)CBM(طراحي فني نگهداري و تعميرات بر مبناي شرايط

يبيان ، الهام حسن نايراحله مهد

۱۸ پالکيابان خواجه نظام بن بست حکاکيابان ،معلم خي دانشجو، تهران خ-۱ ، طبقه سوم۸ ، خ مهستان ، انتهاي گلستان شمالي ، بلوك ۱، فاز دانشجو، شهرک غرب-۲

com.rahelemahdyan@yahoo

:ده يچکبهره وري هنگامي افزايش . بهره وري ، سالح كليدي شركت هاي صنعتي، براي پايدارماندن در بازار جهاني است

هاي نگهداري و اين امر در گرو تمركز مستقيم بر انواع روش ها و استراتژي. مي يابد كه قابليت دسترسي افزايش يابدافزايش قابليت دسترسي در يك نت كارا، با كمتر شدن فعاليت هاي نت اصالحي و افزايش تناوب . است) نت( تعميرات

نت بر مبناي شرايط ، يك تكنولوژي است كه مي كوشد ، نقص ها را در مراحل . صحيح نت پيشگيرانه ، تحقق مي يابداين . يص دهد ، كه اين موضوع باعث برنامه ريزي صحيح نت پيشگيرانه خواهد شداوليه، قبل از اينكه بحراني شوند، تشخ

نشان مي دهد كه ي، بحث مي كند و بوسيله يك مطالعه موردCBMمقاله در مورد اجزاي فني رويكرد سيستمي كامل يليز صوت، اجزاء فن توان با استفاده از روش هوش مصنوعي، استدالل مورد مبنا و آنايک ربات صنعتي ميچگونه براي

.ط را طراحي کرديستم نت بر اساس شرايک سي

(module) اسيمق-استدالل مورد مبنا- ١(OSA CBM)معمار سيستمي باز: يدي کليها واژه

مقدمه-۱

و با رقابت هاي صنعتي ، با وجود بازارهاي مجزا و مشترياني كه انتظار بهترين كاال با بهترين كيفيتبطور فزاينده اي ت در عرصه توليد و بقاءشركت،موفقي. حقيقتا جنبه جهاني داردگ را دارند،دسترسي بي درن

برآورده كردن . درحال دشوار شدن است و نيازمند توسعه و بهبودي مستمر در روش توليد كاال مي باشدان تحويل كوتاه تقاضاي مشتريان ، مستلزم انعطاف پذيري باال، مهارت توليد كاالي كم هزينه، كم حجم و زم

را به ابزاري استراتژيك براي رقابت و موفقيت هاي آينده ، تبديل مي ٢ ساخت ياين تقاضاها، كارائ. مدت است". توليد بهتر است"مديريت ،حوزه پذيري در مديران بر اين اعتقادند كه بزرگترين عامل بالقوه رقابتاکثر .كند

1 Open System Architecture for Condition Based Maintenance 2 -manufacturing performance

بخش نت در يك . كارا است) نت(راتي و تعمي نگهدارستميسشتن يك يك ابزار مهم براي تامين بهره وري ، دا. كندرا ايفا مي)ظور تامين بهره وريتجهيزات به من و مراقبت از داراييها يعني(سازمان ، يكي از مهمترين وظايف

سازمان هزينه زيادي را بابت ظرفيت توليد از دست يك سازمان نت يا با بودن يك نت ضعيف ،بدون وجود امروزه ، بسياري از روش هاي نت . ه ، حجم زياد قطعات يدكي، نقايص كيفي و تحويل دير هنگام مي پردازدرفت

رويكرد نت .)۱شکل (گيرند،انجام ميو نت اصالحي١با رويكرد پيشگيرانه و با دو روش نت از قبل تعيين شدهري و تعميرات به منظور جلوگيري از از قبل تعيين شده، داراي فواصل زماني ثابت جهت امور نگهداءپيشگيرانه

نت اصالحي بعد از کشف يك نقص يا يك از كار افتادگي . خرابي سيستم ها ، زير سيستم ها و اجزا آنها است بسياري از كاربردها نظير اين دو رويكرد در . ، انجام مي پذيرد

)SS-EN 13306 -2001استاندارد( دورنمايي از انواع مختلف نت : ۱شكل . پر هزينه بوده اندجم زياد قطعات يدكي و نقايص كيفي حءاز دست رفته توليد ، هزينهزمان طي دهه هاي اخير ، بعضي از صنايع به اجراي نت پيشگويانه روي آورده اند كه در آن پارامتر كليدي

د در سطوح تجهيزات مي تواني آنارزيابي وضعيت. براي تعيين فواصل زماني انجام نت ، وضعيت تجهيزات استسيستمهاي نت بر . انجام شود٢از بازرسي بصري انساني گرفته تا مراقبت وضعيت مختلفي از اتوماسيون ،

. از کشورها پذيرفته نشده استياري ، نيمه خودكار و تمام خودكار، هنوز در صنايع بس٣ط آن الينياساس شراشايد دليل ديگر ترس از سرمايه گذاري .ده،بسيار پايين باشد درسيستمهاي فني پيچيممكن است سطح تكامل

1 predetermined preventive 2 condition monitoring 3 on line

نت

نت اصالحي نت پيشگيرانه

نت بر مبناي شرايطپيشگويانه( )نت

نت از قبل تعيين شده

پيوسته يا بر مبناي درخواست زمانبندي شده

فوري به تعویق انداختني

ممكن است در روشهاي شناسايي نقصها،.اينكه خروجي واقعا چه خواهد بودبدون دانستن ؛ باشدهنگفت ن پارامترهاي شرايط و ساختار سيستم نت در اين متن به عنوان هدف يياگرچه تع.سطحي بسيار انتزاعي باشد

