在《世界是平的》一書(shū)中，作者托馬斯?弗里德曼曾描述這樣一個(gè)場(chǎng)景：一架波音777客機(jī)在飛行途中引擎遭遇雷擊，緊急關(guān)頭，引擎上的傳感器將引擎狀態(tài)數(shù)據(jù)通過(guò)衛(wèi)星傳輸?shù)揭嬷圃焐讨行目刂剖业挠?jì)算機(jī)上，人工智能復(fù)雜算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并自動(dòng)判斷引擎可能遭遇雷擊，通知工程師關(guān)注。工程師對(duì)飛行引擎進(jìn)行遠(yuǎn)程故障分析和診斷，決定飛機(jī)是否需要降落，以便進(jìn)一步檢查或維修，而無(wú)需等到飛機(jī)著陸才耗時(shí)進(jìn)行地面檢查。

    如今，這一場(chǎng)景在中國(guó)的許多工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的大背景下，越來(lái)越多的制造企業(yè)在向服務(wù)轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，將目光投向了代表智能服務(wù)新模式的遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)，而遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和重要服務(wù)內(nèi)容。

    憶往昔：回溯狀態(tài)監(jiān)測(cè)發(fā)展歷程

    狀態(tài)監(jiān)測(cè)是為了指示機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)，識(shí)別出機(jī)器狀態(tài)的顯著變化，通過(guò)一定的檢測(cè)、監(jiān)視、分析和判別方法，對(duì)異常、故障狀態(tài)及時(shí)做出報(bào)警，對(duì)機(jī)器的狀態(tài)參數(shù)（振動(dòng)、溫度等）進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并為進(jìn)一步的故障分析、性能評(píng)估等提供信息和數(shù)據(jù)的過(guò)程。

    這是預(yù)知性維修的重要組成部分，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的皁期征兆，采取相應(yīng)措施，避免、減少重大事故的發(fā)生；一旦發(fā)生故障，能自動(dòng)紀(jì)錄故障過(guò)程的完整信息，以便事后進(jìn)行故障原因分析；通過(guò)分析設(shè)備異常運(yùn)行狀態(tài)，揭示故障原因、程度、部位，為設(shè)備在線(xiàn)調(diào)理、停機(jī)檢修提供科學(xué)依據(jù)，延長(zhǎng)運(yùn)行周期，降低維修費(fèi)用；同時(shí)可充分地了解設(shè)備性能，為改進(jìn)設(shè)計(jì)、制造與維修水平提供有力證據(jù)。一般而言，常見(jiàn)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)包括：振動(dòng)分析和診斷、潤(rùn)滑分析、聲發(fā)射、紅外熱成像、超聲測(cè)試（材料厚度/缺陷檢測(cè)）、電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和電機(jī)電流特征分析、基于模型的電壓和電流系統(tǒng)等。

    回看狀態(tài)監(jiān)測(cè)幾十年的歷程，總共經(jīng)歷了從離線(xiàn)到在線(xiàn)，從監(jiān)測(cè)到診斷，從轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械到其他設(shè)備、從振動(dòng)到其他參數(shù)，從本地到遠(yuǎn)程的發(fā)展。

    從離線(xiàn)到在線(xiàn)：過(guò)去，由于傳感器和數(shù)據(jù)采集器價(jià)格高昂，早期的狀態(tài)監(jiān)測(cè)都以離線(xiàn)式為主。一臺(tái)可移動(dòng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，定期或不定期對(duì)多臺(tái)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行不連續(xù)地?cái)?shù)據(jù)采樣，然后分析機(jī)器的狀況。而現(xiàn)在，隨著傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D) 和計(jì)算等成本下降，越來(lái)越多的機(jī)械設(shè)備能夠支付在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的投資，從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)的數(shù)據(jù)采集。其好處是可以隨時(shí)了解機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀況，并根據(jù)狀況采取合理的運(yùn)行維護(hù)措施。

    從監(jiān)測(cè)到診斷：以往，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)僅提供一些狀態(tài)參數(shù)的數(shù)值，展示這些參數(shù)的變化趨勢(shì)，起到監(jiān)測(cè)作用。如今，得益于信號(hào)處理技術(shù)的廣泛采用，通過(guò)傅里葉變換、模式識(shí)別等算法，從信號(hào)中分離出與故障相關(guān)的敏感成分，使得分析和診斷功能不斷加強(qiáng)。經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練的工程師可以通過(guò)數(shù)據(jù)解讀，分析和判斷機(jī)械設(shè)備的故障。

    從轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械到其他設(shè)備、從振動(dòng)到其他參數(shù)：針對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的振動(dòng)監(jiān)測(cè)最早開(kāi)始廣泛采用監(jiān)測(cè)技術(shù)，發(fā)展至今已經(jīng)超過(guò)了50年。而今，隨著紅外熱成像、超聲、激光等新傳感技術(shù)的發(fā)展，狀態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用的對(duì)象也擴(kuò)展到更廣泛的設(shè)備和資產(chǎn)上，應(yīng)用領(lǐng)域大大拓展。

