1T/CAMETAXXXX—XXXX軸承故障檢測裝備技術(shù)要求本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了軸承故障檢測裝備的基本要求、檢測能力要求、測評指標(biāo)與測評流程。本標(biāo)準(zhǔn)適用于具有采集、分析、決策功能的軸承故障檢測裝備的性能功能測試與評價活動。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T43780-2024制造裝備智能化通用技術(shù)要求T/CAMS180-2023智能檢測裝備通用技術(shù)要求3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1軸承故障檢測裝備集成多源傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊與智能分析模塊，通過停機(jī)檢測、原位監(jiān)測等形式，對軸承產(chǎn)品或復(fù)雜裝備中軸承部件的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析，實現(xiàn)故障識別、缺陷檢測、壽命預(yù)測、故障分類及故障預(yù)警等智能化功能的設(shè)備。相關(guān)功能應(yīng)符合T/CAMS180-2023中的要求。注：多源傳感器，包括但不限于振動、應(yīng)力、溫度、聲發(fā)射、機(jī)器視覺等類型傳感器。3.2軸承故障檢測算法基于工程信號處理、統(tǒng)計分析、專家?guī)煲?guī)則、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，從振動、溫度、噪聲、圖像、視頻等多源數(shù)據(jù)中提取特征并識別軸承故障模式的算法模塊或軟件系統(tǒng)。a)工程信號處理算法：包括但不限于快速傅里葉變換、小波變換、小波包分解等。b)統(tǒng)計分析算法：包括但不限于方差分析、參數(shù)估計、相關(guān)系數(shù)對比等。c)專家?guī)煲?guī)則方法：包括但不限于產(chǎn)生式規(guī)則、模糊邏輯、本體論等。d)機(jī)器學(xué)習(xí)算法：包括但不限于高斯混合模型、決策樹模型、隨機(jī)森林模型等。e)深度學(xué)習(xí)算法：包括但不限于深度卷積網(wǎng)絡(luò)、長短時間記憶網(wǎng)絡(luò)、Transformer網(wǎng)絡(luò)等。3.3性能指標(biāo)通過量化數(shù)據(jù)表征軸承故障檢測裝備在特定條件下完成預(yù)定功能的客觀能力水平，涵蓋檢測精度、效率、穩(wěn)定性等可測量的技術(shù)特征。3.4功能指標(biāo)描述軸承故障檢測裝備在技術(shù)實現(xiàn)、應(yīng)用場景適配及用戶體驗方面的定性能力特征，反映其功能完備性與適用性。4縮略語下列縮略語適用于本文件。ACC：判別準(zhǔn)確率（Accuracy）FNR：漏報率（FalseNegativeRate）T/CAMETAXXXX—XXXX2RMSE:均方根誤差（RootMeanSquaredError)R2：確定系數(shù)（CoefficientofDetermination）RCL:召回率（Recall)ROB：魯棒性（Robustness)5基本要求5.1概述本文件對軸承故障檢測裝備的基本功能進(jìn)行要求，包括環(huán)境適應(yīng)性、數(shù)據(jù)安全性、通訊數(shù)據(jù)質(zhì)量、通訊能力等方面要求。5.2環(huán)境適應(yīng)性指的是軸承故障檢測裝備應(yīng)具備一定的對防塵、防水、溫度、電磁等環(huán)境的適應(yīng)能力，以保障在不同工作環(huán)境中正常運行。5.3數(shù)據(jù)安全性軸承故障檢測裝備應(yīng)滿足基本的信息安全性要求，包括數(shù)據(jù)加密、權(quán)限管理、系統(tǒng)安全等要求。a)數(shù)據(jù)加密：指的是確保數(shù)據(jù)在傳輸和存儲過程中的安全性，防止數(shù)據(jù)泄露和篡改。b)權(quán)限管理：指的是嚴(yán)格的用戶權(quán)限管理，確保只有授權(quán)用戶才能訪問和操作設(shè)備。c)系統(tǒng)安全：指的是具備保護(hù)系統(tǒng)免授網(wǎng)絡(luò)攻擊的工具。