王成城 王金江 黃祖廣 薛瑞娟 張培森

（①中國石油大學(xué)（北京），北京 102249；②機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所，北京 100055；③通用技術(shù)集團(tuán)機(jī)床工程研究院有限公司，北京 100102）

預(yù)測性維護(hù)通過實(shí)時監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，結(jié)合大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)預(yù)測其未來工作狀況，實(shí)現(xiàn)故障診斷、壽命預(yù)測、設(shè)備維護(hù)與管理，是人工智能技術(shù)在智能制造領(lǐng)域的最典型應(yīng)用之一，被譽(yù)為“未來工廠”之光[1-2]。尤其是針對高價(jià)值、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障模式多樣以及維護(hù)困難的數(shù)控機(jī)床等高端裝備，實(shí)施預(yù)測性維護(hù)，對保證其加工精度、工作效率，穩(wěn)定性、可靠性降低生產(chǎn)和維護(hù)成本具有重要意義。根據(jù)其實(shí)施的側(cè)重點(diǎn)不同預(yù)測性維護(hù)可分為狹義和廣義。狹義的預(yù)測性維護(hù)建立在狀態(tài)監(jiān)測的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)故障診斷，對設(shè)備進(jìn)行連續(xù)的或不定時的狀態(tài)監(jiān)測，根據(jù)其結(jié)果判斷該裝備是否存在異常狀態(tài)或是否有發(fā)生故障的趨勢，并在適當(dāng)?shù)臅r間安排設(shè)備維修，也可稱為基于狀態(tài)的維護(hù)（condition based maintenance，CBM）[3-5]。廣義的預(yù)測性維護(hù)是一個系統(tǒng)的過程，將狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、壽命預(yù)測和維修維護(hù)決策綜合考量，是相對完整的預(yù)測性維護(hù)（predictive maintenance，PdM）[6-7]。

目前,國內(nèi)外部分企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了預(yù)測性維護(hù)的落地。西門子在對工廠的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，以人工智能算法為工具,建立了預(yù)測性維護(hù)系統(tǒng)，不僅能及時預(yù)測運(yùn)營中的故障風(fēng)險(xiǎn)，還能幫助企業(yè)高效診斷故障背后的原因，及時采取維修維護(hù)措施，有效控制風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)降本增效[8-10]。ABB Ability船舶遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對電氣系統(tǒng)的預(yù)防性連續(xù)監(jiān)測，提供包括故障排除、預(yù)防性和預(yù)測性服務(wù)3個級別的服務(wù),通過更大范圍的預(yù)測性監(jiān)測使服務(wù)工程師數(shù)量減少70%，維護(hù)工作量減少50%[11-14]，降低了人力成本，提高了維護(hù)效率。從國際標(biāo)準(zhǔn)化的角度分析，多個國外標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)組織針對數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷等預(yù)測性維護(hù)相關(guān)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行了研究，制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，如表1所示。

表1 預(yù)測性維護(hù)相關(guān)組織及標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

由于裝備在故障機(jī)理、監(jiān)測方法以及維護(hù)模式等方面的差異，制定通用的預(yù)測性維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)長期被視為“不可能的任務(wù)”，現(xiàn)行的國際標(biāo)準(zhǔn)主要集中在狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、設(shè)備管理等具體功能或溫度、振動等具體測量方法，涉及航空、航天、船舶以及武器等高科技裝備的生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域[15-16]。然而，長期在不同領(lǐng)域的實(shí)踐與應(yīng)用，由于缺乏統(tǒng)一的預(yù)測性維護(hù)準(zhǔn)則、術(shù)語和技術(shù)方法等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致預(yù)測性維護(hù)的落地、應(yīng)用以及實(shí)踐過程中存在協(xié)調(diào)困難、系統(tǒng)集成困難和功能不完善等問題。

