Technische Notizen / Referenzwert im Normalzustand
Ein Referenzwert einer intakten Maschine ist nur die halbe Zustandsüberwachung
Was Referenzwerte und σ-basierte Schwellen in der Zustandsüberwachung zeigen können und was nicht.
Ein Referenzwert hält fest, wie sich eine Maschine verhält, wenn sie nachweislich intakt ist. Neue Messungen werden damit verglichen. Im Prototyp meiner Masterarbeit wurden die Referenzwerte ohne Last bei diskreten Spindeldrehzahlen aufgenommen, weil die Schwingung stark von der Drehzahl abhängt.
Vom Referenzwert zur Schwelle
Üblich ist es, aus einem Referenzwert eine Regel zu machen, indem man Mittelwert μ und Standardabweichung σ verwendet. Schwellen bei μ + 2σ und μ + 3σ, wie in der Arbeit definiert, markieren Werte, die im Vergleich zu den intakten Aufnahmen ungewöhnlich hoch sind. Die Z-Score-Normierung drückt einen Wert als Anzahl der Standardabweichungen vom Mittelwert aus.
Wären die Werte der intakten Maschine ungefähr normalverteilt, würde eine einseitige Schwelle bei μ + 3σ von etwa 0,13 % der intakten Messwerte überschritten, eine Schwelle bei μ + 2σ von etwa 2,3 %. Die Wahl der Schwelle ist ein Kompromiss zwischen Fehlalarmen und übersehenen Ereignissen.
Was ein Referenzwert im Normalzustand nicht zeigen kann
Der Prototyp wurde nur an einer intakten Maschine getestet. Ein Referenzwert zeigt, wann das Verhalten vom intakten Zustand abweicht. Er zeigt nicht, wie ein bestimmter Fehler aussieht, und die Erkennung echter Fehler wurde nicht gezeigt. Um weiterzukommen, bräuchte man Aufnahmen aus echten Fehlerzuständen.
Der Prototyp wendet eine regelbasierte Diagnoselogik auf die Kennwerte an und speichert den Verlauf in CSV-Dateien. Er ist ein Prototyp für eine Maschine im Hochschullabor und kein Überwachungssystem für die Produktion.