استاندارد ISO 13374 با عنوان «پایش وضعیت و تشخیص ماشینها – پردازش، ارتباطات و ارائه دادهها» (Condition Monitoring and Diagnostics of Machines – Data Processing, Communication, and Presentation) به‌منظور ارائه راهنمایی‌هایی برای طراحی نرم‌افزارهای مرتبط با پایش وضعیت و تشخیص ماشینها تدوین شده است. این استاندارد در چهار بخش منتشر شده است که هر کدام به جنبههای مختلفی از پردازش، ارتباطات و ارائه دادهها می‌پردازند.
تاریخچه استاندارد ISO 13374
استاندارد ISO 13374 توسط سازمان بین‌المللی استانداردسازی (ISO) تدوین شده است. اولین بخش این استاندارد در سال 2003 منتشر شد و به‌تدریج بخشهای بعدی آن نیز ارائه شدند. هدف اصلی این استاندارد، ایجاد یک چارچوب باز برای پردازش، ارتباطات و ارائه داده‌های مرتبط با پایش وضعیت و تشخیص ماشینها است تا امکان تبادل اطلاعات بین سیستم‌های مختلف فراهم شود.
معرفی بخشهای مختلف استاندارد ISO 13374
بخش 1: راهنمای کلی (ISO 13374-1:2003)
این بخش به ارائه راهنمای کلی برای مشخصات نرم‌افزاری مرتبط با پردازش، ارتباطات و ارائه اطلاعات وضعیت ماشینها میپردازد. هدف آن، ایجاد یک چارچوب کلی برای توسعه سیستم‌های پایش وضعیت و تشخیص ماشینها است.
بخش 2: پردازش دادهها (ISO 13374-2:2007)
در این بخش، مدل‌های مرجع اطلاعات و پردازش برای یک معماری باز پایش وضعیت و تشخیص ماشینها ارائه شده است. این مدل‌ها به توسعه‌دهندگان نرم‌افزار کمک می‌کنند تا نیازهای پردازش دادهها را به‌طور کامل درک و پیاده‌سازی کنند.
بخش 3: ارتباطات (ISO 13374-3:2012)
این بخش به مشخصات مورد نیاز برای ارتباطات دادهها در یک معماری باز پایش وضعیت و تشخیص ماشینها میپردازد. هدف آن، تسهیل تبادل اطلاعات بین سیستم‌های مختلف پایش وضعیت و تشخیص است.
بخش 4: ارائه (ISO 13374-4:2015)
در این بخش، نیازمندی‌های مربوط به ارائه اطلاعات برای تحلیل فنی و پشتیبانی تصمیم‌گیری در یک معماری باز پایش وضعیت و تشخیص ماشینها ارائه شده است. این بخش به طراحان نرم‌افزار کمک می‌کند تا داده‌های تشخیصی و پیش‌بینی‌کننده را به‌صورت مؤثر به کاربران نهایی ارائه دهند.
بندهای کلیدی استاندارد ISO 13374
استاندارد ISO 13374 شامل بندهای متعددی است که به جنبههای مختلف پردازش، ارتباطات و ارائه دادهها می‌پردازند. برخی از بندهای کلیدی این استاندارد عبارت‌اند از:
پردازش دادهها: این بندها به نحوه جمع‌آوری، فیلتر کردن، و تحلیل داده‌های وضعیت ماشینها می‌پردازند.
ارتباطات: در این بندها، پروتکل‌ها و روش‌های انتقال دادهها بین سیستم‌های مختلف تشریح شده است.
ارائه دادهها: این بندها به نحوه نمایش و گزارش‌دهی داده‌های تحلیل‌شده برای پشتیبانی از تصمیم‌گیری‌ها می‌پردازند.
استانداردهای مشابه
علاوه بر ISO 13374، استانداردهای دیگری نیز در زمینه پایش وضعیت و تشخیص ماشینها وجود دارند که به برخی از آن‌ها اشاره می‌کنیم:
ISO 13372:2012 (Condition Monitoring and Diagnostics of Machines – Vocabulary): این استاندارد واژگان و تعاریف مرتبط با پایش وضعیت و تشخیص ماشینها را ارائه میدهد.
