Silicon Labs（芯科科技）攜手Waites公司，基于MG24多協(xié)議SoC打造支持人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)（AI/ML）且可適配不同工廠、設(shè)備類型與運(yùn)行環(huán)境的預(yù)測(cè)性維護(hù)解決方案，為工業(yè)設(shè)備提供完善的基于傳感器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)（Condition Based Maintenance , CbM）。

MG24的可靠性與安全通信能力，使其成為數(shù)據(jù)密集型、電池供電傳感器的理想選擇。MG24的外圍設(shè)備反射系統(tǒng)(PRS)可讓采集系統(tǒng)以更高速率采集數(shù)據(jù)，同時(shí)將時(shí)間關(guān)鍵型任務(wù)從CPU中卸載。這使得系統(tǒng)可運(yùn)行更復(fù)雜的濾波器，提升抗混疊效果，在不降低效率的前提下實(shí)現(xiàn)更高保真度的信號(hào)分析。

由于EFR32無線設(shè)備共用通用的軟件生態(tài)系統(tǒng)且具備跨設(shè)備兼容性，Waites能夠在采用其他芯科科技設(shè)備的早期解決方案中利用時(shí)間同步功能。這意味著，即便從早期的第一臺(tái)平臺(tái)產(chǎn)品升級(jí)到MG24這類更新的第二代平臺(tái)芯片，振動(dòng)分析與濾波算法也無需大幅重寫即可直接復(fù)用。跨平臺(tái)的穩(wěn)定性降低開發(fā)成本，加速遷移過程，確保狀態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用的性能穩(wěn)定一致。

Waites在工業(yè)環(huán)境中提供卓越的狀態(tài)監(jiān)測(cè)

在當(dāng)今競(jìng)爭(zhēng)激烈的工業(yè)環(huán)境中，若認(rèn)為所有基于傳感器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)解決方案都大同小異，那就大錯(cuò)特錯(cuò)了。對(duì)于大型倉(cāng)庫(kù)和工廠而言尤為如此：傳統(tǒng)有線系統(tǒng)需要鋪設(shè)數(shù)英里線纜及其他昂貴的物理基礎(chǔ)設(shè)施，更不用說人工采集數(shù)據(jù)所耗費(fèi)的時(shí)間。

Waites正通過規(guī)模化提供高保真無線振動(dòng)監(jiān)測(cè)，展現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)連接的無限可能，其優(yōu)勢(shì)是傳統(tǒng)系統(tǒng)無法比擬的。通過設(shè)計(jì)芯片級(jí)定制硬件、同步數(shù)據(jù)采集、片上AI分析和無線網(wǎng)絡(luò)，Waites為客戶提供保持設(shè)備持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的精度和響應(yīng)速度。

設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

旨在提供高保真、同步、可擴(kuò)展的無線監(jiān)測(cè)，精準(zhǔn)捕捉設(shè)備細(xì)微故障，避免傳統(tǒng)人工巡檢遺漏問題導(dǎo)致的高額停機(jī)損失。

解決方案

Waites基于芯科科技的MG24無線SoC，打造包含定制天線、固件與軟件的全棧解決方案，不僅提供高性能狀態(tài)監(jiān)測(cè)傳感器，還通過先進(jìn)AI分析給出針對(duì)性修復(fù)建議。

開發(fā)成果

該方案不僅能采集更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，還能精確定位軸不對(duì)中、軸承缺陷等問題，而非僅發(fā)出簡(jiǎn)單警報(bào)。因此，Waites的客戶每年累計(jì)節(jié)省的停機(jī)成本超過3億美元。

通過AI驅(qū)動(dòng)的預(yù)防性維護(hù)消除停機(jī)時(shí)間

工業(yè)設(shè)施運(yùn)行著大量電機(jī)、泵、齒輪箱、輸送機(jī)、風(fēng)機(jī)等設(shè)備，每類設(shè)備都有其特有的故障點(diǎn)。設(shè)備故障導(dǎo)致的非計(jì)劃停機(jī)會(huì)造成巨大的財(cái)務(wù)影響，其造成的損失往往遠(yuǎn)超機(jī)器本身的成本。如今許多振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)僅在參數(shù)超過閾值時(shí)發(fā)出警報(bào)，卻無法檢測(cè)早期缺陷或診斷根本原因。車間及其他工業(yè)環(huán)境需要在設(shè)備出現(xiàn)故障早期跡象時(shí)，就采取果斷措施。對(duì)核心基礎(chǔ)設(shè)施與運(yùn)營(yíng)狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)評(píng)估，有助于發(fā)現(xiàn)、預(yù)警并解決運(yùn)行異常問題。通過分析和解釋各種類型機(jī)動(dòng)化移動(dòng)機(jī)械的狀態(tài)，企業(yè)可以最大限度地減少計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間，增強(qiáng)資產(chǎn)生命周期管理和維護(hù)部署，最終降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

