眼看会议接近尾声,各项议题基本讨论完毕。
吕辰清了清嗓子,举起了手。
“刘教授,方老师,各位同志,”吕辰的声音将众人的目光吸引过来,“趁着大家都在,我想汇报一个不太成熟的想法,是关于我们自动化系统下一步可能延伸的方向,希望能得到各位老师,特别是刘教授和方老师的指点。”
他顿了顿,组织了一下语言,继续说道:“这个想法,源于我最近在车间的一个观察。我们这套系统,现在解决了‘怎么自动干’的问题,但还没解决‘干了会不会出问题’以及‘出了问题怎么能提前知道’的预警问题。”
他看着刘星海教授:“最近几次调试,牛师傅、邹师傅他们好几次都是靠着听设备运行的声音,提前判断出了轴承磨损、螺丝松动这类潜在故障,避免了非计划停机。这让我既佩服,又担心。老师傅的经验是宝贝,但不能永远依赖。万一老师傅不当班,或者故障发生在后半夜呢?”
“我们现在给生产线装上了‘大脑’和‘手脚’,让它能自动运行,但它还缺少感知自身‘健康状况’的‘耳朵’和‘眼睛’。”吕辰的比喻形象而贴切,“设备,尤其是重载设备,突发性故障带来的停产损失巨大,甚至可能危及操作人员安全。我们能不能想办法,把老师傅们‘听音辨症’的宝贵经验,用技术手段给它固化下来,做成一套不离岗、不疲倦的‘电子耳朵’?”
这时,他转向了无线电系的方老师,语气带着请教与探索:“方老师,我这个外行有个大胆的设想,说出来请您和各位专家指正。我们能不能在那些最关键、最容易出问题的部位,比如轧机的主传动轴承、飞剪的曲柄机构、矫直机的辊系座上,安装一些简单的振动传感器?”
他拿起粉笔,转身在会议室角落的小黑板上简单勾勒起来:“这个传感器可以做得非常简单,核心可能就是一个感应微小振动的线圈或者压电陶瓷片。它不需要连接复杂的导线供电或传输信号——在高速旋转或往复运动的部件上布线太麻烦也不可靠。我们可以让它本身,就成为一个微型的、无源的无线电信号发射源。”
他的笔在黑板上点出几个代表设备关键位置的小点:“平时,设备正常运行时,振动在安全阈值内,它‘沉默’。一旦监测到异常振动,或者通过测温元件感知到温度异常升高,预设的晶体管电路就会被触发,瞬间‘唤醒’这个发射源,让它向外发射一个特定频率、很容易识别身份的无线电波信号——就像吹响了一声求救的哨子!”
接着,他又在黑板边缘画了四个代表接收天线的符号,大致围成一个区域:“然后,我们在车间的四个角落,或者天花板上,安装四台固定的无线电信号接收天线,配上可以测量信号强度的仪表。大家想,任何一个‘哨子’响了,由于它在车间里的位置是固定的,距离四个‘耳朵’的远近不同,这四个‘耳朵’接收到的信号强度肯定不一样。”
吕辰回到座位,拿出一张画有简易车间平面图和信号强度等高线的草图铺在桌上:“我们在中央监控室,看着这四块信号强度表的指针偏转角度,再对照这张预先标定好的、每个区域信号强度分布的‘地图’,进行简单的三角定位计算,就能立刻、大致判断出,是哪个区域的哪个设备,发出了报警信号!”
他环视众人:“刘教授,方老师,各位,这套听起来有点‘土’的系统,如果真能建成,我觉得至少能带来三个层面的好处:”
“第一,从被动检修到主动预警。 能在故障发生前、或者发生瞬间就发出警报,争取到宝贵的处置时间,理论上可能将因突发故障导致的非计划停机时间减少大半!”
“第二,精准定位,缩短排障时间。 维修工不再需要凭感觉、花几小时漫无目的地排查,可以根据系统提供的区域定位,直扑问题点,排障效率能提升数倍。”
“第三,知识传承与数据积累。 这是最重要的。它能将老师傅们‘只可意会、不可言传’的宝贵经验,转化为客观的、可量化的‘振动信号阈值’、‘特征频率谱’。长期运行下去,我们就能建立起一套属于我们红星轧钢厂、属于中国钢铁工业的‘设备故障频谱库’,这是可以传承下去的技术财富!”
最后,他再次看向刘星海教授:“刘教授,您常教导我们‘知行合一’,工程问题要善于抓住物理本质。我觉得,这套系统正是将复杂的设备故障预警问题,转化为了一个可以被场论、波动理论和逆向源定位算法描述的物理模型。电磁波在复杂车间环境中的传播、衰减、多径效应,本身就是一个极具研究价值的课题。”
他又看向方老师:“方老师,这对我们无线电领域,也是一个绝佳的应用场景和挑战。如何在轧钢厂这种强电、强磁、大功率设备启停造成剧烈电磁干扰的恶劣环境下,实现微弱无线电信号的稳定接收、识别与滤波?如何优化接收天线的布局,如何简化定位算法使其适合现场快速判断?这比在实验室纯净环境里做纯粹的信号处理研究,挑战性更大,但意义也更直接、更接地气!”
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