شرح ابزارهاي فني الزم براي يك سيستم نت ،)به همراه بررسي موردي آن( هدف اين مقاله؛برآورده شده استنت پوششي و نت بر مبناي شرايط (مقاله شامل يك چهارچوب مختصر از تئوري مرجع . ط استيبر اساس شرا

و اجزاي يك بحث تئوري از اجزاي فني درون يك سيستم نت، يك بررسي موردي از طراحي فني ،) بطور ويژه١ . استبراي روبات صنعتيط بر پايه استدالل مورد مبنا و آناليز صوت يسيستم نت بر اساس شرا

تئوري چهارچوب مرجع -۲

شود، نت پيشگيرانه يا نت اصالحي ناميدهنگهداري و تعميراتي كه بطور سنتي بر اساس زمان انجام مي شود و اين يشگيري از خرابي تجهيزات اجرا مي منظور پدر رويكرد پيشگيرانه، نگهداري و تعميرات به. مي شود

نت اصالحي هنگامي انجام مي شود .دهدويس كاري و تعويض قطعات انجام ميكار را با استفاده از تعميرات، سر دي باياصالحات نت يعملبراي بعضي از تجهيزات،.خ داده باشد يا نقصي مشاهده گرددكار افتادگي ر كه از

ن موضوع بطور كلي يا.ميتواند براي مدتي به تعويق بيفتد درحاليكه براي تجهيزات ديگراين امر ودفورا انجام ش .به نقش تجهيزات بستگي دارد

سوئد، نت پيشگيرانه به دو شاخه نت بر مبناي شرايط و نت از SS-EN 13306 (2001)در استاندارد بصورت زمانبندي شده است در حاليكه نت بر نت از قبل تعيين شده، . قبل تعيين شده تقسيم شده است

عنوان گاهي به طينت بر اساس شرا.يناميك بر اساس نياز داشته باشداساس شرايط مي تواند فواصل زماني د نقاط ضعف و قوت روشهاي مختلف را براي پي بردن به۲،شكل نت پيشگويانه نيز شناخته مي شود

.مشاهده كنيدنت،ما يهواپمطالعاتي راجع به منحني هاي احتمال شرطي اجزاء يط ٣پي و ه٢نوالن ،۱۹۷۸در اوايل سال ند كه نرخ خرابي آنها همچنين نتيجه گرفت. د يابد عملكرد اجزا نمي تواند با معرفي محدوده عمر بهبوافتنديدر

اي تعيين بر يبهترين خط مش اجزا،ييك تجهيز، يك مشخصه مهم در برنامه هاي نت نبوده و عمر ظاهر . از راه حلها استيکيات نت مناسب نيست، بلکه نت بر مبناي شرايط يعمل

1 CBM 2 -Nowlan 3 -Heap

قوت ها نقص ها ، : نت نقص ها و قوت هاي انواع مختلف : ۲شكل

ازمدرك عيني ( اعمال نت بر اساس وضعيت واقعي:"رايط به اين صورت تعريف شده استنت بر مبناي ش ١."اندازه گيري هاي عملياتي و وضعيتي، بدست مي آيددر همان محل، يبيغير تخركه از آزمايش هاي ) نياز

مجموعه اي از اعمال نگهداري و تعميرات بر CBM” : ارائه مي كندCBM چنين تعريفي را براي ٢بوچريت از اطالعات حسگرهاي كه اين وضعاست آني يا نزديك به آني از وضعيت تجهيزات يهااساس ارزيابي

رجي كه بوسيله دستگاهي قابل حمل انجام ميشوند، بدست هاي خاازي شده يا اندازه گيري ها و تستجاس .“آيدمي

بهبود قابليت اطمينان و قابليت دسترسي ” : را به اينصورت بيان مي كنندCBMهدف ٣ راا و ويمونه اعمال نت، كاهش هزينه هاي مستقيم نت، كاهش كيفيت توليدات، ايمني، برنامه ريزي بهيبهبودسيستم،

. “ISO 9000مصرف انرژي و برآورده كردن الزامات 1 Mitchell, 1998 2 Butcher (2000) 3 Moya & Vera ( ) ٢٠٠٣

نرخ خرابي

نت بعد از خرابي

ريسك باالي خرابي - دوم از آارافتادگي باالي - توليد هزينه باالي قطعات - يدآي آار اضافي آارگر - ناكشرايط خطر -

نت اضافي روي ماشين ها انجام نمي

شود کنترل هزينه اي براي

وضعيت پرداخت نميشود

نت برنامه ريزي شدهخيينت تار

نت بر اساس تقويمماشينها هنگامي آه نقصي

.وجود ندارد، تعمير مي شوند تعمير، اغلب موجب زيان مي

شود تا فايدههنوز خرابي هاي برنامه ريزي نشده وجود دارند

نت به روش آنترل شده اي داعمال مي شو

خرابي هاي فجيع آمتر است آنترل بيشتر

آنترل بيشتر فوق قطعات انبارشده و هزينه ها

خرابي غيرمنتظره ماشين ها بايد آاهش پيدا آند

نت بر اساس شرايطهزينه سرمايه گذاري

باالمهارت هاي اضافي

مورد نيازخرابي غيرمنتظره

آاهش مي يابدقطعات هنگامي آه نياز باشد ، سفارش

داده مي شوندنت هنگامي اجرا مي

د آه مناسب باشدشو عمر تجهيزات افزايش

تغيير در مي يابد فلسفه نت

نت از پيش تعيين شدهقبل از اینكه خراب ”

