挑战赛简介
IEEE PHM 2012挑战赛由IEEE可靠性协会和法国FEMTO-ST研究所组织。挑战的重点是估算轴承的剩余使用寿命（RUL）。这是一个关键问题，因为大多数旋转机械的故障都与轴承有关，对电力和运输等行业的机械系统和设备的可用性、安全性和成本效益有很大影响。该挑战对所有潜在的与会者开放，鼓励学术团队（来自大学）和专业团队（来自工业）参赛。两个类别中得分最高的参赛者将被邀请在2012年IEEE国际PHM会议（http://www.phmconf.org/）上发表演讲。挑战赛的数据集由法国FEMTO-ST研究所（http：//www.femto-st.fr/）提供。实验是在一个实验室实验平台（PRONOSTIA）上进行的，该平台可以在恒定和或可变的工作条件下加速轴承的退化，同时收集在线健康监测数据（转速、负载力、温度、振动）。
实验平台简介
PRONOSTIA实验平台是由法国FEMTO-ST研究所的AS2M部门设计和实现的，能够提供球轴承全寿命周期数据，专门用于测试和验证轴承故障检测、诊断和预测方法。实验平台允许正常轴承在短短几个小时内退化。由于使用正常轴承，即缺陷不是最初在轴承上产生的，因此每个退化的轴承几乎包含所有类型的缺陷（球、内外圈和保持架）。此外，尽管为挑战赛提供的是3种恒定工况下的数据，该实验平台也能提供在可变工况下退化的轴承数据。实验平台由三个主要部分组成：旋转部分、负载部分和测量部分。
旋转部分
旋转部分包括带齿轮箱的异步电机及其两根轴：第一根轴靠近电机，第二根轴放置在增量编码器的骑行侧。电机的功率为250W，通过齿轮箱传输旋转运动，使电机达到2830rpm的额定速度，这样就可以在提供额定扭矩的同时，将副轴的速度维持在2000rpm以下。联轴器将电机产生的旋转运动传输到轴支撑轴承上。轴承支撑轴通过轴承内圈引导轴承。轴承用右手的肩部和左手的螺纹锁紧环固定在轴上。轴由两个枕木块和它们的大齿轮固定。两个夹子阻断轴在两个枕木块之间进行纵向移动。人机界面允许操作者设置速度，选择电机的旋转方向，并设置监测参数，如以最大使用温度的百分比表示的电机的瞬时温度。
加载部分
加载部分的部件被组合在一个铝板中，通过一层薄薄的聚合物与仪器部分部分隔离。铝板支撑一个气动千斤顶、一个垂直轴及其杠杆臂、一个力传感器、一个测试轴承的夹紧环、一个支撑测试轴承的轴、两个枕木块及其大尺寸轴承。从气动千斤顶发出的力首先被杠杆臂放大，然后通过其夹紧环间接作用于测试球轴承的外圈。加载部分构成了整体系统的核心。径向力降低了轴承的使用寿命，它的数值最高可达到轴承的最大动态载荷，即4000N。载荷是由一个力执行器产生的，它包括一个气动千斤顶，其供应压力由一个数字电-气动调节器传送。
测量部分
工作条件由施加在轴承上的径向力、轴的旋转速度和施加在轴承上的扭矩的瞬时测量值决定。这三个模拟测量量的采集频率为100赫兹。轴承退化的特征是基于两种数据类型的传感器：振动和温度。振动传感器由两个微型加速度计组成，相互之间的位置为90°。第一个被放置在垂直轴上，第二个被放置在水平轴上。这两个加速度计沿径向放置在轴承的外部滚道上。温度传感器是一个RTD（电阻温度检测器），探头被放置在靠近轴承外圈的一个孔内。
数据集简介
数据集包含3种不同工作条件/负载（转速和负载力）的数据，每种负载分别有7、7、3个子数据集（共17个）。参赛者使用每种负载的前两个子数据集（共6个）作为训练数据构建预测模型。剩余的11个子数据集被截断作为测试数据。参赛者使用测试数据预测轴承剩余寿命。数据集没有给出故障类型的信息，而且具有训练数据量小，实验时间的变化大（从1小时到7小时）的特点。为了避免损害扩散到整个试验台（同时出于安全原因），当振动信号的振幅超过20g时，试验就会停止，因此挑战赛中的剩余寿命被认为是加速度计超过20g的时间。
三种工作条件为：
- 1800 rpm和4000 N
- 1650 rpm和4200 N
- 1500 rpm和5000 N
数据集每个文件夹都包含了名为acc_xxxxx.csv的振动ASCII码文件，以及名为temp_xxxxx.csv的温度ASCII码文件。采集参数如下：
- 振动信号（水平和垂直）
- 采样频率：25.6 kHz
- 记录：每10秒记录2560个样本（即1/10秒）
- 温度信号
- 采样频率：10 Hz
- 记录：每分钟记录600个样本
振动信号和温度信号数据文件的列标签说明：
训练数据集的附加说明：
测试数据集的附加说明：
数据集下载
https://github.com/wkzs111/phm-ieee-2012-data-challenge-dataset
参考资料
- Patrick Nectoux, Rafael Gouriveau, Kamal Medjaher, Emmanuel Ramasso, Brigitte Morello, Noureddine Zerhouni, Christophe Varnier. PRONOSTIA: An Experimental Platform for Bearings Accelerated Life Test. IEEE International Conference on Prognostics and Health Management, Denver, CO, USA, 2012.