ISO 13374-1:2003
(Main)Condition monitoring and diagnostics of machines — Data processing, communication and presentation — Part 1: General guidelines
Condition monitoring and diagnostics of machines — Data processing, communication and presentation — Part 1: General guidelines
ISO 13374-1:2003 establishes general guidelines for software specifications related to data processing, communication, and presentation of machine condition monitoring and diagnostic information.
Surveillance et diagnostic d'état des machines — Traitement, échange et présentation des données — Partie 1: Lignes directrices générales
L'ISO 13374-1:2003 établit les lignes directrices générales des spécifications de logiciels portant sur le traitement, l'échange et la présentation de données relatives à la surveillance et au diagnostic d'état des machines.
General Information
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13374-1
First edition
2003-03-15
Condition monitoring and diagnostics
of machines — Data processing,
communication and presentation —
Part 1:
General guidelines
Surveillance et diagnostic d'état des machines — Traitement, échange
et présentation des données —
Partie 1: Lignes directrices générales
Reference number
©
ISO 2003
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Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Data processing . 1
2.1 Overview . 1
2.2 Data-processing blocks. 1
2.3 Conceptual information schema guidelines . 4
3 Data communication formats and methods for exchanging information . 6
3.1 Communication methodologies . 6
3.2 Selection guidelines for communication methodologies. 7
4 Formats for presenting and displaying data.8
4.1 General. 8
4.2 Determination of work flow procedures . 8
4.3 General information display architecture. 9
5 Responsible personnel. 14
5.1 Introduction . 14
5.2 Operators . 14
5.3 Operations engineer . 14
5.4 Reliability analyst. 14
5.5 Management . 14
Annex A (informative) Machinery Information Management Open Systems Alliance (MIMOSA)
specifications . 15
Bibliography . 16
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 13374-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 108, Mechanical vibration and shock,
Subcommittee SC 5, Condition monitoring and diagnostics of machines.
ISO 13374 consists of the following parts, under the general title Condition monitoring and diagnostics of
machines — Data processing, communication and presentation:
Part 1: General guidelines
Part 2: Data-processing requirements
Part 3: Communication requirements
Part 4: Presentation requirements
iv © ISO 2003 — All rights reserved
Introduction
The various computer software programs written for condition monitoring and diagnostics of machines that are
currently in use cannot easily exchange data or operate in a plug-and-play fashion without an extensive
integration effort. This makes it difficult to integrate systems and provide a unified view of the condition of
machinery to users. The intent of ISO 13374 is to provide the basic requirements for open software
specifications which will allow machine condition monitoring data and information to be processed,
communicated and displayed by various software packages without platform-specific or hardware-specific
protocols.
Extensible Markup Language (XML) is a project of the World Wide Web Consortium (W3C), and the
development of the specification is being supervised by their XML Working Group. XML is a public format
[1]
written in the Standard Generalized Markup Language (SGML) (see ISO 8879 for details) for defining
descriptions of the structures of different types of electronic documents. The version 1.0 specification was
accepted by the W3C as a Recommendation in 1998. A W3C Recommendation indicates that a specification
is stable, contributes to Web interoperability, and has been reviewed by the W3C membership, who are in
favour of supporting its adoption by academic, industry and research communities. It is designed to improve
the functionality of the Web by providing more flexible and adaptable information identification.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 13374-1:2003(E)
Condition monitoring and diagnostics of machines — Data
processing, communication and presentation —
Part 1:
General guidelines
1 Scope
This part of ISO 13374 establishes general guidelines for software specifications related to data processing,
communication, and presentation of machine condition monitoring and diagnostic information.
NOTE Later parts of ISO 13374 (under preparation) will address specific software specification requirements for data
processing, communication and presentation.
2 Data processing
2.1 Overview
Relevant data processing and analysis procedures are required to interpret the data received from condition
monitoring activities. A synergistic combination of technologies should establish the cause and severity of
possible faults and provide the justification for operations and maintenance actions in a pro-active manner.
