講到AI的賦能，好像是個很大的課題。雖然現(xiàn)在講AI已經在一些邊緣端落地，實現(xiàn)了垂直應用的賦能，但對于工業(yè)類用戶而言似乎仍存在著一些AI認知和應用技術門檻。從上層的算法、軟件優(yōu)化，到設備端的硬件優(yōu)化，再到應用端的設備安裝調試。即要求對于算法有一定的理解，又要接受軟件的學習成本，設備安裝接入還有一系列的不確定性和現(xiàn)場問題。

但反過來思考，本不該如此！AI應該是降低門檻的才對！其實AI對于用戶，哪怕是工業(yè)客戶而言也不應該成為一個難以部署的事情，并且不應該只存在于新興的產線設備中。應該是用更高的AI能力來覆蓋掉所有的這些問題，但同時不打折扣實現(xiàn)輕松、準確、高效的體驗，而且能夠在哪怕是很傳統(tǒng)的工業(yè)設備上也能夠賦能。

誰思考到了這個痛點？（很多人）誰來做這個事情？（很多人想做）誰能夠做好這個事情？（ADI給出了答案）

為什么是ADI，不是算法廠商、軟件廠商和設備制造商？這就涉及到了端側AI的一些特點：高度的軟硬件耦合，深刻準確的應用場景理解，基于端側硬件能力的高效算法等；而吻合了所有這些的，就是ADI。當然ADI的傳感器IC級別能力是其傳統(tǒng)優(yōu)勢，應用層面的能力則來自于近年來的專注布局，包括先后對于Otosense和TestMotors的收購等。

近日，ADI在2023第十七屆北京國際電機工業(yè)展覽會上，展出了一款電機預測維護產品。這里的產品，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品。或者我們可以叫它是一個解決方案，但它不是所謂的demo級別的、板級的Solution，而是對于工業(yè)客戶而言，或許也可以將其稱為是一個設備。

我們也有幸在現(xiàn)場采訪到了ADI OtoSense SMS產品線系統(tǒng)應用經理霍斌博士，霍博士針對電機預測性維護相關內容進行了深入分享。

圖：ADI OtoSense SMS產品線系統(tǒng)應用經理霍斌博士

簡單安裝，即可實現(xiàn)9大類故障精準預測

這款電機預測性維護的產品全名叫做“ADI OtoSense 智能電機監(jiān)測傳感器”，是一個基于人工智能的、完整的硬件和軟件解決方案，用于基于電機狀態(tài)的設備監(jiān)測。有幾大特點：產品外型簡單、安裝非常簡單、無需人工調試、直接告知用戶故障類型/位置同時適用電機參數(shù)廣泛。

首先它的產品形態(tài)非常簡單，是一個封閉的橙色小方盒子。它的安裝也非常簡單，無需電機停機，可以垂直或水平的方式貼在電機外殼上，或直接通過緊固件鉗在電機的散熱鰭片上。

該方案無需外接電源，而是通過內部的4顆5號電池供電，續(xù)航可以達到一年以上。

該方案也不需要接入客戶的工業(yè)網絡，而是通過內置的2.4GHz WiFi直接與手機或電腦進行通信。

安裝好之后，客戶只需要將其與手機端的APP進行連接，然后輸入電機銘牌上的參數(shù)之后，就不需要任何的人工干預了。該傳感器方案就會進入自動學習的過程中，通過一周左右的學習時間，抓取到該電機在該產線上的工作狀態(tài)，識別其在各種不同的工作負載下的電機正常參數(shù)，自動生成適合該電機的算法模型。

因為是采用了AI的自學習的方式，在ADI預先設置的標準的電機模型基礎上，來進行每一個特定電機的特定模型生成，所以在安裝、調試、和使用方面非常簡單。首先該方案對于安裝的位置沒有特定要求，特別是對于電機沒有任何一致性的要求，不論是客戶的全新產線的全新電機，抑或是已經已經已經工作了多年的各種不同參數(shù)（300w～500kW）、不同新舊程度的電機，都可以實現(xiàn)準確的狀態(tài)監(jiān)測和預測性維護。

具體到可預測和檢測的故障類型，一共是9大類常見問題，分別是供電系統(tǒng)、定子繞組、轉子、電機軸平衡、偏心率、軸承、軸對中、冷卻系統(tǒng)和固定螺栓九大類。這九大類故障覆蓋了電機工作的各種內部外部電氣和機械故障。

從內部硬件設計來看，為了實現(xiàn)準確的電機狀態(tài)監(jiān)測功能，ADI在其傳感部分非常下本，采用了5個ADI自研傳感器，包括2個振動傳感器、2個溫度傳感器和一個磁場傳感器。振動傳感器可以用于電機振動特征的捕捉，是判斷電機故障最為重要的傳感數(shù)據(jù)來源；磁傳感器一方面檢測磁場獲得電機速度信息，另一方面通過高頻檢測實現(xiàn)對于電機電源系統(tǒng)的故障檢測；溫度傳感器則主要用于電機溫度和散熱風扇工作狀態(tài)等檢測。通過5個傳感器的數(shù)據(jù)融合，疊加AI算法從而實現(xiàn)了九大故障類型的識別。

