凸版印刷株式會(huì)社成功開(kāi)發(fā)出一款拾音傳感系統(tǒng)，用于遠(yuǎn)程監(jiān)控在工廠(chǎng)或設(shè)施中的設(shè)備在正常運(yùn)行期間發(fā)生的異響，例如金屬之間的碰撞或摩擦聲等。

該系統(tǒng)由“拾音傳感器”和“數(shù)據(jù)瀏覽應(yīng)用軟件”組成，是凸版印刷推出的智能檢查支持服務(wù)“e-Platch?”中的一款專(zhuān)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠在過(guò)濾掉工廠(chǎng)或設(shè)施內(nèi)背景噪音的同時(shí)，準(zhǔn)確檢測(cè)出設(shè)備和機(jī)器所發(fā)出的異響，并可以按用戶(hù)需求發(fā)出告警，將歷史記錄生成報(bào)告。

“e-Platch?”是一款可自動(dòng)采集工廠(chǎng)或設(shè)施內(nèi)的排水水位和氫離子濃度等環(huán)境數(shù)據(jù)，以強(qiáng)化工廠(chǎng)整體風(fēng)險(xiǎn)管理的綜合性監(jiān)控系統(tǒng)。傳感器與監(jiān)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸，采用下一代LPWA（低功耗廣域網(wǎng)）標(biāo)準(zhǔn)ZETA。此次“e-Platch?”的傳感器陣容中新增加的拾音傳感器，可以幫助用戶(hù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常并掌握機(jī)器部件更換的時(shí)期，從而使維護(hù)和檢查工作更高效。

凸版印刷計(jì)劃從2023年4月開(kāi)始面向日本國(guó)內(nèi)的制造行業(yè)和設(shè)施管理公司等銷(xiāo)售本款包含拾音傳感系統(tǒng)的“e-Platch?”解決方案。

| 開(kāi)發(fā)背景

在工廠(chǎng)和設(shè)施內(nèi)，由于多臺(tái)裝置同時(shí)運(yùn)行，因此會(huì)存在機(jī)器噪音和工作噪音。到目前為止，管理人員每天都要多次前往現(xiàn)場(chǎng)，憑借個(gè)人經(jīng)驗(yàn)從這些背景噪音中識(shí)別出機(jī)器故障或其他異響，例如螺栓松動(dòng)引起的撞擊聲、部件劣化引起的摩擦聲等，從而判斷異常跡象。

如果對(duì)該流程實(shí)施遠(yuǎn)程管理，則需要引入檢測(cè)異響的傳感器等。但市場(chǎng)上此類(lèi)產(chǎn)品種類(lèi)繁多，有每臺(tái)價(jià)格高達(dá)數(shù)十萬(wàn)日元的昂貴的多功能設(shè)備，也有只記錄聲源發(fā)聲響度的設(shè)備，需要有較高的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)水平才能選出合適的產(chǎn)品。此外，還必須鋪設(shè)電纜并保證供電，才能傳輸檢測(cè)到的信號(hào)，這也是在工廠(chǎng)或設(shè)施中引入新系統(tǒng)時(shí)的一大障礙。

為解決這一難題，凸版印刷在2022年6月對(duì)外發(fā)布的智能檢查支持服務(wù)“e-Platch?”中增加了異響檢測(cè)功能。原本“e-Platch?”能夠采集的環(huán)境數(shù)據(jù)僅限于“溫度”“照度”“水位”和“氣體濃度”等數(shù)據(jù)量較小的數(shù)據(jù)，從設(shè)備傳輸?shù)綖g覽應(yīng)用軟件的數(shù)據(jù)量預(yù)計(jì)在幾個(gè)字節(jié)到幾十個(gè)字節(jié)之間，而大容量的聲音數(shù)據(jù)則難以通過(guò)ZETA通信傳送。

此次，凸版印刷充分利用在半導(dǎo)體設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)中積累的約50年的電路設(shè)計(jì)技術(shù)和云服務(wù)業(yè)務(wù)中的數(shù)據(jù)加工處理經(jīng)驗(yàn)，成功地在ZETA通信環(huán)境中有效地處理聲音數(shù)據(jù)，開(kāi)發(fā)出本系統(tǒng)。

| 拾音傳感器系統(tǒng)的特點(diǎn)