A data processing and information flow of the type shown in Figure 1 is recommended either on a manual or
automatic basis, in order to implement condition monitoring successfully. The data flow begins at the top,
where monitoring configuration data are specified for the various sensors monitoring the equipment, and
finally results in actions to be taken by maintenance and operations personnel. As the information flow
progresses from data acquisition to advisory generation, data from the earlier processing blocks need to be
transferred to the next processing block and additional information acquired from or sent to external systems.
Similarly, as the data evolve into information, both standard technical displays and simpler graphical
presentation formats are needed. The flow progresses from data acquisition to complex prognostic tasks,
ending in the issuance of advisories and recommended actions (one of which may be a modification of the
monitoring process itself).
2.2 Data-processing blocks
2.2.1 Machine condition assessment processing blocks
Machine condition assessment can be broken into six distinct, layered processing blocks. The first three
blocks are technology-specific, requiring signal processing and data analysis functions targeted to a particular
technology. The following are some of the most commonly used technologies in condition monitoring and
diagnostics of machines:
shaft displacement monitoring;
bearing vibration monitoring;
tribology-based monitoring;
infrared thermographic monitoring;
performance monitoring;
acoustical monitoring;
motor current monitoring.
Figure 1 — Data-processing and information-flow blocks
2 © ISO 2003 — All rights reserved
The technology-specific blocks and the functions they should provide are as follows.
a) Data Acquisition (DA) block: converts an output from the transducer to a digital parameter representing
a physical quantity and related information (such as the time, calibration, data quality, data collector
utilized, sensor configuration).
b) Data Manipulation (DM block): performs signal analysis, computes meaningful descriptors, and derives
virtual sensor readings from the raw measurements.
c) State Detection (SD block): facilitates the creation and maintenance of normal baseline “profiles”,
searches for abnormalities whenever new data are acquired, and determines in which abnormality zone,
if any, the data belong (e.g. “alert” or “alarm”).
The final three blocks normally attempt to combine monitoring technologies in order to assess the current
health of the machine, predict future failures, and provide recommended action steps to operations and
maintenance personnel. These three blocks and the functions they should support are as follows.
d) Health Assessment (HA) block: diagnoses any faults and rates the current health of the equipment or
process, considering all state information.
e) Prognostic Assessment (PA) block: determines future health states and failure modes based on the
current health assessment and projected usage loads on the equipment and/or process, as well as
remaining useful life predictions.
f) Advisory Generation (AG) block: provides actionable information regarding maintenance or operational
changes required to optimize the life of the process and/or equipment.
2.2.2 Technical displays
To facilitate analysis by qualified personnel, relevant technical displays showing data such as trends as well
as associated abnormality zones are necessary. These displays should provide the analyst with the data
required to identify, confirm or understand an abnormal state.
2.2.3 Information presentation
It is important that the data be converted to a form that clearly represents the information necessary to make
corrective-action decisions. This may be done in a written format, numerically in order to demonstrate
magnitudes, graphically in order to show trends, or a combination of all three.
The information should include pertinent data describing the equipment or its components, the failure type or
fault, an estimate of the severity, a projection of condition and, finally, recommended action. Cost and risk
factors may also be displayed.
