Aggregation of electric current consumption features to extract maintenance KPIs

All electric powered machines offer the possibility of extracting information and calculating Key Performance Indicators (KPIs) from the electric current signal. Depending on the time window, sampling frequency and type of analysis, different indicators from the micro to macro level can be calculated for such aspects as maintenance, production, energy consumption etc. On the micro-level, the indicators are generally used for condition monitoring and diagnostics and are normally based on a short time window and a high sampling frequency. The macro indicators are normally based on a longer time window with a slower sampling frequency and are used as indicators for overall performance, cost or consumption. The indicators can be calculated directly from the current signal but can also be based on a combination of information from the current signal and operational data like rpm, position etc. One or several of those indicators can be used for prediction and prognostics of a machine’s future behavior. This paper uses this technique to calculate indicators for maintenance and energy optimization in electric powered machines and fleets of machines, especially machine tools.

Wszystkie urządzenia elektryczne oferują możliwość wydobywania informacji i obliczania Kluczowych Wskaźników Efektywności (ang. Key Performance Indicators, KPI) z sygnału prądu elektrycznego. W zależności od okna czasowego, częstotliwości próbkowania i rodzaju analizy, różne wskaźniki od mikro do makro poziomu, można obliczyć dla takich aspektów jak utrzymanie ruchu, produkcja, zużycie energii itp. Na poziomie mikro wskaźniki są powszechnie stosowane do monitorowania stanu i diagnostyki oraz zazwyczaj są oparte na krótkim oknie czasowym i mają dużą częstotliwość próbkowania. Wskaźniki makro są zwykle oparte na dłuższym oknie czasowym z wolniejszą częstotliwością próbkowania i są używane jako wskaźniki dla ogólnej wydajności, kosztu lub zużycia. Wskaźniki można obliczyć bezpośrednio z sygnału prądu elektrycznego, ale mogą być one również oparte na połączeniu informacji z sygnału prądu elektrycznego i danych operacyjnych, takich jak obroty na minutę (ang. Revolutions Per Minute, RPM), pozycja itp. Jeden lub kilka z tych wskaźników można wykorzystać do przewidywania i prognozowania przyszłego zachowania maszyny. W niniejszym artykule wykorzystano tę technikę do obliczania wskaźników utrzymania ruchu i optymalizacji energii w maszynach elektrycznych i flotach maszyn, zwłaszcza obrabiarek.