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        智慧工廠:數字孿生3D傳動設備智能運維和生產安全

        來源:智匯工業

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        所屬頻道:新聞中心

        關鍵詞:智慧工廠 3D打印 數字孿生

          皮帶傳動設備是礦物生產系統的命脈,又時刻關系著工作人員的生命安全,是礦業安全生產的關鍵所在。在傳統生產過程中,生產設備內部的各種化學反應、物理變化和重要參數等都從外部無法看出,只有通過大數據、全連接、全協同打通數據孤島,才能加快整個行業的轉型升級步伐。正因如,礦物行業擁有著工業互聯網最豐富和復雜的應用場景。作為一家立足于數字孿生行業,時時刻刻也為“其”服務的一家科技公司,所有客戶都在思考怎么提高礦山皮帶傳輸的安全,博維數孿在擅長的專業領域貢獻一份力量。圍繞礦產企業管理模式變革的需求,借力能源綠色低碳轉型的契機,以信息技術廣泛應用為主導,大力推進“智能制造”,并與博維數孿合作,率先將 IoT、可視化、數據分析相關技術引入礦產行業。打造基于數字孿生云平臺的智慧傳動設備運維平臺,以智能管控賦能企業高質量發展,抓好數智化轉型新機遇,推動礦物行業綠色低碳高質量發展。

          助力井工煤礦提升設備智能運維和生產安全

          煤--能源組成重要部分,煤的開采較其他礦開采環境差,技術難度大,現行的定期維修與事后維修模式均已無法滿足現代設備的運行維護需求,采用基于設備實時在線狀態監測、故障預測的管理模式,已成為設備管理人的共識,博維數孿基于工廠數字孿生的在線監測故障預測模式可以有效規避事后維修、人工點巡檢、定期檢修等帶來的設備管理風險。為關鍵設備安裝在線監測系統,相當于為設備資產購買了可靠的“保險”。博維數孿為煤礦井下設備設計的預測性維護系統采用成熟的振動、溫度、光纖測溫、電流等相結合的監測技術手段,減少關鍵設備非計劃停機時間,有效避免重大安全事故的發生,助力井工煤礦提升設備智能運維和生產安全,具有很大的現實意義。博維數孿自主研發的數字孿生產品,從數字孿生動畫、工藝流程圖、駕駛艙三個維度對傳動設備多個傳感數據進行可視化展示?;皵怠睘椤拔铩?,將原本分布在跨幾十個業務系統數據全部整合融入。每傳送一塊煤炭,它的傳送物流和信息流都會實時匹配,工藝質量數據也會在線實時監控。

          安全,是一座礦山生產發展的底線,通過博維數孿煤礦井下設備預測性維護系統,可實現工頻故障、電氣故障、機械部件損傷等類型故障的監測,為安全生產保駕護航。1、發現故障的早期征兆,以便企業采取有效的維護措施,避免重大安全事故的發生;2、分析故障原因,確定故障根源并預測損傷部件使用壽命,協助制定檢維修計劃;3、通過長期有效的監測,優化設備檢維修工作計劃,統籌安排人力以及備件的準備,降低管理成本,實現備品備件采購計劃的合理安排;4、通過在線監測的預知維修實現前瞻性維護,避免非計劃停機,提高設備的可利用率,避免因此造成的生產損失和維修成本;5、幫助企業積累設備運行數據,建立失效模式,改善后續設計。

          機械設備,尤其是帶動力或旋轉設備,對于組件共振、不平衡、不對中、潤滑油污染、齒輪嚙合故障、電機葉片故障、定子故障、轉子故障、軸承故障等都伴隨著振動信息的變化,設備故障的發生發展過程有其客觀的規律,一般說來,設備在使用過程中,其性能或狀態隨著使用時間的推移而逐步下降。

          當故障達到一定程度,就表征出聲音的變化,人工巡檢時也主要通過聲音來辨別設備是否存在故障。但當通過聲音發現設備存在故障時,設備故障就已經達到不可逆轉的地步,我們可以用振動傳感器對設備進行監測,利用傳感器的靈敏性,配合智能算法,在故障早期就加以異常識別。并對監測數據進行趨勢管理,預測監測數據超出設備正常運行允許值的時間,提前安排維修,避免故障惡化,避免突發事故的發生。利用長期監測數據,提前設備故障特征,對異常數據進行故障特征匹配,判斷設備可能出現什么樣的故障,指導設備進行維護。并利用訓練的設備模型,可預測設備剩余生命,智能監測對于煤礦井下設備,如皮帶運輸機、刮板機、風機、采煤機、泵等核心設備,根據設備運行特點,增加監測傳感器,采集設備運行靜壓、風量、瓦斯濃度、風機軸承溫度、電機軸承溫度、電機繞組溫度,風機振動、噪音,電機功率、電流、電壓、功率因數等等數據,數據通過礦井監測網絡傳輸到應用服務器,進行數據處理、故障分析等應用,數字孿生虛擬傳動設備產線實時展示安全問題與故障顯示,并輔以告警,實時顯示設備運維實時數據變化趨勢,使操作人員及時了解傳動設備變化,并及時發現設備異常情況,以利于主動地調傳動設備運行。