ISO 13373 (Condition Monitoring and Diagnostics of Machines – Vibration Condition Monitoring): این سری استانداردها به پایش وضعیت ارتعاشی ماشینها می‌پردازند و شامل چندین بخش هستند که هر کدام به جنبههای مختلفی از این موضوع اختصاص دارند.
فرآیند اخذ گواهینامه ISO 13374
برای اخذ گواهینامه ISO 13374، سازمان‌ها باید مراحل زیر را طی کنند:
آماده‌سازی: بررسی الزامات استاندارد و تطبیق فرآیندها و سیستم‌های موجود با این الزامات.
پیاده‌سازی: اجرای تغییرات لازم در سیستم‌ها و فرآیندها برای مطابقت با استاندارد.
ممیزی داخلی: بررسی داخلی برای اطمینان از انطباق با استاندارد.
ممیزی خارجی: دعوت از یک نهاد صدور گواهینامه مستقل برای ارزیابی و تأیید انطباق با استاندارد.
دریافت گواهینامه: در صورت تأیید، گواهینامه ISO 13374 به سازمان اعطا می‌شود.
بررسی جامع استاندارد ISO 13374-1:2003
مقدمه‌ای بر استاندارد ISO 13374-1:2003
در اینجا، به بررسی جامع بخش اول این استاندارد، یعنی ISO 13374-1:2003، پرداخته و جنبههای مختلف آن را مورد بحث قرار می‌دهیم.
استاندارد ISO 13374-1:2003 با عنوان "پایش وضعیت و تشخیص ماشینها - پردازش، ارتباطات و ارائه دادهها - بخش 1: معماری و الزامات" (Condition monitoring and diagnostics of machines — Data processing, communication and presentation — Part 1: Architecture and requirements) پایه و اساس استانداردهای بعدی این مجموعه را تشکیل میدهد. این بخش از استاندارد به تعریف چارچوب معماری سیستم‌های CM&D پرداخته و الزامات اصلی برای پردازش و ارائه دادهها را مشخص می‌کند.
2. اهداف و کاربردهای استاندارد ISO 13374-1:2003
هدف از تدوین این استاندارد، ایجاد یک چارچوب استاندارد برای پایش وضعیت و تشخیص ماشینها (CM&D) است که امکان تبادل داده بین اجزای مختلف سیستم را فراهم کند. ازجمله کاربردهای این استاندارد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
بهینه‌سازی نگهداری و تعمیرات تجهیزات صنعتی
کاهش هزینه‌های ناشی از خرابی‌های ناگهانی
بهبود قابلیت همکاری بین سیستم‌های مختلف پایش وضعیت
استانداردسازی روش‌های پردازش داده‌های حسگرها و ارائه آن‌ها به کاربران نهایی
معماری استاندارد ISO 13374-1:2003
این استاندارد یک معماری لایه‌ای را برای سیستم‌های پایش وضعیت و تشخیص ماشینها تعریف می‌کند که شامل سه بخش اصلی زیر است:
لایه جمع‌آوری دادهها (Data Acquisition Layer): این لایه شامل حسگرها و تجهیزات جمع‌آوری داده است که داده‌های خام را از ماشینها دریافت می‌کنند.
لایه پردازش دادهها (Data Processing Layer): داده‌های جمع‌آوری‌شده در این لایه پردازش می‌شوند تا اطلاعات مفیدی از آن‌ها استخراج گردد.
لایه ارائه دادهها (Data Presentation Layer): در این مرحله، داده‌های پردازش‌شده به فرمت‌هایی تبدیل می‌شوند که کاربران بتوانند برای تصمیم‌گیری از آن‌ها استفاده کنند.
الزامات اصلی در استاندارد ISO 13374-1:2003
4.1. قابلیت پردازش داده‌های حجیم
سیستم‌های پایش وضعیت باید بتوانند حجم بالایی از داده‌های حسگرها را بدون افت عملکرد پردازش کنند.