本文結(jié)合前期對預(yù)測性維護(hù)技術(shù)的研究，從運(yùn)維過程入手，分析了預(yù)測性維護(hù)對運(yùn)維過程的提升以及標(biāo)準(zhǔn)化的需求，從基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)三個層次構(gòu)建了預(yù)測性維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)體系，并對部分重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方向進(jìn)行了論述，為制定不同層級和領(lǐng)域的預(yù)測性維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，推動預(yù)測性維護(hù)技術(shù)落地應(yīng)用，促進(jìn)智能運(yùn)維行業(yè)的發(fā)展提供了重要參考。

1 預(yù)測性維護(hù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

運(yùn)維過程包括了設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)，設(shè)備運(yùn)行是要保證設(shè)備達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)并正常運(yùn)轉(zhuǎn)，維護(hù)則是要保證設(shè)備可以正常工作到預(yù)定的工作年限。完整的運(yùn)維過程包括生產(chǎn)運(yùn)行、日常養(yǎng)護(hù)、確定維修項(xiàng)目、制定維修計(jì)劃、維修準(zhǔn)備和維修執(zhí)行等，如圖1所示。

圖1 運(yùn)維過程與預(yù)測性維護(hù)技術(shù)應(yīng)用示意圖

上述研究和應(yīng)用表明，預(yù)測性維護(hù)技術(shù)對運(yùn)維過程的優(yōu)化已達(dá)成行業(yè)共識，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，仍存在著以下問題：

（1）概念混淆。不同行業(yè)領(lǐng)域?qū)τ陬A(yù)測性維護(hù)技術(shù)的理解存在差異，對于預(yù)測性維護(hù)實(shí)施的流程不清晰。

（2）需求不清。狀態(tài)監(jiān)測作為實(shí)施預(yù)測性維護(hù)的基礎(chǔ)，其采集的數(shù)據(jù)與設(shè)備故障表征的關(guān)聯(lián)性、數(shù)據(jù)采集的方法和要求難以明確。

（3）算法多樣。預(yù)測性維護(hù)的核心技術(shù)是故障診斷和壽命預(yù)測，而診斷與預(yù)測的驅(qū)動內(nèi)核是算法，但算法對于用戶而言通常為“黑盒”，算法的可用性與準(zhǔn)確性難以判斷，導(dǎo)致用戶對于診斷和預(yù)測的結(jié)果缺乏信心。

（4）效果不明。預(yù)測性維護(hù)的最終目標(biāo)是“維護(hù)”，而非“預(yù)測”，促進(jìn)運(yùn)維過程的降本增效是用戶實(shí)施預(yù)測性維護(hù)的根本動機(jī)，但目前的研究和創(chuàng)新多集中在診斷和預(yù)測，對于運(yùn)維過程的提升缺乏有效評估指標(biāo)，極大地限制了預(yù)測性維護(hù)技術(shù)的應(yīng)用[17-18]。

為解決上述問題，國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO、IEC等）均針對預(yù)測性維護(hù)技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化研究，相繼成立了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作組。目前預(yù)測性維護(hù)國際標(biāo)準(zhǔn)研制現(xiàn)狀如表2所示。

表2 預(yù)測性維護(hù)國際標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目分析

國內(nèi)各標(biāo)準(zhǔn)化組織也在積極開展預(yù)測性維護(hù)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)研制工作，國內(nèi)預(yù)測性維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)研制現(xiàn)狀如表3所示。

表3 預(yù)測性維護(hù)國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目分析

上述標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目擬從不同的視角和領(lǐng)域解決預(yù)測性維護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，其中不乏早已發(fā)布和實(shí)施的成熟標(biāo)準(zhǔn)，也有近年來新提出的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，但由于在標(biāo)準(zhǔn)體系的頂層規(guī)劃上尚未達(dá)成共識，不免存在內(nèi)容和范圍交叉重復(fù)、概念和定義無法統(tǒng)一等問題，因此，亟需推動預(yù)測性維護(hù)共性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)研制，構(gòu)建完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，以指導(dǎo)各行業(yè)領(lǐng)域預(yù)測性維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)制定工作。

2 預(yù)測性維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)體系

與預(yù)測性維護(hù)技術(shù)體系相對應(yīng)，預(yù)測性維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)體系包括A基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)、B關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和C行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)3個類別，每個類別下包含二級和三級類別，具體如圖2所示。