5.4通訊數(shù)據(jù)質(zhì)量指的是軸承故障檢測裝備在數(shù)據(jù)傳輸過程中，數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性、及時性和可靠性。a)完整性：指的是數(shù)據(jù)在傳輸過程中沒有被損壞或丟失。b)準(zhǔn)確性：指的是數(shù)據(jù)在傳輸過程中保持其原始值的能力。c)及時性：指的是數(shù)據(jù)在規(guī)定時間內(nèi)被傳輸和處理的能力。d)可靠性：指的是數(shù)據(jù)在傳輸過程中不受干擾并成功到達(dá)接收方的能力。5.5通訊能力指的是軸承故障檢測裝備與外部裝備及系統(tǒng)互聯(lián)互通的能力，應(yīng)滿足通信協(xié)議以及通訊接口相關(guān)要a)通信協(xié)議：軸承故障檢測裝備系統(tǒng)應(yīng)支持TCP/IP、UDP等通用的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，以便于遠(yuǎn)程訪問和控制；用于工業(yè)場景的軸承故障檢測裝備應(yīng)滿足工業(yè)自動化通信標(biāo)準(zhǔn)，如Modbus、Profinet等通訊協(xié)議，以便于與其他工業(yè)自動化設(shè)備和系統(tǒng)集成。b)通信接口：指的是軸承故障檢測裝備系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)接口，如USB、Ethernet、HDMI等，以便于連接各類傳感器、攝像頭和數(shù)據(jù)源進(jìn)行鏈接。6檢測功能指標(biāo)6.1概述軸承故障檢測裝檢測功能指標(biāo)主要包括檢測類型、感知功能、檢測與運維功能、診斷優(yōu)化功能等定性指標(biāo)。6.2檢測類型6.2.1概述軸承故障檢測裝備按檢測原理劃分，包括但不限于振動分析、溫度監(jiān)測、噪聲檢測、油液分析、視覺檢測等檢測類型。6.2.2振動分析T/CAMETAXXXX—XXXX3指的是軸承故障檢測裝備能通過對軸承的振動信號進(jìn)行監(jiān)測和分析，并通過工程信號處理、統(tǒng)計分析、專家?guī)煲?guī)則、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)檢測軸承狀態(tài)的方法。6.2.3溫度監(jiān)測指的是軸承故障檢測裝備能夠監(jiān)測和記錄軸承工作時的溫度變化，并對軸承工作時的性能和狀態(tài)進(jìn)行分析預(yù)測的方法。6.2.4噪聲檢測指的是軸承故障檢測裝備能夠利用聲學(xué)傳感器監(jiān)測軸承運行時的聲音，識別異常噪音，并對軸承工作時的性能和狀態(tài)進(jìn)行分析預(yù)測的方法。6.2.5油液分析指的是軸承故障檢測裝備能夠通過光譜分析、理化檢驗、顆粒污染分析、電化學(xué)分析等方法，檢測軸承潤滑油的成分和狀態(tài)，分析判斷軸承磨損和污染情況。6.2.6視覺檢測指的是軸承故障檢測裝備能夠基于光學(xué)成像與計算機(jī)視覺技術(shù)，通過非接觸式圖像采集與智能分析實現(xiàn)軸承表面缺陷、尺寸偏差及動態(tài)性能評估的自動化檢測方法。6.3感知功能6.3.1實時數(shù)據(jù)采集軸承故障檢測裝備應(yīng)能通過各類傳感器獲取軸承的狀態(tài)謝信息。6.3.2數(shù)據(jù)分析處理軸承故障檢測裝備應(yīng)具備對獲取的軸承狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析的能力。6.3.3數(shù)據(jù)存儲指的是軸承故障檢測裝備應(yīng)能記錄和存儲軸承狀態(tài)數(shù)據(jù)與分析結(jié)果數(shù)據(jù)，便于后續(xù)分析和故障追溯任務(wù)需要。6.3.4數(shù)據(jù)管理指的是軸承故障檢測裝備應(yīng)能夠提供高效的數(shù)據(jù)管理工具，支持?jǐn)?shù)據(jù)查詢、導(dǎo)出和備份功能。6.4監(jiān)測與運維功能6.4.1故障監(jiān)測報警指的是裝備能夠設(shè)置不同類型的報警閾值（如振動、溫度等），并通過歷史數(shù)據(jù)分析和趨勢預(yù)測，提前預(yù)警潛在故障，進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)并通知相關(guān)人員。