“شود، تعمير آن نت پيشگویانه ده ، اگر خراب نش”

“تعميرش نكن

نت اصالحي “نت اجرا تا خرابي”

ط را به اين ينگهداري و تعميرات سوئد، نت بر اساس شرا SS-EN 13306 (2001)استاندارد نت پيشگيرانه مبتني بر آارآرد يا مشاهده وضعيت ، مشخصه ها و اعمال":صورت تعريف مي آند

مشابهي در نوشته هاي مختلف و اينترنت براي آن وجود دارد، نقطه مشترك همه انها اين تعاريف " .ثانوياست كه اعمال نت تا وقتي كه الزم نباشد ، انجام نمي شوند و اين كار قابليت دسترسي تجهيزات را با هزينه

ده و جنبه هاي محيطي را بهبود دا، همچنين كيفيت را افزايش افزايش ميدهد)كارگر و قطعات يدكي(كمتر .بخشدمي CBM ياستانداردها-۳ل از يکه به تفص ن انهاستي از مهمترOSA-CBM مطرح شده که ياري بسياستانداردهاCBMدر حوزه

. آن بحث خواهد شد است که حاصل IEEE Std 1451نهاست آمحرک و مبدل شتر مرتبط با حسگر؛يکه ب گرياستاندارد د

است تا )NIST(يو تکنولوژاستاندارد ين الملليبا انجمن بک يبرق و الکترونمهندسان انجمن يهمکارر مجموعه مکمل ين استاندارد شامل چهار زيا.جاد شودي آسان حسگرها ايبه روز آورو نصب ي براياستاندارد

ش يز افزاي مبدلها و نيدار و ارتقاء و نگهيل مستند سازيتسه مبدلها؛يو حاصل کاربرد آنها خود شناسائبوده .ستم استينان داده و سيت اطميقابل

ISO 13373-1ي کليزات و شامل دستورالعملهاي تجه يابيت و عارضه ي کنترل وضعي براي استاندارد را در يشنهاداتي و پن استين با تمرکز بر ارتعاشات ماشيت ماشي داده از وضعي و جمع آوريري اندازه گيبرا

يستمهاي داده ، سيم مبدل ،جمع آوري،انتخاب نوع ،مکان و ضمايري اندازه گيروشها و پارامترهارابطه با .دارديان مي بيا دوره ايوسته ي انتخاب مراقبت پينظارت بر ارتعاشات و چگونگ

MIMOSAتبادل ي را برايزات که معاهدات بازي تجهاطالعات بازت يري مديستمهاي سي براي قرارداد ن قرارداد ي که در اي از اطالعاتيبرخ.توسعه داده شده است نت کارخانه ي اطالعاتيستمهاين سيباطالعات

ستم يسها و آثار هر کدام،ي از کارکرد خرابيژه تحت نظارت،شرحي ويهايست دارائيل: از است عبارتند از يمورد ن يقت برايدر حق.ه شده استي توصي از کارهاي حسگر و سوابقيات اجزاء آن،سوابق داده هايمراقبت و خصوص

IEEE گر استانداردها همچوني با کمک دCBM ، OSA-CBM ي تکنولوژي استانداردهايکپارچه سازي

. بسط داده شدMIMOSA و 1451

د توسعه ان به کار برده شونيتوانند براي که مي و استانداردهائOSA-CBM يش مدولهاينما. ۳شکل

طيستم نت بر اساس شراي سي طراح-۳

به منظور رسيدن يك سيستم همچون يك سيستم نت بر مبناي شرايط به حداكثر توان،الزم است كه براي (OSA-CBM)1 سيستمي باز معمار. شودتعدادي از امكانات كاربردي متفاوت در آن به كار گرفته

. تدوين كرده است ين سيستم نتيي طراحي فني يك چنسازمان نت بر مبناي شرايط ،استاندارد بازي را براOSA-CBM يك توافق صنعتي است كه شامل شركاي صنعتي، تجاري و نظامي، آزمايشگاه تحقيقات

. مي باشد٢)MIMOSA( و پيمان مديريت سيستم هاي باز اطالعاتي ماشين آالت Penn Stateكاربردي در ط ، ي به منظور پديد آوردن بازار آزادي براي اجزاء نت بر اساس شران طرح به طور غير اختصاصي و استاندارديا

ستم نت را از توليدكنندگان مختلف ، انتخاب ين سين تكنولوژي قادر باشند اجزاء ايتوسعه داده شد تا كاربران ا شکل (تقسيم كرده است) modules( اس ي مق۷ط را به ين سازمان سيستم نت بر اساس شرايا. و تهيه كنند

ط همچون ابزارهاي يطرح پيشنهادي استاندارد ، حوزه اي فراتراز طراحي فني سيستمهاي نت بر اساس شرا). ۳ . ميکني تمرکز مي فني طراحين مقاله تنها رويرد اما ما در اي گيارتباطي درون سيستم را در بر م

يا مبدل داده ، را با حسگرهاي ديجيتالي CBMسيستم ): Sensor Module( حسگرها-۱اس يمق . زمي كنديتجه

سيگنالها و داده ها را از حسگر يا ساير ): Signal Processing( پردازشگر سيگنال-۲اس يمقخروجي آن شامل داده هاي فيلتر شده ديجيتالي حسگرها، طيف . سيگنال دريافت مي كنديپردازشگرها