2.1 預(yù)測性維護(hù)基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)

預(yù)測性維護(hù)基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)施預(yù)測性維護(hù)的基礎(chǔ)與前提，包括通用標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和測評標(biāo)準(zhǔn)3個部分，如圖2所示，其中：

圖2 預(yù)測性維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)體系

（1）通用標(biāo)準(zhǔn)

通用標(biāo)準(zhǔn)主要包括術(shù)語定義和通用要求兩部分。

術(shù)語定義標(biāo)準(zhǔn)用于統(tǒng)一預(yù)測性維護(hù)相關(guān)概念及相應(yīng)縮略語，幫助用戶理解預(yù)測性維護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用場景以及相關(guān)概念，并為其他標(biāo)準(zhǔn)的制定提供支撐，屬于該子類的已發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)包括ISO 13372:2012《機(jī)器的狀態(tài)監(jiān)測和診斷 詞匯》等。

通用要求標(biāo)準(zhǔn)用于規(guī)范預(yù)測性維護(hù)實(shí)施的流程、體系和方法，幫助用戶了解預(yù)測性維護(hù)技術(shù)，并對實(shí)施的可行性進(jìn)行判斷，包括分類、流程、可行性分析、技術(shù)要求和應(yīng)用要求等內(nèi)容，屬于該子類的已發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)包括：ISO 17359:2018《機(jī)器的狀態(tài)監(jiān)測和診斷 總導(dǎo)則》、ISO 13381-1:2015《機(jī)器的狀態(tài)監(jiān)測和診斷 預(yù)測 第1部分：通用指南》、GB/T 40571-2021《智能服務(wù) 預(yù)測性維護(hù) 通用要求》、IEEE Std-1856-2017《電子系統(tǒng)預(yù)測與健康管理標(biāo)準(zhǔn)框架》、MIMOSA OSA-CBM等。

（2）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)用于規(guī)范數(shù)據(jù)采集、傳輸與存儲過程中的數(shù)據(jù)格式，從協(xié)議和語義兩方面實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的聯(lián)通，從而減少由于硬件設(shè)備協(xié)議不一致、語義自定義而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)采集受阻和開發(fā)成本高等問題，構(gòu)建從邊緣側(cè)到系統(tǒng)層直至云平臺的預(yù)測性維護(hù)數(shù)據(jù)流。屬于該子類的已發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)包括：ISO 13374《機(jī)器的狀態(tài)監(jiān)測和診斷 數(shù)據(jù)處理、通信和表示》系列標(biāo)準(zhǔn)。

設(shè)備數(shù)據(jù)模板標(biāo)準(zhǔn)用于提供一套統(tǒng)一的預(yù)測性維護(hù)數(shù)據(jù)需求模板，包括數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)管理和關(guān)聯(lián)故障等，是行業(yè)或企業(yè)針對某類或多類設(shè)備開展預(yù)測性維護(hù)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，用于開展工程可行性驗(yàn)證的數(shù)據(jù)支撐，也是實(shí)現(xiàn)技術(shù)開放性與推動技術(shù)革新的重要依據(jù)。目前，ISO 13 374系列標(biāo)準(zhǔn)與ISO 13 379《機(jī)器的狀態(tài)監(jiān)控和診斷 數(shù)據(jù)說明和診斷技術(shù)通用指南》系列標(biāo)準(zhǔn)中的部分內(nèi)容與該部分相關(guān)。

（3）測評標(biāo)準(zhǔn)

系統(tǒng)功能測評標(biāo)準(zhǔn)用于具備預(yù)測性維護(hù)功能的軟件或系統(tǒng)，在開展預(yù)測性維護(hù)技術(shù)服務(wù)過程中功能的完整性測試，規(guī)范了預(yù)測性維護(hù)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、剩余壽命預(yù)測、維修維護(hù)管理等核心功能的具體測評要求，推薦了可增加或完善的輔助功能。目前在研的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)CAMS《智能服務(wù) 預(yù)測性維護(hù) 系統(tǒng)功能要求》是系統(tǒng)功能測評的重要支撐。

