近日，山東科技大學機電學院“百聯(lián)智匯”科創(chuàng)團隊正在青島空天動力結構安全研究所進行大型裝備智能運維診斷系統(tǒng)的外場實驗，隨著設備顯示屏上出現(xiàn)指標曲線，現(xiàn)場歡呼聲響徹整個實驗場。
“這次實驗的成功，為故障診斷技術走進生產一線奠定了基礎，將更高效、更精準、更直觀獲取高端裝備的‘健康狀況’，從而幫助工作人員‘對癥下藥’，裝備的運維成本將降低60%以上?！笨吹綄嶒灲Y果，青島空天動力結構安全研究所所長李洪偉對這項技術豎起了大拇指。
“百聯(lián)智匯”科創(chuàng)團隊由33名充滿激情與創(chuàng)新精神的本碩博大學生組成，從設計托輥更換機器人、清倉機器人，到研發(fā)設備“智能醫(yī)生”、高端裝備“安全衛(wèi)士”，這些好創(chuàng)意均出自這個學生團隊。
“選擇這個研究方向，源于一次去企業(yè)的現(xiàn)場調研?！痹诘V山機械實驗室里，已經在團隊待了近三年的機械工程2022級碩士研究生劉鑫燁說。2019年6月，“百聯(lián)智匯”科創(chuàng)團隊在國能蒙西煤化工股份有限公司現(xiàn)場學習期間，發(fā)現(xiàn)很多工人每天都要花費大量時間檢測設備的運行情況。
“設備的檢測數(shù)據(jù)難采集、診斷準確率低、智能化維護弱等行業(yè)痛點，我們能不能解決？”從現(xiàn)場回來后，該團隊隊長、機械2023級碩士研究生邴吉庚便在團隊的交流會上拋出話題。大家圍繞“設備智能故障診斷”問題進行了4個多小時的“頭腦風暴”，從問題分析到解決方案，沒漏下一個細節(jié)。
“就像做一道菜，需要融合各種食材的味道一樣，我們何不將設備的‘聲音’‘血液’和‘體溫’信息結合起來，設計出一個‘智能醫(yī)生’呢？”團隊成員尹衍苗突然想到了這個點子?！皩?！這個‘醫(yī)生’不僅耳朵靈、鼻子尖，還能‘觸摸’設備的‘體溫’，從而快速準確地診斷出設備的‘病情’?！贝蠹乙慌募春?，正式開始這段漫長的科研“接力長跑”。
有了這個想法，團隊先后到中煤科工集團等20余家企業(yè)的生產車間現(xiàn)場調研，深入了解裝備的實際運行環(huán)境，觀察、了解設備在生產過程存在的問題。“經過進一步了解，我們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的維保方式采用周檢、季檢，定期更換設備零件，不僅增加了零件使用成本，而且浪費人力資源，同時還是大型裝備發(fā)生故障的重災區(qū)?！壁f，他主動找到在礦山裝備方面頗有建樹的機電學院院長張強教授，期望張教授能在專業(yè)上給予他們更多幫助。
恰逢此時，張強正在研究高端裝備智能診斷方面的課題，“科研與育人水乳交融”是他多年來追求的目標。這樣，張強也就“順理成章”地成為這個團隊的指導教師。
2019年6月，山東科技大學大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目開始推薦立項，這是學校為大學生創(chuàng)客搭建的一個舞臺，獲得立項的項目，將給予政策上的優(yōu)先支持。邴吉庚和隊友們認為，把項目從“想象”變成“現(xiàn)實”的機會來了。在張強的指導下，他們熬了幾個通宵完成了《高端裝備智能運維診斷系統(tǒng)》項目申請書，提出研發(fā)高端裝備“智能醫(yī)生”的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思路，該項目在眾多申報項目中深深地吸引了評委，并以最好成績獲得立項資格。
大型裝備由于其復雜的結構、性能和原理，給設備維修和保養(yǎng)帶來了諸多技術挑戰(zhàn)，攻克這項難題，需要學生具備深厚的專業(yè)知識、豐富的實踐經驗。為此，該團隊多次向專業(yè)教師、企業(yè)工程師、操作工人咨詢所遇到的問題，并邀請在智能檢測方面有研究和實戰(zhàn)經驗的專家指導項目，團隊中的10個人也紛紛參與到教師們的科研項目中汲取養(yǎng)分。
“除了上課，其余時間團隊成員們就待在實驗室里，跑代碼、測數(shù)據(jù)、寫報告。假期之中，我們就‘泡’在企業(yè)生產車間，不斷發(fā)現(xiàn)問題、調整思路。”劉鑫燁介紹。2020年3月，團隊搭建了試驗臺，自主研發(fā)出油液在線監(jiān)測傳感器，開展油品粘度磨粒濃度監(jiān)測特性研究；2021年6月，開發(fā)油液檢測與設備故障診斷軟件；2022年5月，研發(fā)多源信息融合的故障診斷技術；2022年12月，研發(fā)出狀態(tài)在線監(jiān)測成套設備；2023年6月，設計開發(fā)大型裝備數(shù)字孿生與運維管理系統(tǒng)。
歷時1500多個日夜、現(xiàn)場調研100多次、仿真實驗1000多次、應用實驗1000多次，“百聯(lián)智匯”科創(chuàng)團隊終于研發(fā)出多傳感器協(xié)同監(jiān)測、早期故障預警等技術，成功為各種大型高端裝備打造出“安全衛(wèi)士”。
依托這些技術，2023年12月，“百聯(lián)智匯”科創(chuàng)團隊創(chuàng)辦了公司，開始了技術轉移轉化的新征程。他們開發(fā)出故障智能檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)可降低零件更換和維修成本30%，提升診斷準確率至96.7%，診斷時間僅為1.1s，實現(xiàn)設備狀態(tài)實時監(jiān)控、故障預警、智能運維管理，人員減幅達50%，設備生產能力提高30%，最終達到數(shù)據(jù)取得準、數(shù)據(jù)讀得懂、數(shù)據(jù)用得好的效果。
“我們還要對不同的高端裝備‘量體裁衣’，讓‘安全衛(wèi)士’更加智能。”在慶功會上，團隊指導老師馮龍給同學們提出新的課題。隨后的一年多里，“百聯(lián)智匯”科創(chuàng)團隊又研發(fā)出在線監(jiān)測裝置所配套的監(jiān)測軟件，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)實時顯示，為監(jiān)測裝置的穩(wěn)定運行提供了保障。
目前，該團隊在高端裝備“安全衛(wèi)士”方面已擁有25項發(fā)明專利、11項實用新型專利、5項軟件著作權，發(fā)表高水平論文23篇，團隊已承接采煤機運行狀態(tài)預測與健康管理系統(tǒng)研究、青島空天動力結構安全研究所先導試驗設備智能運維數(shù)字孿生系統(tǒng)項目等多個省市級研發(fā)項目，與多家企業(yè)達成560余萬元的合作協(xié)議，技術方案獲得山東能源集團、烏海能源集團以及中煤電氣有限公司的青睞。
“接下來，我們還要把‘安全衛(wèi)士’安裝在更多領域的裝備上，為制造業(yè)的發(fā)展注入更多的活力?！壁寡裕氚褜儆谧约旱倪@段科研路“跑”好，希望團隊以后能一棒接一棒、一屆傳一屆，持續(xù)做好創(chuàng)新這件事。（記者：韓洪爍）
團隊學生在開展模擬實驗