.ست، اCBMفركانسي، سيگنال هاي مجازي حسگرها و ساير مشخصه هاي

1 Open System Architecture for Condition Based Maintenance 2 Machinery Information Management Open System Alliances

ISO 13373 IEEE 1232

خروجی ورودی

حسگر مدول پردازشگر نمایش سيگنال

مراقبت وضعيت

مدول عارضه یابی

مدول پيش بينی

پشتيبان تصميم گيری

MIMOSA MIMOSA MIMOSA MIMOSA MIMOSA

IEEE 451

داده را از حسگرها، پردازشگرهاي سيگنال و ساير ): Condition Monitor(تي کنترل وضع-۳اس يمقکنترل . تمركز اوليه آن بر مقايسه داده با مقادير انتظاري است. وضعيت دريافت مي كنديکنترل کننده ها

.اتي موجود، توليد كندکننده وضعيت همچنين بايد قادر باشد تا زنگ خطرهايي را بر پايه حدود عملي مختلف وضعيت و يداده را از کنترل کنندهها): Health Assessment( صحتيابي ارز-۴اس يمق

تمركز آن بر تعيين سالم بودن يا خرابي زير سيستم . صحت ، دريافت مي كنديابي ديگر ارزيهمچنين ابزارهااسناد و سوابق عارضه يابي را توليد كنند و ن بايد قادر باشد تا يو يا سيستم مراقبت شده مي باشد،هم چن

ا خرابي سيستم، وضعيتهاي يعارضه يابي بايد بر اساس سوابق صحت . احتمال وقوع خرابي را حدس بزند .عملياتي و پيشينه نت باشد

اسهاي يبايد قادر به محاسبه داده با استفاده از تمام مق): Prognostics(ي خرابينيش بي پ-۵اس يمقاس بايد يمق. مورد استفاده استيه هايتمركز اوليه آن بر محاسبه صحت يك دارايي در آينده و نما. شدقبلي با

.، گزارش كند) RUL( ک زماني ويژه يا درعمرمفيد باقيمانده يوضعيت سالمت آينده را دراس ارزيابي بهداشت و پيش بيني ياز مق): Decision Support( پشتيبان تصميم گيري -۶اس يمق

كارها مي تواند . تمركز اوليه آن بر توليد كارها و گزينه هاي پيشنهادي است. خرابي، داده دريافت مي كندمربوط به نگهداري و تعميرات باشد يا در رابطه با اينكه چگونه از دارايي استفاده شود تا ماموريت جاري آن

.بدون بروز خرابي انجام شود داده هاي مهم براي .دهد نمايشاسهاي قبل را يبايد داده هاي تمام مق): Presentation( ارائه-۷اسيمق

و زنگ گيري پيش بيني خرابي ، پشتيبان تصميم اسهاي ارزيابي صحت،ينمايش، داده هايي هستند كه از مق. بايد امكان پذير باشدجستجو در مكان پايينتر در مقياس ،. خطرهاي کنترلهاي وضعيتي بدست مي آيند

.رائه بايد در يك فصل مشترك منظم ماشين ، ساخته شوداس ايمق

حسگرها)۱-۳يك حسگر وسيله اي است كه يك سيگنال را دريافت مي كند و با ” :حسگرها به اينصورت تعريف شده اند

موجب رونيكي،يك حسگر يا ساير وسايل اندازه گيري الكت. ١“الكترونيكي پاسخ مي دهد يك سيگنال انسانيبازرس ي برايپيشرفتهاي زياد

1 Fraden 1996

OSA-CBMهفت مدول در طرح پيشنهادي طراحي . ۴شكل

هستند، مي توانند در شرايط ناامن و پر خطر اندازه گيري كنند، سريع و آنها قابل اطمينان و دقيق : بوده اند

. گيري را انجام دهندپيوسته كار مي كنند و مي توانند نسبتاَ با هزينه كمي، اندازهاين . يك حسگر هيچگاه به تنهايي كار نمي كند بلكه جزء سيستم بزرگتري نظير پردازشگر سيگنال است

د يبا، ک حسگر مناسبيپس از انتخاب . ابزارها خود قسمتي از سيستم بزرگتري مانند مراقبت وضعيت هستند .افت در عملكرد جامع سيستم كشف كند كه محرك را بدون ايجاد ودبه دنبال ساده ترين راهي ب

سيستم هاي .تر شدن قيمت و اندازه آنها شده استسريع تكنولوژي در حسگرها موجب كمتوسعه سيستم مديريت در پايين ترين سطح CBMو حسگرهاي هوشمند در بازار )MEMS( الكترومكانيكيميكرو

رند نسبت به حسگرهاي متداول از كارايي بيشتري البته حسگرهايي كه اندازه كوچكتري دا.قرار دارند١صحت .برخوردار هستند

، معتبرتر هستند و داده هاي دقيق تري نسبت به MEMS يحسگرهاز و ادوارد معتقدند كه يلوئ :حسگرهاي متعارف توليد مي كنند، به علت

حسگرفراواني • پايداري در مقابل تغيير درجه حرارت • آزمايشي حسگر-خود • ارامترهخروجي چند پ • كاركرد در محيط نا ماليم •

