【化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng) 技術(shù)前沿】近日，中國科學(xué)院沈陽自動化研究所在工業(yè)機(jī)器人故障診斷領(lǐng)域取得研究進(jìn)展?？蒲袌F(tuán)隊(duì)提出了基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)機(jī)器人變工況故障診斷方法，有效提升了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)驅(qū)動工業(yè)機(jī)器人故障診斷算法的泛化能力。相關(guān)研究成果發(fā)表在儀器和測量領(lǐng)域國際著名期刊IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement。
 

工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)置
 

工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)置
 

　　工業(yè)機(jī)器人被稱為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，其研發(fā)制造應(yīng)用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造水平的重要標(biāo)志。目前，工業(yè)機(jī)器人精度退化和設(shè)備故障問題突出，給企業(yè)安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益造成巨大負(fù)面影響。當(dāng)前，隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)的進(jìn)步，以機(jī)器學(xué)習(xí)特別是深度學(xué)習(xí)為代表的數(shù)據(jù)驅(qū)動方法已經(jīng)成為工業(yè)機(jī)器人故障診斷研究的熱點(diǎn)。然而，工業(yè)機(jī)器人實(shí)際運(yùn)行過程中，轉(zhuǎn)速和負(fù)載處于持續(xù)改變過程中，嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)驅(qū)動方法的診斷性能。
 

　　針對上述問題，沈陽自動化所工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)研究室提出了基于深度感知對抗域自適應(yīng)的工業(yè)機(jī)器人變工況故障診斷方法。該方法借助感知損失最小化技術(shù)有效緩解了工業(yè)機(jī)器人工況變化帶來的對抗訓(xùn)練不穩(wěn)定問題；在模型性能評價過程中，首次引入遷移任務(wù)難度這一關(guān)鍵維度信息，進(jìn)一步完善了遷移學(xué)習(xí)模型性能評價體系。搭建了工業(yè)機(jī)器人健康監(jiān)測平臺，對工業(yè)機(jī)器人三種典型遷移場景(僅負(fù)載改變、僅轉(zhuǎn)速改變以及負(fù)載、轉(zhuǎn)速同時改變)的遷移難度進(jìn)行了量化評估，并在三種遷移場景下對比了所提出方法與深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)和生成對抗網(wǎng)絡(luò)的性能，結(jié)果表明，所提出方法在遷移難度大的場景下體現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。與此同時，考慮到故障診斷過程中需要同時采集來自機(jī)器人本體和控制器的數(shù)據(jù)，為了提高工業(yè)機(jī)器人數(shù)據(jù)預(yù)處理效率，提出了基于時間戳映射的工業(yè)機(jī)器人數(shù)據(jù)篩選策略。上述研究成果有效提升了數(shù)據(jù)驅(qū)動裝備故障診斷方法的泛化能力，對于提升工業(yè)機(jī)器人平均故障間隔時間、縮短單臺機(jī)器人維修工期、降低全壽命周期運(yùn)維成本具有現(xiàn)實(shí)意義。
 

　　該成果得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃和國家自然科學(xué)基金的支持。
 

　　原標(biāo)題：沈陽自動化所工業(yè)機(jī)器人故障診斷研究取得進(jìn)展