使用情境與場合
- 希望從「發現故障才搶修」轉為「依預測排定維護」,避免非預期停機,並降低備品庫存與緊急維修成本。
- 馬達、泵浦、風機、齒輪箱、減速機、真空幫浦等穩態轉動設備;機械手臂、搬運機構等非穩態設備。
- 已建置或規劃建置 Level 3 感測器、需要進一步回答「設備還能運行多久?」的產線與廠區。
- 能與廠內 SCADA / FDC / PHM 系統整合,作為設備健康管理的資料來源。
Level 4 回答的是:設備還可以運行多久(殘餘可用壽命,RUL)。
搭配與使用
- 安裝 Level 3 感測器:將 213MM2-R1 / 313MM2-R1(RS485)或 213MM1-B1(藍芽)固定於設備量測點,並輸入轉速範圍、軸承型號、齒數、葉片數等機構參數,讓感測器算出損傷模式特徵。
- 確認連線:配線超過 50 公尺時,建議在末端加 125 Ω 終端電阻;感測器供電 12 ~ 24 V;同一個 COM Port 串接多顆時,站號不可重複;使用工控機(IPC)上的 COM Port 時,確認已設定為 RS485。軟體中統一以感測器 ID 作為設備序號與感測器序號。
- 蒐集資料並過濾工況:由搜值模組每秒收取特徵值,以「閒置偵測」門檻剔除停機與待機資料,只保留設備真實運轉的數據。設定門檻前先查看資料,涵蓋 3 ~ 5 次運轉週期即可。
- 訓練健康度(HI / EHI)模型:以設備正常運轉數據建立基準,之後的新數據與基準的偏離程度即為健康度。建議至少累積 14 天運轉資料;若設備維修,需重新訓練。
- 訓練殘餘壽命(RUL)模型:以健康度的歷史趨勢訓練,建議使用健康度開始推論後約 30 天的資料;預測步數約為歷史資料長度的一半(例如 30 天資料可預測後 15 天)。
- 線上推論與檢視:在儀表板檢視健康度、損傷模式特徵貢獻度(哪一項特徵造成異常)與殘餘壽命;結果可送入廠內 SCADA / FDC / PHM 系統,並據以排定維護日程。
- 維修後重訓:設備維修或更換零件後,需重新建立健康度與壽命模型;維修期間請先停用搜值,避免異常數據被模型學習。
壽命推估軟體:RULe
Level 4 採用 RULe 壽命推估軟體,於邊緣 AI 閘道器(工控機)運行。
| 項目 | RULe |
|---|---|
| 定位 | 新一代壽命推估系統,涵蓋設備管理、搜值、訓練、推論與視覺化 |
| 建模方式 | 先建立 EHI 健康度基準模型,再以 EHI 歷史趨勢訓練 RUL 模型 |
| 所需資料 | EHI 至少 14 天運轉資料;RUL 建議 EHI 推論後約 30 天 |
| 資料前處理 | 工況過濾(閒置偵測),自動剔除停機資料 |
| 輸出 | 健康度 HI、損傷模式特徵貢獻度、殘餘壽命 RUL |
| 特色 | 多設備與多感測器管理;單機版與訓練 / 推論分離架構 |
| 操作介面 | 網頁式(搜值系統與 RULe 儀表板) |
工控機規格
RULe 以工控機(IPC)為載體,依感測器點數分為 2 / 4 / 8 通道(單機版)與 16 / 32 / 64 點(訓練與推論分離)六種配置。
| 項目 | 2 通道 | 4 通道 | 8 通道 | 16 點 | 32 點 | 64 點 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 型號 | RULe.TI002 | RULe.TI004 | RULe.TI008 | RULe.XI016 | RULe.XI032 | RULe.XI064 |
| CPU | Core i5 | Core i5 | Intel Core i7-14700T | Intel Core i3-N305 | Intel Core i3-N305 | Intel Core i3-N305 |
| 記憶體 | DDR5 16 GB | DDR5 32 GB | DDR5 64 GB | 8 GB | 8 GB | 8 GB |
| 硬碟 | SSD 512 GB | SSD 1 TB | SSD 2 TB(資料保存 2 年) | 64 GB | 64 GB | 64 GB |
| RS232 / 485 / 422 序列埠 | 2 | 2 | 2 | — | — | — |
| Ethernet | 2 | 2 | 2 | 2.5GbE x 2 | 2.5GbE x 2 | 2.5GbE x 2 |
| 供電 | 9 ~ 36 V | 9 ~ 36 V | 10 ~ 35 V | 3-Pin DC-in 9 ~ 36 V | 3-Pin DC-in 9 ~ 36 V | 3-Pin DC-in 9 ~ 36 V |
| IPC 尺寸 | 134 x 105 x 65 mm | 134 x 105 x 65 mm | 180 x 77.2 x 220 mm | 214 x 115.5 x 65.8 mm | 214 x 115.5 x 65.8 mm | 214 x 115.5 x 65.8 mm |
| 螢幕輸出 | 支援 HDMI | 支援 HDMI | 支援 HDMI | — | — | — |
| USB | 6 個(2 個 USB 3.0 + 4 個 USB 2.0) | 6 個(2 個 USB 3.0 + 4 個 USB 2.0) | 6 個(4 個 USB 3.0 + 2 個 USB 2.0) | 6 個 | 6 個 | 6 個 |
| 作業系統 | Linux Ubuntu 24.04 | Linux Ubuntu 24.04 | Linux Ubuntu 24.04 | — | — | — |
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點位數更多(16 / 32 / 64 點)時,可採用訓練與推論分離的架構:RULe 壽命預測推論閘道器搭配 AI 訓練伺服器;2 / 4 / 8 點的單機版可選用 RULe 壽命預測(訓練)推論閘道器。
搭配的感測器與軟體
感測器(Level 3,支援 HI / RUL 運算)
- 213MM2-R1、313MM2-R1:RS485,內建損傷模式診斷與可自訂頻帶特徵
- 213MM1-B1:藍芽無線,需搭配藍芽收集裝置
- 感測器選型請見 Level 3 方案
軟體與周邊
- 壽命推估軟體:RULe
- 搜值 / 資料中介與裝置管理:RULe、IOTech
- 邊緣 AI 閘道器:RULe 壽命預測(訓練)推論閘道器、RULe 壽命預測推論閘道器
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