          博維數孿的基于實時3D工作流程的數字孿生系統,數字孿生系統通過讀取后端實時傳入的傳感器數據來動態呈現,提供監測范圍調節功能,可根據需要來調節不同峰值下的參數模型性能表現。采用這種數據驅動的方式監測傳動設備性能變化和生產安全。 一、皮帶機在皮帶運輸機的電機、減速機上、驅動滾筒上加裝無線振動溫度傳感器,采集設備運行過程中振動溫度數據,傳感器采集的數據通過無線傳輸給中繼器。中繼器安裝在適合區域,一個中繼器可以接收多個傳感器傳輸的數據。中繼器將傳感器信號轉換成以太網,通過礦井監測網絡傳輸給博維數孿數據服務器,進行數據處理、存儲等。

          二、通風機煤礦的通風系統又被稱為其“呼吸系統”,它的正常運行對于保證礦井的安全有著十分重要的促進作用。博維數孿對通風機工作狀態進行在線監測。采集、顯示通風機房各設備運行的工藝參數、電氣參數、電氣設備運行的狀況。

          監測參數包括風機的入口靜壓、風量、瓦斯濃度、風機軸承溫度、電機軸承溫度、電機繞組溫度,風機振動、噪音,電機功率、電流、電壓、功率因數;風機閘門開關狀態,制動器開關狀態,風機主電機開停信號及正反轉信號,高壓柜斷路器合、分閘位置、彈簧機構儲能狀態、接地開關及實驗位置、故障報警、事故跳閘、保護裝置異常等信號。實時顯示風機運行的工況點和效率,保證生產安全進行。三、采煤機博維數孿的數字孿生產品方案可對采煤機工作狀態進行在線監測,監測參數包括位姿感知、運行環境狀態感知、機載視頻感知、人員臨近識別、智能防碰撞檢測、直線度感知、基于振動的煤巖識別感知。監測傳感器主要包括流量傳感器、傾角儀、油位傳感器、編碼器、振動傳感器、壓力傳感器、礦用攝像儀、溫濕度傳感器、瓦斯傳感器。提升綜采面采掘工作的安全性和穩定性,實現采煤機故障在線診斷、設備全生命周期管理,為全面高效完成安全生產目標奠定了基礎。

          四、數據駕駛艙隨著計算機技術的日趨成熟,我國礦業企業的信息化建設得到快速發展。與此同時,企業積累的數據也越來越多,礦業企業數據的爆炸式增長蘊含著巨大的商業價值。然而,在面對客戶消費行為的海量數據時,傳統的基于大型服務器的數據倉庫和數據分析技術難以滿足異構數據源數據的應用轉化要求。

          基于此,博維數孿開發了一個旨在提高數據資源復用性,統一的、快速響應的、能夠多維度深層次直觀展示產品設備生產分析系統。把傳動帶相對復雜的、抽象的數據通過可視的、交互的方式進行展示,從而形象直觀地表達數據蘊含的信息和規律。管理者像在汽車駕駛艙里面對儀表盤一樣,直觀地監測運營情況,并對異常關鍵指標預警和挖掘分析。客戶價值集中管控博維數孿將傳動設備的模型進行 1:1 還原,用戶可根據漫游視角查看設備細節。并將設備狀態、計劃維護、運轉時刻、供養時長、煤塊重量等數據接入博維數字孿生平臺系統面板,幫助業務人員實現場景內傳動設備生產全流程實時狀態展示,形成煤礦生產流程可視化,并輔以電流,實際轉速、線速度等數據。便于分析生產過程中的各項指標,管理人員無需到現場即可通過平臺進行各方協調統籌。設備運維預測和生產安全為了保證采煤設備的安全、穩定及長周期運行,更加科學地進行設備檢修及維護,博維數孿生對煤礦關鍵設備加裝在線監測系統,以實現設備運行數據的 24 小時不間斷采集,通過系統自動實時分析及遠程診斷專家輔助數據分析,實時掌握設備的實際狀態,通過完善的智能報警策略,第一時間發現設備異常,以更從容的準備備件、安排檢修計劃等,減少關鍵設備的非計劃停機時間,避免安全事故發生。同時通過加裝在線監測系統,所有的數據分析和診斷工作,交由專業系統以及遠程診斷專家承擔,確保報告的準確性和有效性。提高工作效率與培訓質量博維數孿數字孿生產品方案創建提供煤塊生產流程,為傳動帶設備作業人員提供圖形注釋。他們能很快理解任務內容并變得熟練起來。從而避免了生產延遲,提高作業效率。總結傳統工業生產逐步向智能化生產轉變,縱觀世界范圍內的工業變革,智能制造、智能數據、智能產品、智能服務等新的生產形態已對工業企業的生產管理、服務模式提出了新的要求和挑戰。隨著以云計算、大數據、物聯網為代表的新一代信息技術加速應用,在工業生產領域,自動化、智能化的產品和生產設備之間的互聯互通已成為智能制造建設發展的重要基礎。博維數孿將人工智能、數字孿生、3D可視化、工業物聯網、大數據融入礦業生產運營,持續創新賦能礦山,創造出可觀的實際價值。博維數孿打造的工業數字孿生平臺,是一個可以實現平臺彈性伸縮、設備接入、設備運維、數字工廠的一體化平臺,為企業客戶構建智能化生產運營的物聯網基礎設施,能夠實現數字化、可視化、智能化的管理運營,設備數據貫穿產品創新、生產運營、資產維護等全業務鏈條,全面推動工業企業數字化轉型、智能化發展。

          (審核編輯: 智匯lucy)

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