智能健診:數位孿生技術革新設備管理,開創智慧運維新格局
2025/02/04
背景概述及業主痛點
污水處理廠作為產業園區的重要基礎設施,其設備穩定運行對確保污水處理效果與環保合規至關重要。然而,設備管理面臨以下挑戰:
- 老舊設備高風險運行:超過 20 年運行的關鍵設備(如泵浦、鼓風機等)性能退化,故障可能導致全廠停擺,並引發排放不合規與高額罰款。
- 傳統運維方式的局限性:依賴人工檢測的維護模式缺乏即時性與預測能力,異常多在事後處理,無法實現主動防控。
- 智慧化與永續目標的矛盾:業主需要在降低運營成本與延長設備壽命的同時,實現節能減排與穩定運行,這要求更高效的數據驅動解決方案。
信諾科技的智能健診方案,以數位孿生技術和深度學習模型為核心,搭配事件一覽功能和多參數折線圖分析,已成功應用於土城與大甲幼獅產業園區,為業主帶來智慧運維與永續發展的雙重價值。
信諾提供的數位轉型計畫
1. 數位孿生技術實現設備全生命周期管理
信諾科技運用數位孿生技術,為污水處理廠的關鍵設備(如鼓風機、泵浦等)構建虛擬模型,動態整合設備溫度、振動、電量等多參數運行數據,實現虛實同步。
▲信諾設計的視覺化智能健診面板展示
數位孿生技術支持設備從運行到維護的全生命周期管理,為健康評估、趨勢分析和運行優化提供科學依據。
2. 深度學習驅動即時健康診斷與異常檢測
系統搭載「AI健診」功能,透過深度學習模型分析設備運行的多參數數據(如溫度、振動、電量),每分鐘更新健康指數(如下圖面板上顯示的「86%健康」),並以紅、黃、綠三色狀態可視化呈現設備健康狀態:
- 綠色:設備運行正常,健康狀態穩定,無需額外干預。
- 黃色:設備進入警示區,表明某些參數可能偏離正常範圍,需進一步檢查。
- 紅色:設備處於異常狀態,存在明顯的運行問題,可能即將發生故障。
若長期處於黃或紅狀態表示設備運行壓力增大,部件老化或運行效率下降,系統將根據異常數據趨勢提前發出預測,提示業主設備可能即將發生故障,幫助業主提前規劃檢修計畫,避免突發停機帶來的運營損失。
▲面板會實時更新設備健康指數趨勢圖
深度學習模型透過長期數據訓練,建立設備運行的基準範圍,並自動比對當前數據。一旦參數超出基準範圍,系統即時觸發異常警示,同時標記折線圖中的異常波動點,結合面板右下方事件一覽功能詳細記錄異常發生時間、健康指數及具體指標數值,為操作人員提供精準診斷與判斷依據。
3. 溫度、振動與電量折線圖的精準分析
面板下半部的多參數折線圖實時顯示設備運行中的核心數據趨勢:
- 溫度折線圖:用於監控設備運行時的熱能狀況,溫度異常升高可能指向散熱問題或部件老化。
- 振動折線圖:反映設備運行平穩性,異常振動可能暗示機械結構問題或部件損壞。
- 電量折線圖:展示設備能耗變化趨勢,異常電量波動可能與負載不穩定或電力系統問題相關。
▲面板會實時顯示設備運行期間的溫度、振動、用電數據趨勢
當任一參數超出基準範圍時,系統會即時標記異常點(如上面板顯示的紅線標記),並通過健康趨勢圖與事件一覽功能聯動,幫助操作人員快速分析異常狀況。
4. 事件一覽功能實現異常追蹤與管理
「事件一覽功能」以時間軸形式展示所有異常事件,記錄設備異常的具體參數、時間與相關健康指數,並支持詳細記錄處置進程。
▲面板透過事件一覽功能詳實紀錄異常處置進程
▲點入事件一覽最右側的「紀錄」能手動寫入處置經過
▲點入事件一覽右側上的「more+」能綜覽每筆處置進程
該功能不僅便於快速定位問題源頭,還構建了完整的異常管理檔案,為後續維護優化與運行改進提供數據支持。
5. 數據驅動的智慧維護與壽命延長
系統通過數位孿生模擬不同運行條件對設備的影響,提供基於數據的最佳維護策略,幫助業主優化維護資源配置、降低運營成本,並延長設備使用壽命。
▲面板最左側選單以設備位置做分類,右側會同步呈現各設備基本資訊
結語:數位孿生與深度學習賦能設備全生命周期管理
信諾科技的智能健診方案,成功應用於土城與大甲幼獅產業園區,並具備推廣至全台其他產業園區污水廠的潛力。透過每分鐘健康判斷、多參數折線圖分析與事件一覽功能的深度整合,信諾科技幫助業主實現了設備全生命周期的智慧化管理,有效提升運行穩定性、降低運維風險與成本,為智慧化污水管理與永續運營樹立了標竿。
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數位孿生數位轉型AI大數據
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