    從本地到遠(yuǎn)程：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，狀態(tài)監(jiān)測(cè)從本地監(jiān)測(cè)逐步發(fā)展為遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。用戶(hù)可以方便地將數(shù)據(jù)分享給千里之外的設(shè)備專(zhuān)家，以獲得專(zhuān)業(yè)的分析診斷服務(wù)。

    瞻未來(lái)：狀態(tài)監(jiān)測(cè)演進(jìn)方向

    狀態(tài)監(jiān)測(cè)經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，在未來(lái)又會(huì)怎樣演進(jìn)呢？以下是一些可能的發(fā)展趨勢(shì)：

    從維護(hù)到資產(chǎn)管理再到服務(wù)的新模式：狀態(tài)監(jiān)測(cè)目前是預(yù)知性維修的重要組成部分。近兩年，一些先進(jìn)企業(yè)，如中國(guó)石化、神華集團(tuán)等，在智能工廠(chǎng)項(xiàng)目中，將狀態(tài)監(jiān)測(cè)作為資產(chǎn)管理的核心模塊、評(píng)價(jià)和管理企業(yè)生產(chǎn)的核心資產(chǎn)。隨著行業(yè)中專(zhuān)業(yè)分工的不斷深化，狀態(tài)監(jiān)測(cè)將回歸到本原，成為設(shè)備制造商和專(zhuān)業(yè)服務(wù)商為設(shè)備用戶(hù)提供全生命周期增值服務(wù)的重要基礎(chǔ)和手段，狀態(tài)監(jiān)測(cè)將由技術(shù)導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)導(dǎo)向。甚至，狀態(tài)監(jiān)測(cè)可以為重要設(shè)備、資產(chǎn)的金融保險(xiǎn)服務(wù)創(chuàng)新創(chuàng)造條件。如德國(guó)安聯(lián)保險(xiǎn)，對(duì)配備合格狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)提供更優(yōu)惠的保費(fèi)。
 

    狀態(tài)監(jiān)測(cè)加快普及：隨著模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D) 、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS) 發(fā)展，IT技術(shù)成本不斷降低，狀態(tài)監(jiān)測(cè)將進(jìn)入快速普及期。以往由于成本高企，由關(guān)鍵設(shè)備獨(dú)享的技術(shù)，將越來(lái)越普及化。如沈鼓測(cè)控公司最新推出的SG2000機(jī)泵群無(wú)線(xiàn)? 云監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS) 傳感器、物聯(lián)網(wǎng)通訊、電池供電，一個(gè)傳感器可提供三軸向振動(dòng)和溫度等10個(gè)參數(shù)的云端在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，而其傳感器的售價(jià)比傳統(tǒng)單軸向加速度傳感器的三分之一還低。這一產(chǎn)品，使之前昂貴的“奢侈品”變成了免維護(hù)、拋棄型的消費(fèi)品，未來(lái)應(yīng)用范圍不可限量。

    專(zhuān)家智慧與人工智能相輔相成：在狀態(tài)監(jiān)測(cè)發(fā)展之初，一些國(guó)內(nèi)外廠(chǎng)商和院校研究開(kāi)發(fā)了基于決策樹(shù)或推理機(jī)的所謂“專(zhuān)家系統(tǒng)” ，但20多年的使用結(jié)果，并未讓用戶(hù)信服。如今人工智能如火如荼，又讓人們對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)智能診斷燃起了希望。然而，監(jiān)測(cè)對(duì)象的多樣性、復(fù)雜性和數(shù)量的有限性，決定了狀態(tài)監(jiān)測(cè)的大數(shù)據(jù)和人工智能將比商業(yè)大數(shù)據(jù)和人工智能更具挑戰(zhàn)性。因此，在設(shè)定目標(biāo)時(shí)，不應(yīng)好高騖遠(yuǎn)地設(shè)定為替代專(zhuān)家，而是定位為專(zhuān)家智慧與人工智能相輔相成，使大數(shù)據(jù)和人工智能成為專(zhuān)家的“助手” ，提高專(zhuān)家診斷的效率和準(zhǔn)確性。

    從單機(jī)向集約發(fā)展：隨著信息系統(tǒng)不斷發(fā)展，智能工廠(chǎng)示范項(xiàng)目逐步落地，狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的“豎井”被打破。以往互不聯(lián)通的專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。旋轉(zhuǎn)設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、電氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、腐蝕監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)都將實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，為人工智能挖掘數(shù)據(jù)創(chuàng)造更好的條件。

    社交化、眾包化發(fā)展：如今微信已經(jīng)成為不可或缺的社交途徑。預(yù)測(cè)狀態(tài)監(jiān)測(cè)也將不可避免地在垂直領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)社交化和眾包化。比如沈鼓云服務(wù)平臺(tái)正在探索“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下?tīng)顟B(tài)監(jiān)測(cè)的社交化發(fā)展，其創(chuàng)建的微信公眾號(hào)“設(shè)備管理研習(xí)社” 已經(jīng)積累了 1萬(wàn)名訂閱用戶(hù)?，F(xiàn)在，正打造集合狀態(tài)監(jiān)測(cè)、專(zhuān)業(yè)社交、知識(shí)分享、服務(wù)眾包功能于一體的移動(dòng)應(yīng)用 APP。

