講到AI的賦能，好像是個(gè)很大的課題。雖然現(xiàn)在講AI已經(jīng)在一些邊緣端落地，實(shí)現(xiàn)了垂直應(yīng)用的賦能，但對(duì)于工業(yè)類用戶而言似乎仍存在著一些AI認(rèn)知和應(yīng)用技術(shù)門檻。從上層的算法、軟件優(yōu)化，到設(shè)備端的硬件優(yōu)化，再到應(yīng)用端的設(shè)備安裝調(diào)試。即要求對(duì)于算法有一定的理解，又要接受軟件的學(xué)習(xí)成本，設(shè)備安裝接入還有一系列的不確定性和現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。

但反過(guò)來(lái)思考，本不該如此！AI應(yīng)該是降低門檻的才對(duì)！其實(shí)AI對(duì)于用戶，哪怕是工業(yè)客戶而言也不應(yīng)該成為一個(gè)難以部署的事情，并且不應(yīng)該只存在于新興的產(chǎn)線設(shè)備中。應(yīng)該是用更高的AI能力來(lái)覆蓋掉所有的這些問(wèn)題，但同時(shí)不打折扣實(shí)現(xiàn)輕松、準(zhǔn)確、高效的體驗(yàn)，而且能夠在哪怕是很傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)備上也能夠賦能。

誰(shuí)思考到了這個(gè)痛點(diǎn)？（很多人）誰(shuí)來(lái)做這個(gè)事情？（很多人想做）誰(shuí)能夠做好這個(gè)事情？（ADI給出了答案）

為什么是ADI，不是算法廠商、軟件廠商和設(shè)備制造商？這就涉及到了端側(cè)AI的一些特點(diǎn)：高度的軟硬件耦合，深刻準(zhǔn)確的應(yīng)用場(chǎng)景理解，基于端側(cè)硬件能力的高效算法等；而吻合了所有這些的，就是ADI。當(dāng)然ADI的傳感器IC級(jí)別能力是其傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用層面的能力則來(lái)自于近年來(lái)的專注布局，包括先后對(duì)于Otosense和TestMotors的收購(gòu)等。

近日，ADI在2023第十七屆北京國(guó)際電機(jī)工業(yè)展覽會(huì)上，展出了一款電機(jī)預(yù)測(cè)維護(hù)產(chǎn)品。這里的產(chǎn)品，不是器件（Parts），而是真正的具備完整外殼形態(tài)、高度完整的包含了即用軟件的意義上的產(chǎn)品。或者我們可以叫它是一個(gè)解決方案，但它不是所謂的demo級(jí)別的、板級(jí)的Solution，而是對(duì)于工業(yè)客戶而言，或許也可以將其稱為是一個(gè)設(shè)備。

我們也有幸在現(xiàn)場(chǎng)采訪到了ADI OtoSense SMS產(chǎn)品線系統(tǒng)應(yīng)用經(jīng)理霍斌博士，霍博士針對(duì)電機(jī)預(yù)測(cè)性維護(hù)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了深入分享。

圖：ADI OtoSense SMS產(chǎn)品線系統(tǒng)應(yīng)用經(jīng)理霍斌博士

簡(jiǎn)單安裝，即可實(shí)現(xiàn)9大類故障精準(zhǔn)預(yù)測(cè)

這款電機(jī)預(yù)測(cè)性維護(hù)的產(chǎn)品全名叫做“ADI OtoSense 智能電機(jī)監(jiān)測(cè)傳感器”，是一個(gè)基于人工智能的、完整的硬件和軟件解決方案，用于基于電機(jī)狀態(tài)的設(shè)備監(jiān)測(cè)。有幾大特點(diǎn)：產(chǎn)品外型簡(jiǎn)單、安裝非常簡(jiǎn)單、無(wú)需人工調(diào)試、直接告知用戶故障類型/位置同時(shí)適用電機(jī)參數(shù)廣泛。

首先它的產(chǎn)品形態(tài)非常簡(jiǎn)單，是一個(gè)封閉的橙色小方盒子。它的安裝也非常簡(jiǎn)單，無(wú)需電機(jī)停機(jī)，可以垂直或水平的方式貼在電機(jī)外殼上，或直接通過(guò)緊固件鉗在電機(jī)的散熱鰭片上。

該方案無(wú)需外接電源，而是通過(guò)內(nèi)部的4顆5號(hào)電池供電，續(xù)航可以達(dá)到一年以上。

該方案也不需要接入客戶的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，而是通過(guò)內(nèi)置的2.4GHz WiFi直接與手機(jī)或電腦進(jìn)行通信。

安裝好之后，客戶只需要將其與手機(jī)端的APP進(jìn)行連接，然后輸入電機(jī)銘牌上的參數(shù)之后，就不需要任何的人工干預(yù)了。該傳感器方案就會(huì)進(jìn)入自動(dòng)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，通過(guò)一周左右的學(xué)習(xí)時(shí)間，抓取到該電機(jī)在該產(chǎn)線上的工作狀態(tài)，識(shí)別其在各種不同的工作負(fù)載下的電機(jī)正常參數(shù)，自動(dòng)生成適合該電機(jī)的算法模型。

