智能算法破解设备检修“大难题”

小佳 • 2024年10月08日 07:34 • 香烟资讯

近日，湖南中烟常德卷烟厂东方红QC小组课题《装封箱系统滚筒电机智能监测系统的研制》荣获全国烟草行业2024年(第三十五届)质量管理小组成果发布会二等奖，常德卷烟厂已经连续两年入围行业质量管理成果发布会并斩获佳绩。

智能算法破解设备检修“大难题”

图为卷包车间装封箱工段

2023年的一个夜晚，卷包车间三区装封箱工段的16台堆垛机不断发出报警声，条烟输送装置停止运行，大量成品烟箱无法正常入库，辅联电气维修工接到通知后火速赶到现场，经排查发现3组滚筒电机由于未按计划进行预防性检修，出现皮带防护罩摩擦过载故障，造成该输送单元停止运行，导致装封箱工段大面积瘫痪。

常德卷烟厂卷包车间的装封箱作业区域涵盖520组滚动电机，每个滚筒电机包含外观、温度、震动等一系列预防性检修内容，工作重复性高且过程繁琐。“如果能研制出一套智能化的系统对滚筒电机进行监测，那么预防性检修的效率就能大大提升了。”卷包车间设备主任文亚宇说道。智能转型迫在眉睫，东方红QC小组决定围绕滚筒电机预防性检修效率低的问题开展活动。

“人工智能算法或许可行。”课题组组长袁建华说道。小组成员采用”TRIZ理论”积极开展创新借鉴，利用运行电流作为特征值进行诊断，由于缺少数据样本的支撑，在实现滚筒电机电流数据采集和存储后，神经网络算法无法建立完整的计算模型，难以分析出异常滚筒电机。为了攻克数据分析难题，小组用头脑风暴法进行方案比选，开展精细化设计。

图为课题组成员优化算法参数

对4个主要系统单元拆分，从22个分级方案中展开对比分析，小组成员反复调整模拟试验，不断寻找最佳参数。试验发现通过动态时间规整算法，将当前运行电流曲线与标准电流曲线进行相似度计算，可以准确找到存在故障的滚筒电机。“参数设置虽然只有0.01的区别，但是计算出来的结果却相差甚远。”电气技术员覃勤面对十几页的数据分析报告感慨道。采集方式的确定、数据库的设计、算法的选择、管理架构的确定，所有的系统单元都满足严格的技术指标要求后，接下来到了最关键的试运行阶段。

经过1个月的整体优化、调试和试运行，系统误报警率高、数据丢失等问题被逐个击破，智能算法计算误差率控制在0.5%以内。“系统整体试运行符合目标要求!”听到这句话后，组员们压在心里的石头终于落了下来。面对新的挑战，小组成员在未知道路上摸索前进，在无数个排列组合中寻找唯一解，不断尝试改进和创新，为课题成功实施奠定了基石。

智能算法破解设备检修“大难题”

图为滚筒电机智能监测系统运行界面

“有了智能监测系统以后，我们的工作效率得到大大提升。”辅联电气维修工和同事正在讨论运行中的新系统。智能监测系统可以后台24小时不间断运行，持续采集滚筒电机运行信息，出现异常情况立即将潜在故障滚筒电机编号推送给维修人员，达到预防性检修的目的。由于避免了人工预防性检修带来的非标准性因素影响，使得滚筒电机预防性检修效率提高了128倍，滚筒电机的运行故障频次得到有效改善，造成缺陷产品流入市场的风险有所降低。同时程序界面操作便捷，大大降低了维修人员的工作强度。

目前，滚筒电机智能监测系统已经在常德卷烟厂卷包车间正式上线运行，该系统实现取代人工提高预防性检修智能化程度和效率，已获得1项国家计算机软件著作权。

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