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企业维护测试平台初探:理解、学习、试验和优化

发布日期:2021-06-14 22:41:22浏览量:70

工业维护解决方案的部署一直非常具有挑战性,因为它涉及大量企业系统(例如,ERP、资产管理)和物理设备(例如,传感器)以及人员和流程。

设计、开发、部署和评估维护解决方案需要有效地协调人员、系统和流程,从而在 OEE(整体设备效率)、运营质量、维护成本、生产成本和其他参数方面比传统解决方案产生切实的改进.

工业 4.0 的出现增加了维护解决方案的技术复杂性和挑战,以换取提高效率、质量和及时性以及降低成本。

尽管维护解决方案的复杂性和复杂性不断提高,但由于大数据和工业物联网等技术领域的人才缺口,能够成功部署、测试和验证这些解决方案的专家数量越来越少。

企业逐渐意识到他们应该投资于提高他们对新兴解决方案理解的活动。同时,他们需要促进新兴维护范式的验证和评估,例如预测性维护。在这个方向上,企业可以考虑在其工厂中设置和运行测试台,作为在现实条件下测试、部署和验证维护解决方案的手段。

企业维护测试平台特点
原则上,测试平台是一种平台,可在接近可操作的条件下促进技术和工具的测试和实验。

在基于工业 4.0 的工业维护流程的情况下,测试平台提供试验先进的 IT 驱动的维护解决方案所需的软件(例如,数据分析软件)和设备(例如,机器、传感器、工具)。

除了软件和硬件元素外,测试台通常与有关设置、配置和部署实验以及收集和分析其结果的具体过程相关联。总体而言,工业 4.0 测试平台环境的主要特征如下:

创新:维护测试台专注于测试和验证新的解决方案,超越已经广泛部署的现有解决方案。在工业 4.0 时代,测试平台可能会专注于预测性维护,而不是传统的预防性和基于条件的维护解决方案。测试平台的创新可以是技术性的(例如,基于对高级分析和区块链等新技术的测试),也可以是专注于独特的流程或服务。
集成:维护测试平台应该支持集成解决方案的部署和评估,而不是单个组件的部署和评估。然而,在现实条件下评估单个技术(例如,数据分析算法的有效性)也应该是可能的。
可配置性:测试平台通常旨在支持不同技术及其部署配置的实验,包括对假设操作场景和配置的评估。因此,维护测试平台应该是可配置的,以便以非常灵活的方式支持不同配置的测试和比较评估。
受控环境:测试平台是一个受控环境,这意味着数字和物理系统的运行是在受控(通常是受约束的)解决方案下进行的。作为测试和验证过程的一部分,受控环境使实验人员和研发工程师能够调整选定的一组实验参数,同时还评估结果是否符合预期。
现实条件:即使测试台条件和配置受到控制,测试台也可以在现实条件下进行测试。它们涉及工厂中使用的相同设备(例如,供应商、型号)和软件,以及现实的拓扑和配置。此外,测试台通常是工厂中的永久性固定装置。例如,在某些情况下,制造工厂包括一条或多条试验线,工业自动化和维护解决方案在现场部署之前进行测试。
基于这些特性,测试平台可以提供许多好处。这些好处为证明在维护测试台上投资的合理性奠定了基础,这通常会产生巨大的成本(尤其是对于大规模测试台)。

工业维修试验台的基本原理和主要用途
测试平台的典型用途包括:

解决方案或组件的测试和验证:测试平台为构建和验证概念验证 (POC) 维护解决方案提供了完美的环境。POC 验证旨在确保用于构建解决方案的操作原则和基本假设的有效性。验证可能涉及单个组件(例如,数据分析算法的速度)或整个维护解决方案(例如,集成解决方案的安全性和性能)。
解决方案或组件的微调:除了验证解决方案或其组件外,测试平台还提供了微调和优化已验证组件操作的方法。作为一个突出的例子,考虑使用测试和训练数据验证机器学习算法,如前一篇文章所述。此验证过程需要以迭代方式测试不同的算法,而这在生产操作期间无法在现场执行。测试平台提供了在不中断正在进行的生产的情况下试验不同算法的方法。
场景评估(what-if):除了微调各种组件外,测试平台还可以设置和验证维护解决方案的替代配置,包括传感器网络、数据收集子系统、数据分析和知识提取组件的配置,以及更多的。还可以评估假设情景,这个过程在生产部署的过程中几乎无法执行。
培训和教育:测试台为培训和教育维修工人和工程师提供了完美的环境。测试平台是完整且多功能的环境,可促进技术和流程方面的培训。
总体而言,测试平台有许多不同的用途,可以提高组织内的维护知识和解决方案。

目前正在运行的企业测试平台
测试台对工厂所有者、工厂运营商和工业维护解决方案提供商很有用,因为所有这些利益相关者都需要了解、测试和验证领先的维护解决方案。然而,测试台可能对解决方案提供商最有用,因为它们比工厂所有者更需要设计和验证解决方案。

工业互联网联盟的状态监测和预测性维护试验台 (CM/PM)
工业互联网联盟 (IIC) 是一个开放成员的、国际的、非盈利的联盟,领导建立工业互联网的架构框架和总体方向. 它遵循一种实用的方法,基于建立和使用测试平台来验证先进的解决方案。

该联盟建立了许多测试平台,使其成员能够测试工业解决方案的不同方面。其中一个测试平台专注于“状态监控和预测性维护”。

该测试平台解决了多个细分市场的维护过程,包括发电厂、制造、加工工业、采矿、运输、航空航天等。它支持基于云的多供应商预测性维护解决方案的设计、开发、部署和验证,从而支持新的业务模型,例如维护即服务。

测试台还提供了在线测量、传感器数据收集和自动分析以及工厂覆盖范围方面的各种配置的方法。重点是展示持续监控工业设备以快速识别退化或故障指标的价值和好处。它还有助于测试和验证新颖的大数据分析技术,以获取可以转化为维护人员的维护建议的知识。
工业 4.0 制造

试验台 德国的工业 4.0 平台计划还在大学和研究机构的专业中心建立了多个试验台。与涵盖多个细分市场的 IIC 测试平台不同,工业 4.0 测试平台专注于制造。它们能够测试和验证复杂的生产和物流系统,包括预测性维护系统。其成立背后的主要驱动力之一是需要促进 SMB(中小型企业)在现实(即接近可操作的)条件下测试其工业 4.0 的发展。

这些测试平台使 SMB 能够在实际生产中部署解决方案之前对其进行验证。同时,它们满足了希望试验数字化行业新解决方案的工厂经营者的需求。

工业 4.0 试验台设施由联邦教育和研究部 (BMBF) 的中央协调办公室提供的资金支持和咨询服务池补充。BMBF 向 SMB 建议用于目标实验的最合适的测试平台。作为整个生态系统的一部分,还建立了旨在支持机械和工厂设备操作员的卓越中心 (CoE)。CoE 还提供实验设施和测试平台。

本视频展示了作为工业 4.0 生态系统一部分的测试台示例,展示了该测试台及其试验线如何支持各种工业 4.0,包括增强现实支持维护。

您想了解并充分利用推动行业数字化和下一代维护应用程序的技术和商业模式吗?如果是这样,考虑构建维护测试平台可能是个好主意。

无论是小型试验线还是大型试验台,这样的实验设施都将帮助您提高知识,同时节省您的时间和成本。此外,它将促进您安全平稳地过渡到工业 4.0 维护应用程序。

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