據(jù)霍博士介紹，傳感器部分均來自ADI自己設計生產制造，傳感器采集的數(shù)據(jù)會通過Wi-Fi無線網絡上傳到云端，所有的數(shù)據(jù)處理都在云端進行，數(shù)據(jù)處理的結果可以及時返回給用戶。一旦數(shù)據(jù)處理結果中發(fā)現(xiàn)電機故障，系統(tǒng)就會將診斷結果發(fā)到PC或手機端平臺來顯示。平臺的界面中會顯示一個電機的爆炸圖，不論是哪個部件出現(xiàn)異常都會變成紅色，并且有聲音報警，來進行直觀地故障展示和提醒。

電機預測性維護的價值，不僅僅在電機上

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

據(jù)霍博士介紹，該方案主要針對低電壓、三相異步交流電機，并不是因為技術原因而逝處于市場考慮。因為這一類電機在市場的應用率最高，量也最大。這里面客戶用不用電機預測維護的產品，不取決于電機的價值，而主要取決于應用的需求。比如說有些鋼鐵廠傳輸帶不能接受意外的停機，意外停機鋼水一涼整條線都停了。所以對這類的應用來說電機本身的價值并不大，但電機一旦出現(xiàn)故障就會造成很大的經濟損失，預計鋼鐵廠、物流中心、機場等等很多地方都有這類應用需求。

此外，像礦山現(xiàn)在對智能監(jiān)測也有著剛性需求，井下和井上的設備、通風系統(tǒng)等等，里面用到大量的電機，慢慢都要使用到這種智能化的監(jiān)測系統(tǒng)。而在像風機、水泵等應用領域，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方式。

另外，SMS雖然檢測的是電機的振動數(shù)據(jù)，但其實也能夠間接推測出電機所在的產線或相關機械結構的問題。例如在正常的工作特征數(shù)據(jù)之外，檢測了異常，但又不屬于9大類的故障，則可以推測出是電機周圍的機械結構出現(xiàn)了問題。例如在風機上可能是齒輪箱中的問題，在產線上可能是產線傳動機構問題等等。雖不能給出準確結果，但能夠提前給出預警信息也具備很高的價值。

簡單和精準的體驗，來自強大的電機AI算法

為什么安裝如此簡單，也不需要復雜的調試，就能夠獲得精準的檢測效果？這得益于ADI的電機AI算法與精準傳感器的配合。

據(jù)霍博士介紹，一方面，參與該款產品的研發(fā)工程師都在電機領域工作了很多年，該產品收集了大量的電機數(shù)據(jù)，在實驗室里針對每個故障做了很多分析，在這些工作的基礎上建立的數(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，不需要對數(shù)據(jù)進行標簽。市場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驗，模擬各類故障，分析得到的數(shù)據(jù)。問題在于現(xiàn)場的數(shù)據(jù)并不容易獲得，例如正在運行的電機很難去模擬一個軸承故障。

而ADI根據(jù)對電機的研究積累，知道每一類的故障其所對應的影響電機振動頻率的頻譜分段在哪里，如果這段頻率的振動分量發(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，根據(jù)試運行的狀況人工設置一些參數(shù)。而ADI產品并不需要這些繁瑣的步驟，可以適用于任何電機。一些閥值可以通過AI算法自學習過程來自動設置，這是該方案的重要優(yōu)勢之一，相當于整個流程都通過AI實現(xiàn)了全部自動化。

ADI OtoSense SMS的核心價值在其算法上，收費方式也是按年來收取服務費。在云上也對不同租戶的數(shù)據(jù)進行了隔離，因此不需要擔心數(shù)據(jù)安全的問題。但同時也可以開放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，導入到自己的模型或者DevOps環(huán)節(jié)中去。

未來產品方向和獨特生態(tài)價值

據(jù)悉，ADI OtoSense SMS還會繼續(xù)升級，未來在傳感器方面，可能采用更先進的振動傳感器；在計算方面，也有可能在端側的板上集成NPU之類的AI硬件加速器，實現(xiàn)一些算法的本地化處理。在通信方面，未來可能也會支持Wi-Fi6。

而且值得一提的是，ADI OtoSense SMS雖然看起來是一個獨立性非常高的產品，但仍提供了生態(tài)價值。據(jù)霍博士介紹，ADI OtoSense SMS實現(xiàn)了對于電機全生命周期的狀態(tài)監(jiān)測，這些數(shù)據(jù)對于電機廠商意義重大。在電機使用客戶、電機廠商和ADI三方認同的情況下，可以把客戶允許的數(shù)據(jù)，反饋到電機設計廠商，從而幫助他們改善電機設計，優(yōu)化售后服務。