由于預(yù)測性維護(hù)對象的特異性，算法測評很難被標(biāo)準(zhǔn)化，但相比于與應(yīng)用場景密切相關(guān)的運(yùn)維決策算法，監(jiān)測、診斷和預(yù)測的算法還是可以在隨機(jī)抽樣的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)科學(xué)公平的性能測試。算法測評類標(biāo)準(zhǔn)主要用于規(guī)定測評程序、方法以及指標(biāo)體系等內(nèi)容。目前在研的國家標(biāo)準(zhǔn)20210705-T-604《智能服務(wù) 預(yù)測性維護(hù) 預(yù)測算法與模型》，將預(yù)測性維護(hù)算法分為監(jiān)測類、診斷類和預(yù)測類，以準(zhǔn)確性、精確性和漏報(bào)率等構(gòu)建測評指標(biāo)體系，初步實(shí)現(xiàn)了預(yù)測性維護(hù)算法的測試。

人員測評標(biāo)準(zhǔn)主要對人員對某些關(guān)鍵技術(shù)的熟練能力開展培訓(xùn)和測評，包括對認(rèn)證培訓(xùn)機(jī)構(gòu)測評的要求，以及工作人員對振動、潤滑、聲發(fā)射和超聲等關(guān)鍵技術(shù)熟練程度測評的要求。屬于該子類的已發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)包括ISO 18436《機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測和診斷人員資格和考核要求》系列標(biāo)準(zhǔn)等。

實(shí)施效果的測評往往決定著工程和項(xiàng)目的實(shí)施與否、效果好壞，受到用戶和供應(yīng)商的普遍關(guān)注。雖然預(yù)測性維護(hù)在不同場景或不同對象的實(shí)施效果差異較大，但多以成本和時間為核心要素，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范預(yù)測性維護(hù)的實(shí)施過程成本測評要求、實(shí)施結(jié)果測評要求等。目前在研的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)CAMS《智能服務(wù) 預(yù)測性維護(hù) 運(yùn)維效率評價(jià)方法》通過對運(yùn)營準(zhǔn)備時間、設(shè)備維修工期和設(shè)備運(yùn)維成本等關(guān)鍵指標(biāo)的定義，實(shí)現(xiàn)了預(yù)測性維護(hù)實(shí)施效果測評方法和指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化。

2.2 預(yù)測性維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

預(yù)測性維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括狀態(tài)信息采集標(biāo)準(zhǔn)、狀態(tài)監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)、健康狀態(tài)評估標(biāo)準(zhǔn)、故障診斷標(biāo)準(zhǔn)、剩余壽命預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)和維修維護(hù)管理標(biāo)準(zhǔn)等5個部分，縮短維修準(zhǔn)備時間，通過維修執(zhí)行輔助提升維修過程的效率，是預(yù)測性維護(hù)有效提升運(yùn)維效率、降低運(yùn)維成本的有效途徑[17-18]，如圖2所示。

（1）狀態(tài)信息采集標(biāo)準(zhǔn)

狀態(tài)信息采集是預(yù)測性維護(hù)與設(shè)備的接口，所采集的信息一定程度上決定了分析方法的類型，可根據(jù)采集信息的類別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建，包括振動、聲發(fā)射、熱成像、超聲、摩擦學(xué)參數(shù)以及其他類的信息采集等6個部分，狀態(tài)信息采集標(biāo)準(zhǔn)子體系如圖3所示。

圖3 傳感/數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)子體系

（2）狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

狀態(tài)監(jiān)測是對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理，通過特征提取和分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)識別的過程，該過程主要的任務(wù)是對數(shù)據(jù)質(zhì)量和故障或異常的判斷，為確保監(jiān)測過程的有效性和一致性，應(yīng)對狀態(tài)監(jiān)測的過程、方法和數(shù)據(jù)分析進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，因此，預(yù)測性維護(hù)中的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系包括狀態(tài)監(jiān)測流程、狀態(tài)監(jiān)測方法、數(shù)據(jù)處理和分析3個部分，預(yù)測性維護(hù)狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)子體系如圖4所示。