2.2.4 External systems
Retrieval of previous work histories from the maintenance system and previous operational data
(starts/stops/loads) from a process-data historian is important in the assessment of machinery health. After a
health assessment is made, the maintenance action to be taken may range from increasing the frequency of
inspection to repair or replacement of the damaged machinery or component. The effect on operations may
be an adjustment of operating procedures or a request to shutdown the equipment immediately. This need for
rapid communication to the maintenance and operational system requires software interfaces to maintenance
management systems and o
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13374-1
Première édition
2003-03-15
Surveillance et diagnostic d’état des
machines — Traitement, échange et
présentation des données —
Partie 1:
Lignes directrices générales
Condition monitoring and diagnostics of machines — Data processing,
communication and presentation —
Part 1: General guidelines
Numéro de référence
©
ISO 2003
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Publié en Suisse
ii © ISO 2003 — Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Traitement des données. 1
2.1 Vue d'ensemble . 1
2.2 Blocs de traitement des données. 1
2.3 Lignes directrices relatives au schéma informatif conceptuel . 4
3 Formats d'échange de données et méthodes d'échange d'informations . 6
3.1 Méthodes d'échange. 6
3.2 Lignes directrices de sélection des méthodes d'échange . 7
4 Formats de présentation et d'affichage des données. 8
4.1 Généralités. 8
4.2 Détermination des procédures de déroulement des opérations . 8
4.3 Architecture de l'affichage des informations générales. 9
5 Personnel responsable. 13
5.1 Introduction . 13
5.2 Opérateurs . 14
5.3 Ingénieur-système . 14
5.4 Analyste de fiabilité . 14
5.5 Direction. 14
Annexe A (informative) Association pour les systèmes ouverts de gestion d'informations
relatives aux machines (MIMOSA) . 15
Bibliographie . 16
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 13374-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 108, Vibrations et chocs mécaniques,
sous-comité SC 5, Surveillance et diagnostic des machines.
L'ISO 13374 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Surveillance et diagnostic d’état
des machines — Traitement, échange et présentation des données:
— Partie 1: Lignes directrices générales
— Partie 2: Exigences relatives au traitement des données
— Partie 3: Exigences relatives à l'échange des données
— Partie 4: Exigences relatives à la présentation des données
iv © ISO 2003 — Tous droits réservés
Introduction
Les divers logiciels élaborés pour la surveillance et les diagnostics sur l'état des machines et actuellement
utilisés ne peuvent pas facilement échanger des données ou être prêts à l'emploi sans un large effort
d'intégration. Il est donc difficile d'intégrer des systèmes et de fournir aux utilisateurs une vision uniforme de
l'état des machines. L'ISO 13374 a pour but d'établir des exigences de base pour les spécifications de
logiciels ouverts qui permettront de traiter, d'échanger et d'afficher les données et informations relatives à la
surveillance des machines à l'aide de divers progiciels, sans protocoles propres à une plate-forme ou à un
matériel.
Le langage de balisage extensible (XML) est un projet du World Wide Web Consortium (W3C), dont le groupe
de travail XML supervise l'élaboration de la spécification. XML est un format public écrit en langage normalisé
[1]
de balisage généralisé (SGML) (voir l'ISO 8879 pour plus ample information) définissant la description des
structures des différents types de documents électroniques. Le W3C a accepté la spécification, version 1.0,
sous forme de Recommandation en 1998. Une Recommandation du W3C indique qu'une spécification est
stable, contribue à l'interopérabilité du Web et a été revue par les membres du W3C, qui prônent son adoption
par le monde universitaire, de l'industrie et de la recherche. Ce langage est conçu pour améliorer la
fonctionnalité du Web en assurant une identification plus souple et adaptable des informations.
En 2001, le W3C a publié le Schéma XML sous forme de Recommandation du W3C. Les schémas XML
définissent des vocabulaires de balisage partagés, la structure des documents XML qui utilisent ces
vocabulaires, et fournit des moyens pour y associer une sémantique. En fournissant des types de données à
XML, les schémas XML augmentent l'utilité de XML pour les concepteurs de systèmes d'échange de données.
Les schémas XML permettent à l'auteur de déterminer quelles parties d'un document peuvent être validées,
ou d'identifier les parties auxquelles un schéma peut s'appliquer. Les schémas XML étant eux-mêmes des
documents XML, ils peuvent en outre être gérés par des systèmes-auteurs XML.
NORME INTERNATIONALE ISO 13374-1:2003(F)
Surveillance et diagnostic d’état des machines — Traitement,
échange et présentation des données —
Partie 1:
Lignes directrices générales
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 13374 établit les lignes directrices générales des spécifications de logiciels portant
sur le traitement, l'échange et la présentation de données relatives à la surveillance et au diagnostic d’état
des machines.
