(fēng)險(xiǎn)。預(yù)測(cè)性維護(hù)通過(guò)確保設(shè)備可靠運(yùn)行并在潛在故障變得危險(xiǎn)之前得到解決來(lái)提高安全性。

二、PHM技術(shù)可以做什么

對(duì)（大型）設(shè)備，在維修更換數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)退化數(shù)據(jù)建模的基礎(chǔ)上，進(jìn)行可靠性的動(dòng)態(tài)評(píng)估和故障的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，以及基于評(píng)估和預(yù)測(cè)的信息制定科學(xué)有效的健康管理策略。

PHM技術(shù)的六大功能點(diǎn)分別是數(shù)據(jù)獲取、特征提取、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、健康評(píng)估、故障預(yù)測(cè)和維修決策。

數(shù)據(jù)獲取

就是使用各種傳感器把設(shè)備參數(shù)采集起來(lái)。一些大V口中常說(shuō)的萬(wàn)物互聯(lián)，就是基于物聯(lián)網(wǎng)（或細(xì)分行業(yè)中常說(shuō)的車(chē)聯(lián)網(wǎng)、船聯(lián)網(wǎng)）來(lái)實(shí)現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)就是把待監(jiān)測(cè)設(shè)備的各類(lèi)型參數(shù)采集起來(lái)的大網(wǎng)絡(luò)。就是對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，提取一些能表征設(shè)備狀態(tài)的特征。比如想要判斷一個(gè)人有沒(méi)有發(fā)燒，就去測(cè)量體溫。這里體溫就是表征這個(gè)人是否發(fā)燒的特征。

狀態(tài)監(jiān)測(cè)

比如對(duì)上述提取的特征設(shè)置個(gè)閾值（不一定是硬閾值，如模糊邏輯，這里就不細(xì)說(shuō)了）。比如37 ℃或37.3 ℃作為閾值，超過(guò)了就判斷發(fā)燒了。健康評(píng)估。可以簡(jiǎn)單理解為使用上述眾多特征及其對(duì)應(yīng)的閾值，綜合評(píng)估人的健康狀態(tài)。比如使用體溫、血壓、心電圖等等綜合評(píng)估健康指數(shù)。

故障預(yù)測(cè)

基于上述結(jié)論，進(jìn)一步預(yù)測(cè)病人病情是在好轉(zhuǎn)還是惡化，如果可能惡化，那么惡化的速度會(huì)如何。維修決策。基于故障預(yù)測(cè)結(jié)果，制定治療方案。比如預(yù)測(cè)病人病情正在好轉(zhuǎn)為輕癥，那就繼續(xù)療養(yǎng)；否則重癥監(jiān)護(hù)室、準(zhǔn)備手術(shù)等措施就要提早準(zhǔn)備及時(shí)跟進(jìn)。

三、預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)應(yīng)用在哪些行業(yè)領(lǐng)域

航空航天、軌道交通、風(fēng)力發(fā)電、電力裝備、機(jī)床刀具、工業(yè)機(jī)器人、汽車(chē)電子、智能制造等。

四、測(cè)試項(xiàng)目

1、狀態(tài)監(jiān)測(cè)算法測(cè)評(píng)

基于閾值的監(jiān)測(cè)算法:狀態(tài)監(jiān)測(cè)算法可分為兩種，分別是基于固定閾值的判別方法和基于相對(duì)閾值的判別方法。

2、故障診斷算法測(cè)評(píng)

專(zhuān)家系統(tǒng)測(cè)評(píng):專(zhuān)家系統(tǒng)可應(yīng)用人工智能技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，根據(jù)領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行推理和判斷，基于專(zhuān)家系統(tǒng)的特征數(shù)據(jù)匹配度，獲得故障診斷的結(jié)果。

機(jī)器學(xué)習(xí)算法測(cè)評(píng):機(jī)器學(xué)習(xí)算法可通過(guò)狀態(tài)特征的分類(lèi)，獲得故障診斷的結(jié)構(gòu)。

3、壽命預(yù)測(cè)算法測(cè)評(píng) 

基于用戶(hù)定義的失效閾值，壽命預(yù)測(cè)算法能夠推演預(yù)測(cè)特征的軌跡在何處與失效閾值相交，并得到壽命終點(diǎn)時(shí)間，進(jìn)而獲得壽命預(yù)測(cè)的結(jié)果。

五、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 43555-2023《智能服務(wù) 預(yù)測(cè)性維護(hù) 算法測(cè)評(píng)方法》