圖4 預(yù)測性維護(hù)狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)子體系

由于狀態(tài)監(jiān)測流程、方法和數(shù)據(jù)分析等技術(shù)內(nèi)容聯(lián)系緊密，因此通常會將所有相關(guān)內(nèi)容集成在一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中。例如，ISO 17359:2018《機(jī)器的狀態(tài)監(jiān)測和診斷 總導(dǎo)則》、GB/T 37942-2019《生產(chǎn)過程質(zhì)量控制 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測》。

（3）健康狀態(tài)評估標(biāo)準(zhǔn)

健康狀態(tài)評估是基于設(shè)備的狀態(tài)信息，對信息中的關(guān)鍵特征指標(biāo)進(jìn)行提取，通過綜合各個特征指標(biāo)，對設(shè)備的健康狀態(tài)進(jìn)行評估。通過健康狀態(tài)評估，工作人員可以實(shí)時、有效的了解設(shè)備的狀態(tài)，并及時采取維護(hù)、維修措施，防止設(shè)備異常進(jìn)一步擴(kuò)大，造成經(jīng)濟(jì)損失等。健康狀態(tài)評估標(biāo)準(zhǔn)主要包括健康狀態(tài)評估流程、健康狀態(tài)評估指標(biāo)、評估方法和評估結(jié)果等4個部分。健康狀態(tài)評估標(biāo)準(zhǔn)子體系如圖5所示。

圖5 預(yù)測性維護(hù)健康評估標(biāo)準(zhǔn)子體系

（4）故障診斷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

故障診斷是發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)和設(shè)備是否存在故障的過程，通常包括故障檢測、故障類型判斷、故障定位和故障恢復(fù)等。對于狹義的預(yù)測性維護(hù)，通過故障診斷技術(shù)對尚未發(fā)生故障但已出現(xiàn)異常的設(shè)備開展診斷和預(yù)測，是維修決策的重要依據(jù)，除故障恢復(fù)外的其他關(guān)鍵技術(shù)都是預(yù)測性維護(hù)的重要組成；對于廣義的預(yù)測性維護(hù)，由于增加了剩余使用壽命的預(yù)測，對于維護(hù)的實(shí)施提供了有效信息，能夠支持設(shè)備運(yùn)維的全生命周期管理。不論是狹義或者廣義，故障診斷都是預(yù)測性維護(hù)不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。因此，預(yù)測性維護(hù)故障診斷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要包括故障診斷流程、故障診斷方法以及故障診斷驗(yàn)證3部分。預(yù)測性維護(hù)故障診斷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)子體系如圖6所示。

圖6 預(yù)測性維護(hù)故障診斷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)子體系

（5）剩余壽命預(yù)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

剩余壽命預(yù)測是區(qū)分狹義預(yù)測性維護(hù)與廣義預(yù)測性維護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)，是支撐設(shè)備運(yùn)維全生命周期管理的基礎(chǔ)，也是目前預(yù)測性維護(hù)技術(shù)研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的預(yù)測研究主要集中在故障的預(yù)測，通過對于故障的預(yù)測降低或減少糾正性維修的頻率，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)的應(yīng)用價(jià)值，剩余壽命的預(yù)測在流程和方法上與故障預(yù)測類似，但將剩余壽命作為預(yù)測的結(jié)果，使得對設(shè)備周期性維護(hù)方案的更新和優(yōu)化成為可能，從而通過對設(shè)備的延壽實(shí)現(xiàn)了價(jià)值的提升，也是對設(shè)備運(yùn)維全生命周期的有效管控。預(yù)測性維護(hù)壽命預(yù)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)子體系如圖7所示。

圖7 預(yù)測性維護(hù)壽命預(yù)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)子體系

目前尚未制定和發(fā)布針對剩余壽命預(yù)測的標(biāo)準(zhǔn)，ISO 13381-1:2015《機(jī)器的狀態(tài)監(jiān)測和診斷 預(yù)測 第1部分：通用指南》主要是針對故障的預(yù)測，可作為剩余壽命預(yù)測的參考借鑒。