4.2. پشتیبانی از استانداردهای ارتباطی
باید از پروتکل‌های ارتباطی استاندارد برای انتقال دادهها استفاده شود تا امکان تبادل اطلاعات بین سیستم‌های مختلف فراهم گردد.
4.3. قابلیت اطمینان و امنیت دادهها
سیستم باید دارای مکانیزم‌های امنیتی مناسب مانند رمزنگاری و احراز هویت باشد تا از دستکاری دادهها جلوگیری شود.
5. مزایای پیاده‌سازی ISO 13374-1:2003
بهبود عملکرد تجهیزات صنعتی از طریق شناسایی زودهنگام مشکلات
کاهش هزینه‌های عملیاتی با جلوگیری از خرابی‌های غیرمنتظره
افزایش قابلیت همکاری میان سیستم‌های مختلف پایش وضعیت
بهینه‌سازی نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه
نتیجه‌گیری
استاندارد ISO 13374-1:2003 به‌عنوان اولین بخش از مجموعه ISO 13374، چارچوبی جامع برای پردازش، ارتباطات و ارائه داده‌های پایش وضعیت و تشخیص ماشینها ارائه میدهد. این استاندارد با تعریف معماری لایه‌ای، الزامات پردازش داده و اصول امنیتی، نقش مهمی در بهینه‌سازی سیستم‌های نگهداری و تعمیرات دارد. پیاده‌سازی صحیح این استاندارد می‌تواند به بهبود کارایی تجهیزات صنعتی و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری منجر شود.
بررسی جامع استاندارد ISO 13374-2:2007
مقدمه‌ای بر استاندارد ISO 13374-2:2007
استاندارد ISO 13374-2:2007 با عنوان "پایش وضعیت و تشخیص ماشینها - پردازش، ارتباطات و ارائه دادهها - بخش 2: مدل پردازش دادهها" (Condition monitoring and diagnostics of machines — Data processing, communication and presentation — Part 2: Data processing) به بررسی فرآیندهای پردازش داده در سیستم‌های پایش وضعیت و تشخیص ماشینها (CM&D) میپردازد.
این استاندارد مجموعه‌ای از الزامات و مشخصات فنی را برای پردازش داده‌های حسگرها و سایر منابع اطلاعاتی ارائه میدهد تا بهبود عملکرد سیستم‌های پایش وضعیت و تشخیص ماشینها را تسهیل کند.
اهداف و کاربردهای استاندارد ISO 13374-2:2007
هدف این استاندارد، ایجاد یک چارچوب استاندارد برای پردازش داده‌های پایش وضعیت و تشخیص ماشینها است که قابلیت تحلیل، فیلتر کردن و استخراج اطلاعات معنادار را فراهم کند. کاربردهای اصلی این استاندارد عبارت‌اند از:
بهینه‌سازی پایش وضعیت تجهیزات صنعتی از طریق پردازش دقیق داده‌های حسگرها
بهبود دقت در تشخیص خرابی‌ها و پیش‌بینی آن‌ها
افزایش قابلیت همکاری بین سیستم‌های مختلف پایش وضعیت
کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری تجهیزات با پردازش دقیق دادهها
معماری پردازش داده در ISO 13374-2:2007
این استاندارد یک مدل پردازش داده سلسله‌مراتبی را تعریف می‌کند که شامل چندین مرحله پردازشی است. این مدل به سیستم‌های CM&D کمک می‌کند تا داده‌های خام را به اطلاعات ارزشمند و عملیاتی تبدیل کنند.
3.1. مراحل پردازش داده در CM&D
جمع‌آوری دادهها (Data Acquisition): دریافت داده‌های خام از حسگرها، تجهیزات و سیستم‌های پایش وضعیت.
پیش‌پردازش دادهها (Data Preprocessing): حذف نویز، فیلتر کردن داده‌های نامعتبر و استانداردسازی اطلاعات ورودی.
پردازش ویژگی‌ها (Feature Extraction): استخراج ویژگی‌های مهم از داده‌های خام جهت تحلیل و تشخیص وضعیت.
تفسیر دادهها (Data Interpretation): تحلیل دادهها برای تعیین وضعیت عملکردی ماشین‌آلات و شناسایی الگوهای خرابی.