بصري مختلف براي كار در شرايط خطرناكيرهايتفس •

1 system health management

سيستم پيچيده

ع آوري جم داده

حسگر فعال غير فعال/

S1

S2

Sn

آار آردن روي داده

يش پردازش- استخراج -مشخصات شناسايي-سيگنال

کنترل وضعيت

آستانه ها- منطق -

Fuzzy

ارزیابي بهداشت

استخراج -مشخصات ويژه اجزا

استدالل آننده -هاي دال بر

ناهنجاري ها و عارضه ها

يش بيني پ خرابي

پيش بيني بر -اساس شكل و

آيفيت

پيش بيني -بر اساس

مدل

استدالل خودآار تصميم گيري

همجوشي داده-

دسته بندي-

توليد پاسخ-

رابط / انسان آامپيوتر

طرح هاي ماموریتي

مدلهاي فيزیكي

پردازشگر سيگنال) ۲-۳

: عبارتست ازCBMهدف پردازشگر سيگنال در كاربردهاي عارضه يابي و حذف اعواج ها و برگرداندن سيگنال به حالت اوليه-۱ .پيش بيني نقص ارتباطي ندارد حسگر كه با عارضه يابي و ي حذف داده هاي ازسو-۲ سيگنال، مثالي از چنين FFTآناليز ( كردن خصوصيات مورد نظرتر تغيير شكل داده به منظور واضح-۳

). تغيير شكلي است :انحراف و اعواج داده حسگر ممكن است در اثر

حسگر معيوب • .ي گذردكه سيگنال قبل از رسيدن به حسگر از آن م...) فلز، آب، هوا و ( محيطي • . بوجود آمده باشديا به مبدل عدديک حسگر مشابه يک حسگر به يگذر نادرست اطالعات از •

پردازشگر سيگنال ممكن است داده را به منظور پديدار شدن هر چه بيشتر بعضي خصوصياتي كه قادر به ايجاد يك بردار . ) يا براي يك انسانيليل به يك برنامه تحليجهت تحو( پيش بيني هستند، دستكاري كند

از سيگنال است كه خصوصياتي را كه براي عارضه يابي و پيش بيني يده ايخصوصيات از يك سيگنال ، گز .استفاده مي شوند ، نشان مي دهد

کنترل وضعيت) ۳-۳

وسيله اي كه از خرابي هاي فجيع در ماشينهاي دوار ” : مراقبت وضعيت به اينصورت تعريف شده است بندي نت كه از آناليز ارتعاشات، اشعه مادون يك ابزار زمان” ؛همچنين “ .جلوگيري مي كند) خاص(بحراني

پارامترهايي كه نظارت مي . “ات نت اصالحي را معين كندي روغن استفاده مي كند تا نياز به عملقرمز و آناليزهايي انتخاب شوند كه در بايد پارامتر. ز را نشان مي دهنديشوند بايد ويژگي هايي باشند كه وضعيت تجه

به . روند را از خود نشان دهندي و در وضعيت غير عادي يا عدم صحت،نوعوضعيت عادي، ثابت باقي بمانند .فزايشي ارتعاشات، صداي رو به افزايش، فشار رو به كاهش وغيره نوان مثال سطوح اع :کننديم مراقبت وضعيت را به دو تكنيك مجزاتقسيم

بويايي حسي و؛شنوايي؛بينايي: عيت انسانيکنترل وض) الف )ينيع(مراقبت وضعيت بوسيله تجهيزات) ب

براي ارزيابي فوري شرايط و ايجاد پايه اي براي آناليز روندها، داده ارائه مي ه گيري،حسگرها و ساير وسايل انداز .كنند

آوري شوند مي توانند به طور زاگر بوسيله حسگرها يا ساير تجهيزات اندازه گيري جمعي نيپارامترهاي ذهن :دشوطبقه بندي مي ه هاي کنترل وضعيت به شش دستتكنيك. مورد استفاده قرار گيرندينيع

زان صدايعوامل پويا نظير ارتعاشات و م • ذراتي كه در محيط منتشر مي شوند • مواد شيميايي كه در محيط آزاد مي گردند • عوامل فيزيكي نظير ترك خوردگي ها ، شكستگي ها، فرسايش و تغيير شكل •

افزايش دما در تجهيزات و •

.ات الكتريكي نظير مقاومت، رسانايي، درجه عايق بودن و غيرهيخصوص •

عارضه يابي)۴-۳

يعني وسيله اي كه كشف مي كند كجا چيزي در حال خراب است“شناسايي و تشخيص خرابي” : شامل : عارضه يابي بر مبناي شرايط را به سه دسته طبقه بندي کرد١م ي. ت و چراشدن اس سيستم هاي عارضه يابي قانون مبنا • سيستم هاي عارضه يابي مورد مبنا •

سيستم هاي عارضه يابي مدل مبنا •ن يکه از نظر متخصصسيستمهاي عارضه يابي مورد مبنا از يك دانش پايه و مجموعه اي از قوانين تشكيل شده

استخراج ، تاييد اعتبار و ارزيابي پايه . تا يك نقص را تشخيص دهند يا پيش بيني كنندرنديگيان حوزه نشات مو اساس قانون از اهميت فوق العاده اي برخوردار است زيرا يك قانون اشتباه ممكن است در نتيجه كلي تاثير

كه شرايط تغيير مي كنند و دانش جديدي هنگامي.منفي بگذارد و سيستم را غيرقابل اطمينان جلوه دهد. توسعه داده مي شود، سيستم قانون مبنا خود به نگهداري و تعميرات و به روزآوري احتياج پيدا مي كند

مجموعه اي از قوانين در سيستم عارضه يابي قانون مبنا به يك درخت تصميم گيري براي تعين خرابي تبديل به عنوان مثال قطعي .( شنداست كه قوانين حائز يك سري معيارهاي خاص بااين هنگامي امكانپذير . مي شوند

استفاده شوند اين سيستم ها به ابزاري قوي براي عارضه يابي در صنعت ،٢ياگر اصول آماري و منطق فاز).بودن .تبديل مي شوند

