凸版印刷推出可检测设备异响的ZETA拾音传感系统，让设备运维更高效

凸版印刷株式会社（总公司：东京都文京区，代表取缔役社长：麿秀晴，以下简称“凸版印刷”）成功开发出一款ZETA拾音传感系统，用于远程监控在工厂或设施中的设备在正常运行期间发生的异响，例如金属之间的碰撞或摩擦声等。

该系统由“拾音传感器”和“数据浏览应用软件”组成，是凸版印刷推出的智能检查支持服务“e-Platch™”中的一款专用系统。该系统能够在过滤掉工厂或设施内背景噪音的同时，准确检测出设备和机器所发出的异响，并按用户需求发出告警，将历史记录生成报告。
 “e-Platch™”是一款可自动采集工厂或设施内的排水水位和氢离子浓度等环境数据，以强化工厂整体风险管理的综合性监控系统。传感器与监控系统之间的数据传输，采用下一代LPWA（低功耗广域网）标准ZETA。此次“e-Platch™”的传感器阵容中新增加的拾音传感器，可以帮助用户及时发现设备异常并掌握机器部件更换的时期，从而使维护和检查工作更高效。

“拾音传感器”（左）与“数据浏览应用软件”的界面示例（右）
© TOPPAN INC.

凸版印刷从2023年4月开始面向日本国内的制造行业和设施管理公司等销售本款包含ZETA拾音传感系统的“e-Platch™”解决方案。


系统开发背景

在工厂和设施内，由于多台设备同时运行，会存在机器噪音和工作噪音。到目前为止，管理人员每天都要多次前往现场，凭借个人经验从这些背景噪音中识别出机器故障或其他异响，例如螺栓松动引起的撞击声、部件劣化引起的摩擦声等，从而判断异常迹象。

如果对该流程实施远程管理，则需要引入检测异响的传感器等。但市场上此类产品种类繁多，有每台价格高达数十万日元的昂贵的多功能设备，也有只记录声源发声响度的设备，需要有较高的知识经验水平才能选出合适的产品。此外，还必须铺设电缆并保证供电，才能传输检测到的信号，这也是在工厂或设施中引入新系统时的一大障碍。

“e-Platch™”服务概念图 © TOPPAN INC.
为解决这一难题，凸版印刷在2022年6月对外发布的智能检查支持服务“e-Platch™”中增加了异响检测功能。原本“e-Platch™”能够采集的环境数据仅限于“温度”“照度”“水位”和“气体浓度”等数据量较小的数据，从设备传输到浏览应用软件的数据量预计在几个字节到几十个字节之间，而大容量的声音数据则难以通过ZETA通信传送。

此次，凸版印刷充分利用在半导体设计业务中积累的约50年的电路设计技术和云服务业务中的数据加工处理经验，成功地在ZETA通信环境中有效地处理声音数据，开发出本系统。


ZETA拾音传感器系统的特点


01异常告警功能对所发出的声音进行记录，将采集到的数据从160Hz到16000Hz的频段分为21段，得到每个频段的声音强度数据，并采用独家技术，将数据压缩并分割，传送到应用软件端。应用软件端根据每个频段接收到的数据分贝值绘制图表，实现声音趋势的可视化。当数值超过用户设置的“阈值”时将发出告警。02设备可以设置在难以获取供电的位置利用ZETA的“超窄带多通道通信”“网状网络分布式接入”“双向低功耗通信”等特点，以及附带的防水拾音麦克风，使本系统也适用于工厂或设施的屋顶以及地下等建筑结构复杂的地方，并对这些地方运行的装置进行故障预测和噪声处理对策。03价格不到传统产品的一半本系统通过将告警功能或根据获取的声音数据定义和检测“异常”的功能等从传感器端转移到应用软件端，实现了价格减半。因此，在相同预算下，传感器设置数量可增加一倍以上，以对目标进行更精确的监控。（注：本传感器为“e-Platch™”的专用设备，不单独销售）

智能检查支持服务“e-Platch”的特点


01ZETA技术构建“无盲点”无线通信网络在许多工厂中，由于建筑结构复杂，存在无线电波难以传递的区域以及难以获取电源的场所。本解决方案通过适当布置电池驱动的中继器，可以构建无盲点的无线通信网络。02可沿用现有测量仪器通过数据转换设备“ZETABOX™”，可将现有测量仪器输出的数据数字化，并将其通过ZETA网络传输。由于可以沿用现有的测量仪器，因此不但可以降低引入成本，还无需对数据采集的测量仪器的维护等实施作业变更。03实现监测环境数据可视化的专用软件各种传感器采集的数据由基于云系统平台的“ZETADRIVE®”进行管理，由“e-Platch™”专用监控应用软件进行图表创建、发布告警、生成报告等，从而将工厂和设施的环境数据进行全方位可视化。04系统价格&报价拾音传感系统作为智能检查支持服务“e-Platch™”中的一款专用设备，为客户提供专业的环境音检测功能。由于“e-Platch™”需要根据工厂、设施的结构和规格考虑相应的安装条件，因此在咨询详情后，方可提供单独报价。

今后目标



今后，凸版印刷将扩大汇集多种传感器产品阵容的“e-Platch™”的销售范围，除本次开发的ZETA拾音传感系统外，还有测量温度、湿度、照度和二氧化碳浓度的“复合型传感器”等。公司的目标是在2025年度之前，将该系统引进650多家设施中。
此外，希望通过“e-Platch™”的普及，减轻检查作业的负担，消除劳动力短缺问题，降低工厂和设施发生事故的风险，为实现安全高效的生产现场做出贡献。

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