تصمیم‌گیری و ارائه دادهها (Decision Making & Presentation): ارائه نتایج پردازش شده به کاربران نهایی برای اتخاذ تصمیمات نگهداری و تعمیرات.
الزامات اصلی در استاندارد ISO 13374-2:2007
4.1. سازگاری با مدل‌های داده‌ای استاندارد
سیستم‌های CM&D باید بتوانند با فرمت‌های استاندارد داده کار کنند تا قابلیت همکاری بین تجهیزات و نرم‌افزارهای مختلف حفظ شود.
4.2. پردازش داده‌های بلادرنگ
داده‌های پایش وضعیت باید در زمان واقعی پردازش شوند تا امکان تشخیص سریع مشکلات و انجام اقدامات پیشگیرانه فراهم گردد.
4.3. انعطاف‌پذیری در تحلیل دادهها
سیستم‌های پردازش داده باید از الگوریتم‌های مختلف یادگیری ماشین، هوش مصنوعی و مدل‌های تحلیلی سنتی پشتیبانی کنند تا امکان تحلیل پیشرفته دادهها فراهم شود.
5. مزایای پیاده‌سازی ISO 13374-2:2007
افزایش دقت تشخیص و تحلیل خرابی‌ها با استفاده از روش‌های پردازش داده استاندارد
کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات از طریق پیش‌بینی خرابی‌ها و بهینه‌سازی فرآیندهای تعمیراتی
افزایش قابلیت همکاری میان سیستم‌های مختلف پایش وضعیت و تشخیص ماشینها
بهبود کارایی عملیاتی با استفاده از پردازش داده‌های بلادرنگ
نتیجه‌گیری
استاندارد ISO 13374-2:2007 یک چارچوب جامع برای پردازش داده‌های پایش وضعیت و تشخیص ماشینها ارائه میدهد. این استاندارد از طریق تعریف مدل پردازش داده سلسله‌مراتبی، به سیستم‌های CM&D کمک می‌کند تا داده‌های خام را به اطلاعات ارزشمند و عملیاتی تبدیل کنند. پیاده‌سازی این استاندارد می‌تواند به بهبود قابلیت اطمینان تجهیزات، کاهش هزینه‌های نگهداری و افزایش بهره‌وری صنعتی منجر شود.
بررسی جامع استاندارد ISO 13374-3:2012
مقدمه‌ای بر ISO 13374-3:2012
استاندارد ISO 13374-3:2012 یکی از بخشهای استاندارد ISO 13374 است که به‌طور خاص به الزامات ارتباطی در معماری اطلاعاتی باز برای پایش وضعیت و تشخیص ماشینها (CM&D) میپردازد. هدف اصلی این بخش، تسهیل تبادل اطلاعات بین سیستم‌های نرم‌افزاری مختلف است تا قابلیت همکاری (interoperability) بین آن‌ها فراهم شود.
معماری اطلاعاتی باز در CM&D
معماری اطلاعاتی باز در پایش وضعیت و تشخیص ماشینها (CM&D) شامل چندین لایه است که هریک نقش خاصی در پردازش و تبادل دادهها ایفا می‌کنند. این لایه‌ها عبارت‌اند از:
لایه جمع‌آوری دادهها: دادهها را از حسگرها و سایر منابع دریافت می‌کند.
لایه پردازش دادهها: داده‌های خام را تجزیه‌وتحلیل کرده و اطلاعات مفیدی از آن‌ها استخراج می‌کند.
لایه ارتباطات: داده‌های پردازش‌شده را بین سیستم‌های مختلف تبادل می‌کند.
لایه ارائه دادهها: اطلاعات را به‌گونه‌ای نمایش میدهد که کاربران بتوانند از آن‌ها برای تصمیم‌گیری استفاده کنند.
الزامات ارتباطی در ISO 13374-3:2012
برای اطمینان از تبادل مؤثر دادهها، استاندارد ISO 13374-3:2012 مشخصات زیر را تعیین می‌کند:
استفاده از پروتکل‌های استاندارد: تبادل داده باید از طریق پروتکل‌های ارتباطی استاندارد مانند OPC UA، MQTT یا RESTful API انجام شود.
