科创中国
工业智能听诊系统研发及产业化
发布时间: 2023-11-08
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
高端装备制造产业
成果介绍
机械设备及产品发出的声音信号能够有效表征其运行状态，若出现异音异响，则表明其机械设备及产品存在故障或质量缺陷。目前机械设备及产品的质量检测和故障诊断大多采用人工听诊的方法，存在误判率高、效率低下以及生产成本日益增加的问题。该成果专注于工业声学大数据在智能制造领域应用，开发工业智能听诊系统，其利用声学传感器在线采集机械设备及产品信号，依据专业声学分析方法，结合机器学习技术，可替代人工完成产品异音异响下线检测及关键设备的预测性维护。
成果亮点
围绕工业智能听诊系统开发目标，重点实现了以下技术创新：
1、基于声学信号滤波增强和回波消除技术，研究形成适用于非自由声场的信号前端处理方法，从而解决工业生产环境噪声干扰以及静音箱测试环境下声波反射问题；
2、基于故障诊断经验知识以及多维度信号处理方法，研究形成适用于稳态和非稳态的异音异响信号特征提取方法，并构建了多维声学信号特征工程技术；
3、开展基于集成学习和深度学习算法适用性研究，从而在机器训练样本比例严重失衡情况下，小样本数据规模即可达到较高的模型判定准确率；开展基于迁移学习的适用性研究，从而解决机器学习的模型泛化问题，确保训练模型能够快速覆盖并部署至同类型产品；
4、开发了工业智能听诊软件平台以及标准化的数据采集模块，可满足不同应用场景系统部署需求。
团队介绍
吴军，华中科技大学教授，博士生导师，斯坦福大学访问学者，中国仪器仪表学会设备结构健康监测与预警分会理事、中国机械工程学会工业大数据与智能系统分会委员、全国设备结构健康监测标准化委员会委员、中国人工智能学会青年工作委员会委员，研究方向为复杂装备的故障预测与健康管理等，长期从事设备异音检测和预测性维护等领域的关键技术攻关。作为项目负责人，承担国家自然科学基金项目3项、科技部课题2项、工信部课题2项等国家级项目十余项。作为第一或通信作者，在IEEE Transactions汇刊、ISA Transactions、中国科学:技术科学等一流期刊上发表SCI/EI论文100余篇，其中ESI高被引论文4篇，IF>5的论文30余篇，获得授权发明专利10余项，软件著作权20余项。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”军工安防与应急产业科技服务团 (中国兵工学会) 评价时间：2023-11-19
赵磊
南京理工大学
副教授
综合评价
该成果利用声学传感器在线采集机械设备及产品信号，依据专业声学分析方法，结合机器学习技术，替代人工完成产品异音异响下线检测及关键设备的预测性维护，技术创新性很强，且技术成熟，投资回报比较可靠。目标市场处于成长市场，市场前景广阔，但该市场很快会出现多种技术路线，产品竞争会很激烈。
实现产业化需要与进制造、交通运输、能源电力、石油化工等领域的企业进行合作。此外，还需要建立制造和部署智能的供应链和生态系统。
总体而言，该项目技术思路方向很好，未来市场空间大，有利于当前政策要求，转化成熟度很高，值得支持推广。建议强化相应产品开发，加大产业链开发力度。
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