因?yàn)槭遣捎昧薃I的自學(xué)習(xí)的方式，在ADI預(yù)先設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)的電機(jī)模型基礎(chǔ)上，來(lái)進(jìn)行每一個(gè)特定電機(jī)的特定模型生成，所以在安裝、調(diào)試、和使用方面非常簡(jiǎn)單。首先該方案對(duì)于安裝的位置沒(méi)有特定要求，特別是對(duì)于電機(jī)沒(méi)有任何一致性的要求，不論是客戶的全新產(chǎn)線的全新電機(jī)，抑或是已經(jīng)已經(jīng)已經(jīng)工作了多年的各種不同參數(shù)（300w～500kW）、不同新舊程度的電機(jī)，都可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)性維護(hù)。

具體到可預(yù)測(cè)和檢測(cè)的故障類型，一共是9大類常見問(wèn)題，分別是供電系統(tǒng)、定子繞組、轉(zhuǎn)子、電機(jī)軸平衡、偏心率、軸承、軸對(duì)中、冷卻系統(tǒng)和固定螺栓九大類。這九大類故障覆蓋了電機(jī)工作的各種內(nèi)部外部電氣和機(jī)械故障。

從內(nèi)部硬件設(shè)計(jì)來(lái)看，為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能，ADI在其傳感部分非常下本，采用了5個(gè)ADI自研傳感器，包括2個(gè)振動(dòng)傳感器、2個(gè)溫度傳感器和一個(gè)磁場(chǎng)傳感器。振動(dòng)傳感器可以用于電機(jī)振動(dòng)特征的捕捉，是判斷電機(jī)故障最為重要的傳感數(shù)據(jù)來(lái)源；磁傳感器一方面檢測(cè)磁場(chǎng)獲得電機(jī)速度信息，另一方面通過(guò)高頻檢測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)于電機(jī)電源系統(tǒng)的故障檢測(cè)；溫度傳感器則主要用于電機(jī)溫度和散熱風(fēng)扇工作狀態(tài)等檢測(cè)。通過(guò)5個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)融合，疊加AI算法從而實(shí)現(xiàn)了九大故障類型的識(shí)別。

據(jù)霍博士介紹，傳感器部分均來(lái)自ADI自己設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造，傳感器采集的數(shù)據(jù)會(huì)通過(guò)Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳到云端，所有的數(shù)據(jù)處理都在云端進(jìn)行，數(shù)據(jù)處理的結(jié)果可以及時(shí)返回給用戶。一旦數(shù)據(jù)處理結(jié)果中發(fā)現(xiàn)電機(jī)故障，系統(tǒng)就會(huì)將診斷結(jié)果發(fā)到PC或手機(jī)端平臺(tái)來(lái)顯示。平臺(tái)的界面中會(huì)顯示一個(gè)電機(jī)的爆炸圖，不論是哪個(gè)部件出現(xiàn)異常都會(huì)變成紅色，并且有聲音報(bào)警，來(lái)進(jìn)行直觀地故障展示和提醒。

電機(jī)預(yù)測(cè)性維護(hù)的價(jià)值，不僅僅在電機(jī)上

據(jù)了解，此次SMS方案主要針對(duì)低電壓、三相異步交流電機(jī)，是一種通用型的方案。雖然這類電機(jī)，尤其是一些已經(jīng)運(yùn)行了很久的電機(jī)，自身的價(jià)值并不高，但一旦出現(xiàn)故障造成產(chǎn)線暫停，則會(huì)造成巨大的損失。

據(jù)霍博士介紹，該方案主要針對(duì)低電壓、三相異步交流電機(jī)，并不是因?yàn)榧夹g(shù)原因而逝處于市場(chǎng)考慮。因?yàn)檫@一類電機(jī)在市場(chǎng)的應(yīng)用率最高，量也最大。這里面客戶用不用電機(jī)預(yù)測(cè)維護(hù)的產(chǎn)品，不取決于電機(jī)的價(jià)值，而主要取決于應(yīng)用的需求。比如說(shuō)有些鋼鐵廠傳輸帶不能接受意外的停機(jī)，意外停機(jī)鋼水一涼整條線都停了。所以對(duì)這類的應(yīng)用來(lái)說(shuō)電機(jī)本身的價(jià)值并不大，但電機(jī)一旦出現(xiàn)故障就會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，預(yù)計(jì)鋼鐵廠、物流中心、機(jī)場(chǎng)等等很多地方都有這類應(yīng)用需求。

此外，像礦山現(xiàn)在對(duì)智能監(jiān)測(cè)也有著剛性需求，井下和井上的設(shè)備、通風(fēng)系統(tǒng)等等，里面用到大量的電機(jī)，慢慢都要使用到這種智能化的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。而在像風(fēng)機(jī)、水泵等應(yīng)用領(lǐng)域，采用傳統(tǒng)的定期檢修的方式很難，也就更有必要采用智能化的檢測(cè)方式。