یکپارچگی دادهها: داده‌های منتقل‌شده باید در برابر خطاهای ارتباطی مقاوم باشند.
امنیت ارتباطات: استفاده از رمزنگاری و احراز هویت برای جلوگیری از دسترسی‌های غیرمجاز.
زمان‌بندی مناسب دادهها: داده‌های جمع‌آوری‌شده باید در بازه‌های زمانی مشخص و با کمترین تأخیر ممکن انتقال یابند.
مزایای پیاده‌سازی ISO 13374-3:2012
اجرای این استاندارد در سیستم‌های پایش وضعیت و تشخیص ماشینها مزایای متعددی به همراه دارد، ازجمله:
بهبود قابلیت همکاری: سیستم‌های مختلف می‌توانند بدون وابستگی به پلتفرم خاصی با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.
افزایش قابلیت اطمینان دادهها: داده‌های منتقل‌شده دقیق‌تر و کمتر در معرض از دست رفتن قرار می‌گیرند.
امنیت بالا: استانداردهای ارتباطی امن از سوءاستفاده و حملات سایبری جلوگیری می‌کنند.
مقایسه با سایر استانداردهای مرتبط
استانداردهای دیگری نیز در حوزه پایش وضعیت و تشخیص ماشینها تدوین شده‌اند که برخی از آن‌ها به ارتباطات دادهها مربوط هستند:
ISO 13372: ارائه واژگان و تعاریف مرتبط با CM&D.
ISO 13379-1: راهنمای تحلیل داده‌های پایش وضعیت.
ISO 13381-1: اصول و روش‌های پیش‌بینی وضعیت ماشینها.
ISO 17359: راهنمای کلی برای پایش وضعیت ماشینها.
تاریخچه استاندارد ISO 13374-3:2012
اولین نسخه استاندارد ISO 13374-3 در سال 2012 منتشر شد و به‌عنوان یک راهکار برای بهبود ارتباطات در سیستم‌های CM&D معرفی گردید. این استاندارد با گذر زمان و استفاده عملی در صنایع مختلف، اصلاحاتی را تجربه کرده و بهبود یافته است.
نتیجه‌گیری
استاندارد ISO 13374-3:2012 به‌عنوان یک چارچوب برای ارتباطات در سیستم‌های پایش وضعیت و تشخیص ماشینها، نقش کلیدی در بهبود عملکرد این سیستم‌ها دارد. با پیاده‌سازی این استاندارد، سازمان‌ها می‌توانند ارتباطات داده‌ای قابل‌اعتمادتری را ایجاد کرده و از تجزیه‌وتحلیل بهتر دادهها بهره‌مند شوند.
بررسی جامع استاندارد ISO 13374-4:2015
مقدمه‌ای بر استاندارد ISO 13374-4:2015
استاندارد ISO 13374-4:2015 با عنوان "پایش وضعیت و تشخیص ماشینها - پردازش، ارتباطات و ارائه دادهها - بخش 4: مدل‌های نمایش دانش و اطلاعات" (Condition monitoring and diagnostics of machines — Data processing, communication and presentation — Part 4: Knowledge and information presentation models) به بررسی نحوه ارائه و نمایش اطلاعات در سیستم‌های پایش وضعیت و تشخیص ماشینها (CM&D) میپردازد.
این استاندارد چارچوبی را برای نمایش دانش و اطلاعات استخراج‌شده از داده‌های پایش وضعیت ارائه میدهد تا درک، تصمیم‌گیری و اقدامات نگهداری و تعمیرات بهینه شوند.