然而，要監(jiān)測(cè)工廠內(nèi)成百上千的設(shè)備資產(chǎn)，無線傳感器必須具備低功耗、易部署、無需集成即能可靠通信的特點(diǎn)。Waites在該領(lǐng)域深耕近二十年，憑借全天候、即插即用的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，為工廠和設(shè)施管理者提供運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的全面視圖。其系統(tǒng)配備各類傳感器與網(wǎng)關(guān)，可遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、分析三軸振動(dòng)與溫度數(shù)據(jù)，滿足大范圍設(shè)施覆蓋需求。

時(shí)間同步在狀態(tài)監(jiān)測(cè)中至關(guān)重要

Waites相較于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的核心優(yōu)勢(shì)，在于其自主完成全部數(shù)據(jù)分析。憑借自研振動(dòng)分析技術(shù)，以及基于全球50萬個(gè)傳感器、8萬億條傳感器采集數(shù)據(jù)訓(xùn)練的AI機(jī)器學(xué)習(xí)算法，Waites能對(duì)潛在故障提供更細(xì)致的分析洞見。

這使得時(shí)間同步成為Waites解決方案的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過實(shí)時(shí)對(duì)齊多傳感器振動(dòng)數(shù)據(jù)，Waites可區(qū)分軸不對(duì)中、轉(zhuǎn)子不平衡、結(jié)構(gòu)松動(dòng)等相似故障特征，精準(zhǔn)判定故障類型。數(shù)據(jù)分析能力越強(qiáng)，故障診斷的精度就越高。

時(shí)間同步還能實(shí)現(xiàn)設(shè)備機(jī)組間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，單個(gè)部件的調(diào)整影響可傳導(dǎo)至相連的軸、聯(lián)軸器或軸承。若無同步測(cè)量，大量關(guān)鍵洞察將會(huì)丟失，診斷精度會(huì)退化為僅能發(fā)出普通警報(bào)。

在狀態(tài)監(jiān)測(cè)中使用AI驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

Waites公司表示：與芯科科技合作，讓我們能提供競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手無法比擬的高級(jí)振動(dòng)監(jiān)測(cè)功能與靈活性。利用MG24內(nèi)置的AI/ML矩陣向量處理硬件加速器（MVP)，能夠以高達(dá)8倍的推理速度完成時(shí)間序列數(shù)據(jù)之大規(guī)模復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算，同時(shí)將能耗降低至原來所需的1/6。

AI驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過訓(xùn)練模型、檢測(cè)異常和持續(xù)監(jiān)測(cè)設(shè)備參數(shù)及時(shí)啟動(dòng)干預(yù)措施。AI/ML揭示了傳感器數(shù)據(jù)應(yīng)用的嶄新視野，將狀態(tài)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)、經(jīng)濟(jì)高效、由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的流程。來自傳感器的數(shù)據(jù)（包括振動(dòng)波形、溫度和元指標(biāo)）由片上AI進(jìn)行分析，然后通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)關(guān)中繼傳輸至Waites云系統(tǒng)，無需集成到設(shè)施的IT網(wǎng)絡(luò)。

芯科科技還提供了無線電抽象接口層（RAIL）庫(kù)中的高級(jí)射頻調(diào)優(yōu)功能，讓W(xué)aites可精準(zhǔn)控制無線性能，同時(shí)簡(jiǎn)化協(xié)議實(shí)現(xiàn)。該庫(kù)具備載波偵聽、能量檢測(cè)、沖突避免、指數(shù)退避等高級(jí)功能，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接映射、信號(hào)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)與精準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)切換，保障更優(yōu)可靠性與效率。

憑借時(shí)間同步、統(tǒng)一開發(fā)體驗(yàn)與靈活性能，Waites為客戶提供精準(zhǔn)的性能監(jiān)測(cè)洞察，助力客戶更早發(fā)現(xiàn)潛在故障、果斷采取措施、避免高額停機(jī)損失。特別在芯科科技的助力下，Waites充分展現(xiàn)無線連接、精準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集與AI技術(shù)如何將狀態(tài)監(jiān)測(cè)提升至超越基礎(chǔ)感知的新高度。