    述實(shí)例： “沈鼓云”全生命周期服務(wù)

    沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司是以重大技術(shù)裝備國(guó)產(chǎn)化為己任的中國(guó)機(jī)械工業(yè)100強(qiáng)企業(yè)。沈鼓集團(tuán)十分重視商業(yè)模式的刨新和新技術(shù)的研究應(yīng)用，于2012年提出了“由制造向服務(wù)轉(zhuǎn)型”的發(fā)展戰(zhàn)略。沈鼓測(cè)控公司以自主研發(fā)的機(jī)組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)SG8000和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心為基礎(chǔ)，打造沈鼓云服務(wù)平臺(tái)，打通機(jī)組服務(wù)全流程，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)軀動(dòng)的機(jī)組全生命周期服務(wù)。

    沈鼓云服務(wù)平臺(tái)實(shí)踐了“互聯(lián)網(wǎng)+生產(chǎn)性服務(wù)”模式，用戶(hù)遍布全國(guó)，現(xiàn)已在線(xiàn)接入162家機(jī)構(gòu)、機(jī)組數(shù)達(dá)1232臺(tái)。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及故障診斷中心會(huì)同沈鼓設(shè)計(jì)、制造、試產(chǎn)、故障診斷專(zhuān)家組，為用戶(hù)提供實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)服務(wù)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)預(yù)警1800多次，診斷服務(wù)1600余次，臨時(shí)診斷87次，應(yīng)用戶(hù)的邀請(qǐng)到現(xiàn)場(chǎng)診斷53次。

    沈鼓云服務(wù)平臺(tái)幫助沈鼓集團(tuán)榮獲了“互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合創(chuàng)新試點(diǎn)企業(yè)” 、“遼寧省智能制造及智能服務(wù)試點(diǎn)示范標(biāo)桿企業(yè)” 榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)，并獲評(píng)工信部頒發(fā)的“中國(guó)‘互聯(lián)網(wǎng)+ ’行動(dòng)百佳實(shí)踐案例”和“智能制造試點(diǎn)示范”稱(chēng)號(hào)。目前，沈鼓測(cè)控正在中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)的支持下，牽頭制定《旋轉(zhuǎn)機(jī)械遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)及診斷服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》。此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)已有上海電氣、東方電氣、陜鼓動(dòng)力、杭汽輪、三一集團(tuán)、西安交大、華能集團(tuán)、中國(guó)石化、中煤集團(tuán)等大型企業(yè)共同參與。

    經(jīng)過(guò)用戶(hù)需求分析和技術(shù)積累，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)思維，沈鼓測(cè)控公司推出了一款集無(wú)線(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)、低功耗MEMS傳感技術(shù)于一體，可掃碼部署，能在手機(jī)、平板電腦、PC多屏顯示，并能實(shí)現(xiàn)云端和本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)的SG2000機(jī)泵群無(wú)線(xiàn)?云監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。這一云監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用的智能無(wú)線(xiàn)傳感器MCS202是一種“三軸振動(dòng)+溫度測(cè)量”的新型數(shù)據(jù)采集裝置，內(nèi)置無(wú)線(xiàn)發(fā)射天線(xiàn)，基于LoRa (Long Range， 基于擴(kuò)頻技術(shù)的超遠(yuǎn)距離無(wú)線(xiàn)傳輸方案）的無(wú)線(xiàn)傳輸私有協(xié)議，可低功耗、長(zhǎng)距離、無(wú)線(xiàn)傳輸。MCS202結(jié)構(gòu)緊湊，體積小巧，防坐、防水、防爆，便于安裝。

    SG2000云監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用無(wú)線(xiàn)數(shù)字信號(hào)傳輸方式消除了長(zhǎng)電纜傳輸帶來(lái)的噪聲干擾，整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)具有極高的測(cè)量精度和抗干擾能力；星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以組成龐大的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，可隨時(shí)隨地獲得機(jī)泵運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警信息，采集的數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)無(wú)線(xiàn)傳輸至計(jì)算機(jī)；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)通訊條件，智能自適應(yīng)波特率及數(shù)據(jù)傳輸間隔，特征值傳輸可視通訊距離2km，工廠(chǎng)實(shí)際使用距離500m (無(wú)明顯阻擋）。沈鼓云服務(wù)平臺(tái)適用于石油化工、油田、電力、生物、機(jī)泵制造廠(chǎng)等不同行業(yè)的客戶(hù)，為其提供專(zhuān)業(yè)的診斷服務(wù)，幫助企業(yè)提升生產(chǎn)效率，避免潛伏的危機(jī)發(fā)生，降低生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本。