另外，SMS雖然檢測(cè)的是電機(jī)的振動(dòng)數(shù)據(jù)，但其實(shí)也能夠間接推測(cè)出電機(jī)所在的產(chǎn)線或相關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。例如在正常的工作特征數(shù)據(jù)之外，檢測(cè)了異常，但又不屬于9大類的故障，則可以推測(cè)出是電機(jī)周圍的機(jī)械結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了問(wèn)題。例如在風(fēng)機(jī)上可能是齒輪箱中的問(wèn)題，在產(chǎn)線上可能是產(chǎn)線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)問(wèn)題等等。雖不能給出準(zhǔn)確結(jié)果，但能夠提前給出預(yù)警信息也具備很高的價(jià)值。

簡(jiǎn)單和精準(zhǔn)的體驗(yàn)，來(lái)自強(qiáng)大的電機(jī)AI算法

為什么安裝如此簡(jiǎn)單，也不需要復(fù)雜的調(diào)試，就能夠獲得精準(zhǔn)的檢測(cè)效果？這得益于ADI的電機(jī)AI算法與精準(zhǔn)傳感器的配合。

據(jù)霍博士介紹，一方面，參與該款產(chǎn)品的研發(fā)工程師都在電機(jī)領(lǐng)域工作了很多年，該產(chǎn)品收集了大量的電機(jī)數(shù)據(jù)，在實(shí)驗(yàn)室里針對(duì)每個(gè)故障做了很多分析，在這些工作的基礎(chǔ)上建立的數(shù)據(jù)模型。

ADI采用的是非監(jiān)督型算法，相比監(jiān)督型算法，不需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)簽。市場(chǎng)上目前很多廠商采用監(jiān)督型算法，這種算法生成需要事先做實(shí)驗(yàn)，模擬各類故障，分析得到的數(shù)據(jù)。問(wèn)題在于現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)并不容易獲得，例如正在運(yùn)行的電機(jī)很難去模擬一個(gè)軸承故障。

而ADI根據(jù)對(duì)電機(jī)的研究積累，知道每一類的故障其所對(duì)應(yīng)的影響電機(jī)振動(dòng)頻率的頻譜分段在哪里，如果這段頻率的振動(dòng)分量發(fā)生變化，那就可以判斷出是哪一類故障，ADI在這方面有深厚的積累。

另一方面，ADI的AI算法幾乎沒(méi)有人工參與。有些廠商雖然也是人工智能算法，但它的系統(tǒng)安裝需要工程師到現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)試運(yùn)行的狀況人工設(shè)置一些參數(shù)。而ADI產(chǎn)品并不需要這些繁瑣的步驟，可以適用于任何電機(jī)。一些閥值可以通過(guò)AI算法自學(xué)習(xí)過(guò)程來(lái)自動(dòng)設(shè)置，這是該方案的重要優(yōu)勢(shì)之一，相當(dāng)于整個(gè)流程都通過(guò)AI實(shí)現(xiàn)了全部自動(dòng)化。

ADI OtoSense SMS的核心價(jià)值在其算法上，收費(fèi)方式也是按年來(lái)收取服務(wù)費(fèi)。在云上也對(duì)不同租戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行了隔離，因此不需要擔(dān)心數(shù)據(jù)安全的問(wèn)題。但同時(shí)也可以開放API接口給到客戶，客戶可以將原始數(shù)據(jù)部署到自己的私有云、公有云，導(dǎo)入到自己的模型或者DevOps環(huán)節(jié)中去。

未來(lái)產(chǎn)品方向和獨(dú)特生態(tài)價(jià)值

據(jù)悉，ADI OtoSense SMS還會(huì)繼續(xù)升級(jí)，未來(lái)在傳感器方面，可能采用更先進(jìn)的振動(dòng)傳感器；在計(jì)算方面，也有可能在端側(cè)的板上集成NPU之類的AI硬件加速器，實(shí)現(xiàn)一些算法的本地化處理。在通信方面，未來(lái)可能也會(huì)支持Wi-Fi6。

而且值得一提的是，ADI OtoSense SMS雖然看起來(lái)是一個(gè)獨(dú)立性非常高的產(chǎn)品，但仍提供了生態(tài)價(jià)值。據(jù)霍博士介紹，ADI OtoSense SMS實(shí)現(xiàn)了對(duì)于電機(jī)全生命周期的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，這些數(shù)據(jù)對(duì)于電機(jī)廠商意義重大。在電機(jī)使用客戶、電機(jī)廠商和ADI三方認(rèn)同的情況下，可以把客戶允許的數(shù)據(jù)，反饋到電機(jī)設(shè)計(jì)廠商，從而幫助他們改善電機(jī)設(shè)計(jì)，優(yōu)化售后服務(wù)。