·異響告警功能

對(duì)所發(fā)出的聲音進(jìn)行記錄，將采集到的數(shù)據(jù)從160Hz到16000Hz的頻段分為21段，得到每個(gè)頻段的聲音強(qiáng)度數(shù)據(jù)，并采用獨(dú)家技術(shù)，將數(shù)據(jù)壓縮并分割，傳送到應(yīng)用軟件端。應(yīng)用軟件端根據(jù)每個(gè)頻段接收到的數(shù)據(jù)分貝值繪制圖表，實(shí)現(xiàn)聲音趨勢(shì)的可視化。當(dāng)數(shù)值超過(guò)用戶(hù)設(shè)置的“閾值”時(shí)將發(fā)出告警。

• 設(shè)備可以設(shè)置在難以獲取供電的位置
  利用ZETA的“超窄帶多通道通信”“網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)分布式接入”“雙向低功耗通信”等特點(diǎn)，以及附帶的防水拾音麥克風(fēng)，使本系統(tǒng)也適用于工廠(chǎng)或設(shè)施的屋頂以及地下等建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地方，并對(duì)這些地方運(yùn)行的裝置進(jìn)行故障預(yù)測(cè)和噪聲處理對(duì)策。

• 價(jià)格不到傳統(tǒng)產(chǎn)品的一半
  本系統(tǒng)通過(guò)將告警功能或根據(jù)獲取的聲音數(shù)據(jù)定義和檢測(cè)“異?！钡墓δ艿葟膫鞲衅鞫宿D(zhuǎn)移到應(yīng)用軟件端，實(shí)現(xiàn)了價(jià)格減半。因此，在相同預(yù)算下，傳感器設(shè)置數(shù)量可增加一倍以上，以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行更精確的監(jiān)控。（注：本傳感器為“e-Platch?”的專(zhuān)用設(shè)備，不單獨(dú)銷(xiāo)售）

|智能檢查支持服務(wù)“e-Platch?”的特點(diǎn)

• 運(yùn)用ZETA技術(shù)，構(gòu)建“無(wú)盲點(diǎn)”無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)
  在許多工廠(chǎng)中，由于建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在無(wú)線(xiàn)電波難以傳遞的區(qū)域以及難以獲取電源的場(chǎng)所。本解決方案通過(guò)適當(dāng)布置電池驅(qū)動(dòng)的中繼器，可以構(gòu)建無(wú)盲點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)。

• 可沿用現(xiàn)有測(cè)量?jī)x器通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備“ZETABOX?”，可將現(xiàn)有測(cè)量?jī)x器輸出的數(shù)據(jù)數(shù)字化，并將其通過(guò)ZETA網(wǎng)絡(luò)傳輸。由于可以沿用現(xiàn)有的測(cè)量?jī)x器，因此不但可以降低引入成本，還無(wú)需對(duì)數(shù)據(jù)采集的測(cè)量?jī)x器的維護(hù)等實(shí)施作業(yè)變更。

• 實(shí)現(xiàn)工廠(chǎng)和設(shè)施內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)可視化的“e-Platch?”專(zhuān)用瀏覽應(yīng)用軟件各種傳感器采集的數(shù)據(jù)由基于云系統(tǒng)平臺(tái)的“ZETA DRIVE?”進(jìn)行管理，由“e-Platch?”專(zhuān)用監(jiān)控應(yīng)用軟件進(jìn)行圖表創(chuàng)建、發(fā)布告警、生成報(bào)告等，從而將工廠(chǎng)和設(shè)施的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位可視化。

• 價(jià)格&報(bào)價(jià)拾音傳感系統(tǒng)作為智能檢查支持服務(wù)“e-Platch?”中的一款專(zhuān)用設(shè)備，為客戶(hù)提供專(zhuān)業(yè)的環(huán)境音檢測(cè)功能。由于“e-Platch?”需要根據(jù)工廠(chǎng)、設(shè)施的結(jié)構(gòu)和規(guī)格考慮相應(yīng)的安裝條件，因此在咨詢(xún)?cè)斍楹?，方可提供單?dú)報(bào)價(jià)。

| 今后目標(biāo)

今后，凸版印刷將擴(kuò)大匯集多種傳感器產(chǎn)品陣容的“e-Platch?”的銷(xiāo)售范圍，除本次開(kāi)發(fā)的拾音傳感系統(tǒng)外，還有測(cè)量溫度、濕度、照度和二氧化碳濃度的“復(fù)合型傳感器”等。公司的目標(biāo)是在2025年度之前，將該系統(tǒng)引進(jìn)650多家設(shè)施中。此外，希望通過(guò)“e-Platch?”的普及，減輕檢查作業(yè)的負(fù)擔(dān)，消除勞動(dòng)力短缺問(wèn)題，降低工廠(chǎng)和設(shè)施發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)，為實(shí)現(xiàn)安全高效的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)做出貢獻(xiàn)。