6.4.2遠(yuǎn)程運維指的是軸承故障檢測裝備能夠支持遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷，支持遠(yuǎn)程軟件升級和配置更新。6.5診斷優(yōu)化功能6.5.1自診斷指的是軸承故障檢測裝備能夠基于智能算法自動分析和診斷軸承故障類型和嚴(yán)重程度。6.5.2參數(shù)優(yōu)化指的是軸承故障檢測裝備應(yīng)能通過調(diào)整和優(yōu)化裝備的監(jiān)測參數(shù)、算法設(shè)置和系統(tǒng)配置，提高對軸承故障檢測的準(zhǔn)確性、靈敏度和實時性的能力。T/CAMETAXXXX—XXXX47檢測性能指標(biāo)7.1概述主要對軸承故障檢測裝備的檢測性能進(jìn)行測評，包括檢測準(zhǔn)確率、檢測效率、算法魯棒性等方面的定量指標(biāo)。7.2判別準(zhǔn)確率指的是軸承故障檢測裝備監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確率。裝備狀態(tài)分為正常、異常兩種。處于正常狀態(tài)的裝備可無限制長時間運行，處于異常狀態(tài)時表明裝備狀態(tài)相對正常狀態(tài)發(fā)生了改變，需進(jìn)行維護(hù)。具體計算方法如下。其中，TruePositive(TP)：正確地將正類樣本判別為正類。TrueNegative(TN)：正確地將負(fù)類樣本判別為負(fù)類。FalsePositive(FP)：錯誤地將負(fù)類樣本判別為正類。FalseNegative(FN)：錯誤地將正類樣本判別為負(fù)類。7.3異常狀態(tài)漏報率指的是在實際存在異常狀態(tài)時，軸承故障檢測裝備未能檢測出異常狀態(tài)的比例。具體計算方法如下。7.4檢測偏差指的是軸承故障檢測裝備在軸承狀態(tài)檢測過程中，采集到的測量值或?qū)嶋H值之間的符合程度，本文件采用均方根誤差描述算法預(yù)測的精度偏差。具體計算公式如下：7.5預(yù)測準(zhǔn)確度指軸承故障檢測裝備對一批預(yù)測任務(wù)的準(zhǔn)確度，本文件采用確定系數(shù)描述算法預(yù)測準(zhǔn)確度。算法的預(yù)測準(zhǔn)確度指標(biāo)具體計算方法如下。R2=1(預(yù)測值i-真實平均值i)21(真實值i-真實平均值i)27.6召回率指的是軸承故障檢測裝備對輸入異常數(shù)據(jù)反應(yīng)的敏感程度，即正確診斷的正樣本數(shù)占真實正樣本總數(shù)的比值,也稱真陽率。具體計算公式如下：其中:TP（TruePositives）:真正陽性，表示正確檢測出的目標(biāo)數(shù)。FN（FalseNegatives）:假陰性，表示未檢測出的真實目標(biāo)數(shù)。7.7檢測魯棒性指的是在相同條件下，軸承故障檢測裝備重復(fù)進(jìn)行軸承狀態(tài)檢測時所得到的數(shù)據(jù)結(jié)果的一致性和穩(wěn)定性。具體檢測魯棒性計算公式如下：T/CAMETAXXXX—XXXX5ROB=1xi8測評流程軸承故障檢測裝備測評應(yīng)在裝備完成具體檢測功能的過程中進(jìn)行。測評過程使用的被檢測軸承對象應(yīng)為對應(yīng)檢測任務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)件。具體測評流程應(yīng)滿足GB/T43780-2024要求的測評流程。軸承故障檢測裝備測評過程宜包括以下8個步驟：a)明確范圍與目標(biāo)；b)明確測評的智能特征和功能指標(biāo)；c)生成測試用例；d)檢查條件；e)共性檢查；f)設(shè)計審查；g)執(zhí)行測試；h)測評結(jié)論。《軸承故障檢測裝備技術(shù)要求》編制說明根據(jù)中國機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用協(xié)會《關(guān)于準(zhǔn)予<工業(yè)機(jī)器人傳感器性能可靠性技術(shù)要求>等9項團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項的通知》（中機(jī)電標(biāo)協(xié)[2025]5號）,團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《軸承故障