基于数据的故障检测与诊断方法能够对海量的工业数据进行统计分析和特征提取，将系统的状态分为正常运行状态和故障状态，可视为模式识别任务。故障检测是判断系统是否处于预期的正常运行状态，判断系统是否发生异常故障，相当于一个二分类任务。故障诊断是在确定发生故障的时候判断系统处于哪一种故障状态，相当于一个多分类任务。因此，故障检测和诊断技术的研究类似于模式识别，分为4个的步骤：数据获取、特征提取、特征选择和特征分类。1)数据获取步骤是从过程系统收集可能影响过程状态的信号，包括温度、流量等过程变量；2)特征提取步骤是将采集的原始信号映射为有辨识度的状态信息；3)特征选择步骤是将与状态变化相关的变量提取出来；4)特征分类步骤是通过算法将前几步中选择的特征进行故障检测与诊断。在大数据这一背景下，传统的基于数据的故障检测与诊断方法被广泛应用，但是，这些方法有一些共同的缺点：特征提取需要大量的知识和信号处理技术，并且对于不同的任务，没有统一的程序来完成。此外，常规的基于机器学习的方法结构较浅，在提取信号的高维非线性关系方面能力有限。电机的监测和故障预判系统助力实现工业设备数智化管理和预测性维护。上海功能监测系统
工业设备的预测性维护的市场需求显而易见，但是预防性维护想要产生业务、真正大规模发展却是遇到了两个难题。首先项目实施成本过高，硬件设备大多依赖进口。比如数采传感器、设备等。这导致很多企业在考虑投入产出比时比较犹豫。其次是技术需要突破，目前大多数供应商只实现了设备状态的监视，真正能实现故障准确预测的落地案例寥寥无几。供应商技术和能力还需要不断升级。预防性维护要想实现更好的应用，要在以下方面实现突破。实现基于预测的维护，提升故障诊断及预测的准确率提高软硬件产品国产化率，降低实施成本。远程终端广泛应用于工业互联网、分布式数据采集、设备状态的在线监测，能够进行前端数据清洗和边缘计算，通过对历史数据趋势分析、设备数据机理分析、统计分析等大数据分析，对设备的状态做出有效可靠的健康状态评判，从而切实有效的提高设备的维护能力。远程终端可实现对电源电压、设备状态的自检，分析计量故障等信息，及时发现计量异常。现场监测箱开门、断电、设备运行等异常信息也能够主动发送报警信息到监测中心，实现设备在线监诊的准确性、完整性、及时性和可靠性。设备状态的监诊很有必要。嘉兴非标监测台智能刀具监测系统可大幅度提效率、提高工件尺寸精度和一致性、减少生产成本，实现数控加工自动化。
从整体的网络架构来看，智能振动噪声监诊子系统利用安装在设备上的传感器节点获取设备的健康状态监测信号和运行参数数据，经网络层集中上传至设备健康监测物联网综合管理平台，实现数据传输。应用层实现监测信号的分析､故障特征提取､故障诊断及预测功能，实现智能化管理､应用和服务。设备健康监测物联网综合管理平台具有强大的数据采集分析处理､数据可视､设备运维､故障诊断､故障报警等功能。通过实时监测查看､统计､追溯，实现对其管辖设备的实时监测和运行维护，基于运行信息和检修信息､自动生成设备管理报表，实现设备可靠性､故障数据､更换备件等信息统计，为维修方案提供依据。
低信噪比微弱信号特征早期故障的信号处理。早期故障信息具有明显的低信噪比微弱信号的特征，为实现早期故障有效分析，涉及方法包括：多传感系统检测及信息融合，非平稳及非线性信号处理，故障征兆量和损伤征兆量信号分析，噪声规律与特点分析，以及相关数据挖掘、粗糙集等方法。故障预测模型构建。构建基于智能信息系统的设备早期故障预测模型，这类模型大致有两个途径，分别是物理信息预测模型以及数据信息预测模型，或构建这两类预测模型相融合的预测模型。运行状态劣化的相关评价参数、模式及准则。如表征设备状态发展的参数及特征模式，状态发展评价准则及条件，面向安全保障的决策理论方法，稳定性、可靠性及维修性评估依据及判据等。物联网声学监控系统以音频数据，辅以其他设备参数，通过物联网技术实现设备状态的远程感知，基于AI神经网络技术，计算并提取设备音频特征，从而实现设备运行状态的实时评估与故障的早期识别。帮助企业用户提升生产效率，保证生产安全，优化生产决策。设备振动情况信息量丰富，振动测试系统应用于设备状态监测，在设备预知维修中起到了重要的作用。
常见的设备监测数据包含以下几类：1.运行数据：包括设备的运转时间、运转速度、负载情况、温度、压力等参数。这些数据可以反映设备的运行状态和性能表现，以便进行运行效率评估、健康状况评估以及预测维护等。2.电气数据：包括设备的电流、电压、功率、电阻等参数。这些数据可以反映设备的电气性能和电能消耗情况，以便进行能效评估、设备故障诊断等。3.振动数据：包括设备的振动幅值、频率、相位等参数。数据可以反映设备的振动情况，以便进行故障诊断和预测维护等。4.声音数据：包括设备的声音频率、声音强度、声音特征等参数。这些数据可以反映设备的声学性能，以便进行故障诊断和预测维护等。5.图像数据：包括设备的照片、视频、红外图像等。这些数据可以反映设备的外观、结构、热特性等信息，以便进行故障诊断、安全检查和维护计划制定等。6.环境数据：包括设备周围环境的温度、湿度、气压、光照等参数。这些数据可以反映设备所处的环境条件，以便进行设备健康评估、预测维护等。故障预测与健康管理是以工业监测数据为基础，实现产品和装备的状态监测、故障诊断及寿命预测。嘉兴研发监测系统供应商
盈蓓德科技通过自主开发的软件和算法，进行数控机床的刀具质量监测，提前预判刀具运行情况。上海功能监测系统
基于人工神经网络的诊断方法简单处理单元连接而成的复杂的非线性系统，具有学习能力,自适应能力,非线性逼近能力等。故障诊断的任务从映射角度看就是从征兆到故障类型的映射。用ANN技术处理故障诊断问题,不仅能进行复杂故障诊断模式的识别,还能进行故障严重性评估和故障预测，由于ANN能自动获取诊断知识，使诊断系统具有自适应能力。基于集成型智能系统的诊断方法随着电机设备系统越来越复杂，依靠单一的故障诊断技术已难满足复杂电机设备的故障诊断要求，因此上述各种诊断技术集成起来形成的集成智能诊断系统成为当前电机设备故障诊断研究的热点。主要的集成技术有：基于规则的系统与ANN的结合，模糊逻辑与ANN的结合，混沌理论与ANN的结合，模糊神经网络与系统的结合。上海功能监测系统