اهداف و کاربردهای استاندارد ISO 13374-4:2015
هدف این استاندارد، تعریف مدل‌های دانش و نمایش اطلاعات است که به کاربران کمک می‌کند تا داده‌های پردازش‌شده را به شکل بصری و کاربردی دریافت کنند. کاربردهای این استاندارد شامل موارد زیر است:
بهینه‌سازی تصمیم‌گیری‌های نگهداری و تعمیرات از طریق نمایش مؤثر دادهها
افزایش قابلیت همکاری بین سیستم‌های مختلف CM&D
تسهیل درک وضعیت تجهیزات و تحلیل دادهها برای کاربران مختلف
ایجاد یک استاندارد برای نمایش اطلاعات پایش وضعیت به شکل قابل فهم و کاربردی
مدل‌های نمایش دانش و اطلاعات در ISO 13374-4:2015
استاندارد ISO 13374-4:2015 مجموعه‌ای از مدل‌های نمایش دانش و اطلاعات را ارائه میدهد که در سیستم‌های پایش وضعیت و تشخیص ماشینها به کار می‌روند. این مدل‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که قابلیت تعامل و استفاده در سیستم‌های مختلف را داشته باشند.
3.1. مدل‌های نمایش دانش
مدل نمایش سلسله‌مراتبی (Hierarchical Representation Model): در این مدل، دادهها و اطلاعات به‌صورت سلسله‌مراتبی سازماندهی می‌شوند تا کاربران بتوانند از سطح کلی به جزئیات دقیق‌تر حرکت کنند.
مدل نمایش شبکه‌ای (Network-Based Representation Model): این مدل برای نمایش ارتباطات و وابستگی‌های بین داده‌های پایش وضعیت و رویدادهای مرتبط استفاده می‌شود.
مدل نمایش گرافیکی (Graphical Representation Model): استفاده از نمودارها، داشبوردهای بصری و نمایش‌های گرافیکی برای ارائه اطلاعات به کاربران نهایی.
3.2. مدل‌های نمایش اطلاعات
نمایش متنی (Textual Presentation Model): اطلاعات به‌صورت متنی و گزارش‌های استاندارد ارائه می‌شود.
نمایش عددی (Numerical Representation Model): استفاده از مقادیر عددی، جداول و نمودارهای عددی برای نمایش دادهها.
نمایش بصری (Visual Representation Model): استفاده از داشبوردهای گرافیکی و سیستم‌های هشدار بصری برای اطلاع‌رسانی سریع.
الزامات اصلی در استاندارد ISO 13374-4:2015
4.1. قابلیت تعامل بین سیستم‌ها
مدل‌های نمایش اطلاعات باید قابلیت تعامل با سایر سیستم‌های CM&D را داشته باشند تا امکان یکپارچه‌سازی دادهها فراهم شود.
4.2. خوانایی و فهم‌پذیری دادهها
سیستم‌های نمایش داده باید اطلاعات را به‌گونه‌ای ارائه دهند که کاربران در سطوح مختلف مهارتی بتوانند آن‌ها را درک و تفسیر کنند.
4.3. پشتیبانی از روش‌های بصری‌سازی داده
استاندارد تأکید دارد که سیستم‌های پایش وضعیت باید از روش‌های گرافیکی، عددی و متنی برای نمایش دادهها استفاده کنند تا کارایی تحلیل اطلاعات افزایش یابد.
مزایای پیاده‌سازی ISO 13374-4:2015
بهبود تصمیم‌گیری در نگهداری و تعمیرات از طریق نمایش بصری داده‌های پایش وضعیت
افزایش دقت تحلیل‌ها و پیش‌بینی‌های خرابی
بهینه‌سازی تعامل بین سیستم‌های مختلف CM&D
کاهش خطای انسانی در تفسیر دادهها با ارائه نمایش‌های استاندارد و قابل فهم
نتیجه‌گیری
استاندارد ISO 13374-4:2015 یک چارچوب جامع برای نمایش دانش و اطلاعات در سیستم‌های پایش وضعیت و تشخیص ماشینها ارائه میدهد. این استاندارد با تعریف مدل‌های سلسله‌مراتبی، شبکه‌ای و گرافیکی برای نمایش اطلاعات، امکان تحلیل بهتر و تصمیم‌گیری دقیق‌تر را فراهم می‌کند. پیاده‌سازی این استاندارد می‌تواند نقش مهمی در بهبود نگهداری و تعمیرات صنعتی، کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری تجهیزات ایفا کند.