CBR. استپايه ريزي شده) CBR( سيستم هاي عارضه يابي مورد مبنا بر اساس استدالل مورد مبنامثالها و موارد؛ . يكي از روش هاي هوش مصنوعي است كه بر پايه مدل شناختي فراگيري از تجارب قرار دارد

وقتي يك مسئله جديد اتفاق مي افتد با موارد اتفاق . هم شامل مسئله و هم شامل راه حل مسئله مي باشنداين موارد با استفاده از دانش هاي . مي گيرندافتاده قبل مقايسه مي شود و موارد مشابه مورد اصالح قرار

]ويآرش[ن مسئله و راه حل جديد به مخزن يت ايدر نها. مربوطه به روز ميشوند تا مسئله جديد را پوشش دهندعارضه يابي مورد مبنا هنگامي مورد استفاده قرار مي گيرد كه تهيه .اضافه مي شود)case library( موارد

مثال اين موارد در بخش (گار بسيار مشكل باشد يا عارضه يابي مدل مبنا نامناسب باشدقوانين گسترده و ساز در) خودكار، نيمه خودكار يا دستيبه طور(بازخورد حاصل از آناگر اصول آماري و ).بعدي آورده شده است

.بهبود مي بخشدمثالها دخيل شوند، سيستم ، كاركرد را بوسيله تجربياتي كه از بازخوردها بدست مي آيند، سيستم عارضه يابي مدل مبنا ابزار قدرتمندي خواهد بود اگر مدل كاملي از تجهيزاتي كه بايد مراقبت

مدل از ان جهت استفاده مي شود که هرگونه انحرافي شناسايي شود و اگر انحرافي شناسايي .شوند ، تهيه شودنشان ميدهد چه نقصهايي ننده اي است كه سطح انتزاعي مدل عامل محدود ك.شد ، نوع مشكل مشخص گردد

فراهم باشد آنها مطلوبترين اگر امكان ساخت سيستمهاي عارضه يابي مدل مبنا .قابل شناسايي هستندمتاسفانه فرآيند ساخت مدل بصورت غيراتوماتيك است و ساخت يك مدل .سيستمهاي عارضه يابي خواهند بود

1 Yam et.al 2001 2 Fuzzy

آني بتواند ساخته شود،شبيه سازيهاي ياگر هم مدل. استتي ، دشواربا جزئيات كافي براي اكثر كاربردهاي صنع . با كامپيوترهاي فعلي پرهزينه و يا ناممكن است

ها همچنين تكنيك. اي باال ضروري استاغلب تركيب روشهختن سيستمهاي عارضه يابي هوشمند،براي سادا کردن با شرايط يادگيري و وفق پبه عنوان مثال کمک به ي.ديگِر هوش مصنوعي مورد نياز استو روشهاي

ممكن است الگوريتمهاي ژنتيكي براي كشف اثر نقصهاي چندگانه به . نرمال و كاهش اشتباهات عارضه يابي وقتي از استراتژي هاي ]گستردگي غير قابل کنترل فضاي مسئله[“ انفجار فضاي شرح ”شوند و از كار گرفته

. كنندسنتي تحقيق استفاده مي شود ، جلوگيري پيش بيني) ۵-۳

گر يان ديبه ب“ .پيش بيني اينكه چه موقع يك خرابي ممكن است اتفاق بيفتد” عبارتست ازپيش بيني به منظور داشتن يك پيش بيني خوب و قابل . وسيله اي كه عمر مفيد باقيمانده يك دارايي را محاسبه كند

.اعتماد بايد قبال يك عارضه يابي صحيح انجام شده باشدبعضي از سيستمهاي عارضه يابي قادرند پيش بيني كنند چه موقع و با چه احتمالي يك خرابي اتفاق مي

اين اطالعات ممكن است به عنوان ورودي يك سيستم پيش بيني مورد استفاده قرار گيرد تا وضعيت . افتدنيازي از قابليت اطمينان و سالمت آينده يا عمر مفيد باقيمانده يك دارايي را پيش بيني كند و سطوح مورد

ن پيش بيني از قابليت اطمينان كلي يك ييانجام محاسبات بيشتر، ممكن است براي تع. ايمني را ارائه دهدممكن است اتصاالت ضعيف در يك سيستم شناسايي گردد و اندازه . سيستم بزرگ مورد استفاده قرار گيرد

اين اندازه گيري . از قابليت اطمينان و ايمني، انجام شودگيري هائي به منظور ماندن در يك سري حدود ويژه باشند اما اندازه گيري هايي كه براي اطمينان از وجود يرات نگهداريها ممكن است وظايف مختلف بخش تعم

. در چهاچوب زماني مشخصي انجام مي شوند نيز جزء آن هستندعويضي معين يا ظرفيت اضافي توليدقطعات تاس پيش بيني ي الزم براي يك مقيک مجموعه استاندارد از وروديها و خروجيهاي از ي نوعيطرح

ش ي مانند پي ثبت شده در فرمهائيمي ورودي الزم شامل سوابق قدي داده ها:ن استيچن OSA-CBMدرده ياس و ظرفيت چشم پوشيت اطالعات مقيفيت ،سوابق نت به همان کيب ،ماموري نقص ها ،صحت ،عينيب

ز صحت ي و نيالزامات در مورد خروجيها شامل اطالعاتي راجع به صحت فعلي دارائ. مي باشندزاتيشده تجهالگوريتم هاي پيش بيني مي توانند . از پيش بيني مي باشديدر طول عمر مفيد باقيمانده با سطوح اطمينان