NOTE D'autres parties de l'ISO 13374 (en préparation) traiteront des exigences spécifiques en matière de
spécification de logiciel, respectivement pour le traitement, l'échange et la présentation des données.
2 Traitement des données
2.1 Vue d'ensemble
Des modes opératoires pour le traitement et l'analyse des données pertinents sont nécessaires pour
interpréter les informations provenant des activités de surveillance. Il convient qu'une combinaison synergique
de technologies établisse la cause et la gravité des défauts éventuels et justifie les opérations d'exploitation et
de maintenance d'une manière proactive.
Il est recommandé d'assurer, de façon manuelle ou automatique, un traitement des données et une circulation
des informations tel qu'illustré à la Figure 1, pour mettre en place une surveillance réussie. La circulation des
données commence au sommet, au moment où les données relatives à la configuration de la surveillance
sont définies pour les divers capteurs surveillant les équipements, et s'achève par les actions que doit
entreprendre le personnel de maintenance et d'exploitation. Dans la mesure où la circulation des informations
passe de l'acquisition des données à la formulation de conseils, il est nécessaire de transférer les données
des premiers blocs de traitement au bloc de traitement suivant, et de recevoir des informations
supplémentaires de systèmes externes ou de les leur envoyer. De même, lorsque les données deviennent
des informations, des affichages techniques normalisés et des présentations plus simples sous forme de
graphiques sont à la fois nécessaires. La circulation se poursuit de l'acquisition des données aux opérations
de pronostics complexes pour aboutir à la formulation de conseils et de recommandations d'actions (l'une
d'elles pouvant être une modification du procédé de surveillance lui-même).
2.2 Blocs de traitement des données
2.2.1 Blocs de traitement de l'évaluation de l'état de la machine
L'évaluation de l'état de la machine peut être décomposé en six blocs de traitement distincts en couches. Les
quatre premiers blocs concernent la technologie et nécessitent des opérations de traitement du signal et
d'analyse des données ciblées sur une technologie particulière. Les blocs suivants représentent certaines des
technologies couramment utilisées pour la surveillance des machines:
surveillance du déplacement de l'arbre;
surveillance des vibrations du palier;
surveillance basée sur la tribologie;
surveillance par thermographie à infrarouge;
surveillance des performances;
surveillance acoustique;
surveillance du courant du moteur.
Figure 1 — Traitement des données et blocs de circulation des informations
2 © ISO 2003 — Tous droits réservés
Les blocs spécifiques et les fonctions qu'ils remplissent généralement sont les suivants.
a) Acquisition des données (bloc DA): convertir les résultats du conditionneur du capteur en paramètre
numérique représentant une grandeur physique et les informations associées (comme la durée,
l'étalonnage, la qualité des données, le collecteur de données utilisé, la configuration des capteurs).
b) Manipulation des données (bloc DM): réaliser l'analyse du signal, calculer les descripteurs significatifs
et extraire les valeurs des capteurs virtuels à partir des mesures brutes.
c) Détection d'un état (bloc SD): faciliter la création et la maintenance de «profils» de référence normaux
puis rechercher les anomalies à chaque acquisition de nouvelles données et déterminer à quelle zone
d'anomalie éventuelle appartiennent les données (par exemple «alerte» ou «alarme»).
Les trois derniers blocs essaient généralement de regrouper les techniques de surveillance afin d'évaluer
l'état actuel de la machine, de prévoir les futures défaillances et de déterminer les étapes des actions
recommandées au personnel d'exploitation et de maintenance. Ces trois blocs et les fonctions qu'ils
remplissent généralement sont les suivants.
d) Évaluation de l'état (bloc HA): diagnostiquer tous les défauts et définir l'état actuel des équipements ou
du procédé en tenant compte de toutes les informations d'état.
e) Évaluation du pronostic (bloc PA): détermine
...
Questions, Comments and Discussion
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