（6）維修維護(hù)管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

采用預(yù)測性維護(hù)模式替代或完善傳統(tǒng)的事后維護(hù)與周期性維護(hù)模式，是開展預(yù)測性維護(hù)技術(shù)研究與應(yīng)用的最終目標(biāo)，因此，維修維護(hù)管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是預(yù)測性維護(hù)技術(shù)應(yīng)用的“最后一公里”。不同類型設(shè)備具有特定的維修維護(hù)需求，但在維護(hù)決策、優(yōu)化和執(zhí)行的流程與方法領(lǐng)域可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，另外作為維修輔助的虛擬維護(hù)系統(tǒng)，也越來越多地應(yīng)用于維修執(zhí)行和培訓(xùn)過程。因此，預(yù)測性維護(hù)維修維護(hù)管理標(biāo)準(zhǔn)包括維修維護(hù)決策、維修維護(hù)優(yōu)化、維修維護(hù)執(zhí)行和虛擬維護(hù)輔助4類。預(yù)測性維護(hù)維修維護(hù)管理標(biāo)準(zhǔn)子體系如圖8所示。

圖8 預(yù)測性維護(hù)維修維護(hù)管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)子體系

2.3 預(yù)測性維護(hù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

與預(yù)測性維護(hù)基礎(chǔ)共性和關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同，行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)突出不同行業(yè)和裝備特異的需求，對于細(xì)化和完善預(yù)測性維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)體系具有重要意義。行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)劃分為面向裝備和行業(yè)，二者在制定標(biāo)準(zhǔn)的類別和技術(shù)方向上有所不同，如圖2所示。

（1）面向裝備的預(yù)測性維護(hù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

該類標(biāo)準(zhǔn)通常以特定的設(shè)備為對象，以關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，根據(jù)具體設(shè)備的工作環(huán)境、工況條件等規(guī)范其失效模式、監(jiān)測對象、數(shù)據(jù)采集方式、監(jiān)測參數(shù)、報(bào)警閾值/基線、故障診斷和案例、故障/剩余壽命預(yù)測和案例、運(yùn)行和維護(hù)方案等。屬于 該子類的已發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。

表4 面向設(shè)備的預(yù)測性維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

（2）面向行業(yè)的預(yù)測性維護(hù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

從行業(yè)的視角來看，標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)以預(yù)測性維護(hù)基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，提出行業(yè)裝備的設(shè)備數(shù)據(jù)模板和測評及認(rèn)證要求。目前技術(shù)相對成熟并有應(yīng)用需求的行業(yè)包括航空航天、軌道交通、石油化工以及能源動力等。

3 結(jié)語

由于與設(shè)備類型的密切關(guān)聯(lián)，預(yù)測性維護(hù)長期被認(rèn)為是難以開展標(biāo)準(zhǔn)化的，尤其是方法和測評領(lǐng)域，極大地影響了預(yù)測性維護(hù)技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)施。本文從預(yù)測性維護(hù)技術(shù)應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)體系和標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容三個方面分析和探討了預(yù)測性維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建需求，從基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)3個角度分析了現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)以及未來標(biāo)準(zhǔn)化的方向，并從應(yīng)用的視角剖析了標(biāo)準(zhǔn)與從業(yè)者的關(guān)聯(lián)關(guān)系。本文所構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)體系并非完善，但能夠作為各方研制標(biāo)準(zhǔn)的參考，為我國預(yù)測性維護(hù)技術(shù)發(fā)展和裝備數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供助力。

從本文的分析結(jié)果來看，目前在基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)中，通用標(biāo)準(zhǔn)已在陸續(xù)制定和發(fā)布，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)尚待制定，目前測評標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)需求較大，應(yīng)予以重點(diǎn)關(guān)注；在關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，傳感/數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)相對成熟，狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷標(biāo)準(zhǔn)正在制定中，但剩余壽命預(yù)測和維修維護(hù)管理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尚處于缺失狀態(tài)；在行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)中，面向行業(yè)的共性標(biāo)準(zhǔn)亟需開展研制，上述研究方向也將成為不同標(biāo)準(zhǔn)化組織和標(biāo)準(zhǔn)研制人員未來的工作方向和重點(diǎn)。