. بندي شوندجامع باشند و ازمدلهاي ساده بر اساس نرخ خرابي ها در گذشته تا مدلهاي فيزيكي رده

پشتيبان تصميم گيري) ۶-۳

بان تصميم گيري ، سيستم هاي كامپيوتري هستند كه ما را در فرآيند تصميم گيري يسيستم هاي پشتسيستم؛ اطالعات الزم را براي تصميم گيري فراهم مي كند يك كارشناس انساني الزم است تا . ياري مي كنند

گيري از نظر زماني بحراني نباشد اما ضرر حاصل از تصميم گيري که تصميميوقت. تصميم نهايي را بگيردهاي سيستم. ک مشهود استيستم تمام توماتي سي رجحان استفاده از انسان به جااشتباه ، هنگفت باشد

آنقدر پيچيده هستند كه شناسايي خطا در سطوح معيني قابل اطمينان باشنداما اغلب كامپيوتري ميتوانند تا

پيدا كردن و برطرف كردن تمام خطاها در يك سيستم ، ممكن است بسيار پر هزينه بوده و . استآنها مشكل . ندوزيحتي نرم افزار داراي خطاهاي زيادي باشد مانند سيستم هاي بر مبناي و

يك سيستم پشتيبان تصميم گيري ممكن است شامل تعدادي از ابزارهاي عارضه يابي و پيش بيني باشد، در . ي انساني و داده هاي آماري، همه در دسترس انسانند تا به فرآيند تصميم گيري كمك كنندتجربه نيرو

يك ارتباط بين سيستم و اپراتور ممكن است به .همكاري هوشمند كامپيوتر و انسان ، ابتكار اتفاق ميفتدي پشتيبان تصميم سيستمهايدر نتيجه گام بعد. اصالح روال بينجامد كه براي هر دو طرف پذيرفته است

. ،سيستم همكاري انسان و كامپيوتر استگيري

Case Study) (مطالعه موردي- ۴

1 به عنوان بخشي از يك پايان نامه دكترا در زمينه علوم كامپيوتر در دانشگاه ماالردالنياين مطالعه مورد

د كه چگونه مقايسه صوت و اين سيستم نشان ميده. مورد مبنا اجرا شديابيستم عارضه يک سي تحت عنوان هاي صنعتي مورد استفاده قرار سايي نقصها در گيربوكس هاي ربات استدالل مورد مبنا مي تواند براي شنا

. فني نيز ارائه مي شودCBMدر اين مطالعه شرحي از چگونگي طراحي يك سيستم . گيرد

در قالب ايجاد اصواتي كه در اغلب خود را)و ساير ماشين ها(ي صنعتيهاي مكانيكي در ربات هانقصسمتي از تست نهايي معموال به عنوان ق.ر طبيعي دارند، نمايان مي سازندمقايسه با صوت نرمال حالت غي

ت بر پايه حس شنوايي استخدام مي شود تا صداهاي غير طبيعي ييك متخصص شناخت وضعرباتهاي صنعتي،ش مهمي از تست نهايي را تشكيل نحرافات ، بخطبقه بندي صحيح اين ا. و انحرافات را شناسايي كند

راتور بايد يك اپ.طبقه بندي نادرست صوت ممكن است منجر به تحويل روبات معيوب به مشتري شود.ميدهدستدالل همانند ا) AI( روشهاي هوش مصنوعييري به کارگ داراي تجربه زيادي باشدبراي طبقه بندي صحيح،

قديمي حل مسئله ي اعمال دانشهايعني CBR يعقيده پايه ا.ضي مزايا استمورد مبنا، در اين موارد داراي بعاين روش تجربياتي را كه اغلب با رفتن .ل جديد مثل چنين كاربردهاي صنعتي بسيارعملي استبراي مسائ

.پرسنل مربوطه از دست مي رفتند حفظ مي كند

استفاده مي كند كه از ديدگاه نه چندگايك روش استدالل مورد مبناسيستم پيشنهادي عارضه يابي از به منظور تشخيص و شناسايي نقصهاي صوتي در )سطحي( براي يك راه حل سبكموارد مشابهنزديك ترين

ميكروفون ضبط مي شود و با ركوردهاي قبلي مقايسه مي صوت بوسيله يك .هاي صنعتي، بهره مي گيردروباتسيستم قادر است . هاي قبلي به كاربر نمايش داده مي شودسپس موارد مشابه و اعمال مبتني بر تجربه . دگرد

ركورد از رباتهاي معيوب ۶.( عمل عارضه يابي را بطور موفقيت آميزي انجام دهدقبلي،بر پايه ركوردهاي صوت ). ركورد از رباتهاي نرمال ، در ارزيابي استفاده مي شود۳۰و

پيش : در طبقه بندي فرآيندها استفاده مي كندسيستم عارضه يابي مورد مبنا، از سه مرحله متفاوت له يبوسصوت از رباتي كه مورد عارضه يابي قرار گرفته است . پردازش، شناسايي مشخصات و دسته بندي

صوت در يك كامپيوتر ضبط مي شود و اين ركورد ورودي ). ، سمت چپ۵شكل .(ميكروفون،بدست مي آيدبايد صوت را فيلتر كند و صداهاي ناخواسته را از روي آن زش ،فرآيند پيش پردا. پردازش استمرحله پيش

در فرآيند شناسايي مشخصات، سيستم از يك مدل . اطالعات را از صوت استخراج مي كندبردارهمچنين د بردار 1 Mälardalen (Olsson 2003)

پس از . برداري از خصوصيات بسازدکرده واستفاده مي كند تا خصوصيات را شناسايي )two-pass(دو راهه دسته بندي بر اساس اندازه گيري هاي. سيستم بردار خصوصيات را طبقه بندي مي كنداتيصشناخت خصو

وقتي كه صوت جديدي طبقه بندي مي شود،مورد .و موارد انجام مي شوديطبقه بندي شده قبل در آرش .و موارد اضافه مي شوديجديدي به آرش

تست نهايي داراي يك تست محور ن جمله،ياز ا. تمام ركوردها در طول تست نهايي رباتها انجام ميشونديك ميكروفون نزديك محور . بطور انفرادي مورد آزمايش قرار ميگيرند که در آن تمام محورها جداگانه است

چرخ دنده بزرگ در در اثر شكاف در،۱ع خرابي ثبت مي شود؛ خرابي نوع تعيين شده ربات نصب ميشود دو نو قابل شنيدن است و بوسيله يك پالس صوتي فركانس پايين در ميانه نقص. بوجود مي آيد۴گيربوكس محور

اين . رخ مي دهد شل شدن چرخ دنده ها در گيربوكس در اثر۲خرابي نوع. چرخش محور شنيده مي شود به در نمودار صداي شكاف .ي هر چرخش بازوي ربات شنيده شوددر انتها“ بامپ "نقص مي تواند مثل صداي

.جسته ديده مي شودصورت دو قله بر ي مورد از مسائل و نقصها۵آن شود و با توجه به يل ميصوت تشک ي اصليهايژگيک بردار از ويهر بار

ان يز به درصد بيزان شباهت نيگردند و مين ميي دارند تعيمورد کنونن شباهت را با يشتريب که يقبل يز طبقه بنديکند اما بدون کمک آن نيدا مي بهبود پاستفاده از دانش ميداني به خوبي با يق دهيتطب.شوديم

. رد يگي انجام ميموارد به درست% ۹۱در ي نتايج مطالعه مورد-۵

CBRهاي صنعتي براي شناسايي نقصها بر پايه ركوردهاي عملي است كه در عارضه يابي رباتي روشنوان يك به عCBRم سيست. شونديتوليد مردهاي صوتي در شرايط واقعي صنعتي،ركو. کندي عمل ميصوت

:ن مزايا برخوردار استياز اابزار عارضه يابي صنعتي،الزم نيست سيستم از ابتدا كامل باشد ؛اضافه كردن موارد جديد به آساني انجام مي گيرد، يك ركورد •

صوتي كافي است،

ند كارايي به طور مستمر افزايش پيدا مي كند اگر صوت جديدي ثبت شود كه نرمال نباشد و نتوا •طبقه بندي شود، مهندسان بعد از شناسايي و تصحيح خرابي با طبقه بندي صوت بر تجربيات

.سيستم مي افزايندن روش به آساني توسط مهندسان پذيرفته مي شود و بصورت ابزاري در مي آيد كه آنها را در ارائه يا •

عملكرد بهتر ياري مي رساند،هندسان مي توانند صوتهاي مختلف را بشنوند و با هم کند ؛ مين روش انتقال تجربه را آسان ميا •

مقايسه كنند، تشکر و قدر داني-۶

.دريغانه جناب آقاي دکتر معيني سپاسگزاريم در پايان از زحمات بي

نتيجه گيري-۷ ارائه نمود و چهار جزء اول آنها را در CBMاين مقاله بحثي تئوريك از اجزاي الزم در يك سيستم كامل

اس است، به عنوان روش ي كه داراي هفت مقOSA-CBMرويكرد . بيان كردي يك مطالعه موردقالباگر چه موردمطالعه شده در اين مقاله . ، پذيرفته شده استCBMمناسبي براي توسعه تكنولوژي سيستم

. ودند كه شرح داده شدند، الگوي خوبي براي توسعه، بياسهائياسها نبود، مقيشامل طراحي كامل همه مق، الزمند، CBMهمه آنها براي تقويت استراتژي . هستندCBMاسها همچنين ، جنبه هاي فني اجراي يمق

مراقبت از فرآيندهاي بسيار ياگرچه به داليل منطقي، برا. سطح اتوماسيون در درجه دوم اهميت قرار داردركت هاي كوچكتر كه ماشين هاي پيچيده؛ بحراني و بزرگ، اتوماسيون بيشتري مورد نياز است، اما براي ش

همچنين .اسهاي مختلف، ممكن است كافي باشديبحراني كمتري دارند، روش و الگوي تعين شده اي از مقت كافي باشد و عارضه يابي، پيش بيني و تصميم يون در کنترل وضعيممكن است تنها به کارگرفتن اتوماس

را به استراتژئي تبديل مي كند كه كاركردن با آن براي CBMگيري به نيروي انساني واگذار شود، كه اين كار شركت هاي كوچك پيچيده نيست و به عنوان ابزاري در خدمت پرسنل نت براي برنامه ريزي صحيح فواصل

.نت ، به كار گرفته مي شود منابع-۷

1) Maintenance and Reliability Conference – Proceedings of the 8th Congress, May 2nd – 5th, 2004, University of Tennessee – Maintenance and Reliability Center, Knoxville , USA. Technical Design of Condition Based Maintenance System -A Case Study using Sound Analysis and Case-Based Reasoning Marcus Bengtsson1, Erik Olsson2, Peter Funk2, Mats Jackson1 1Department of Innovation, Design and Product Development 2Department of Computer Science and Engineering Mälardalen University

2) Euromaintenance 2004 – Proceedings of the 17th European Maintenance Congress, 11th – 13th of May, 2004, AMS (Spanish Maintenance Society), Barcelona, Spain