충격 및 진동 데이터를 분석하는 데는 여러 가지 방법이 있습니다. 독립 실행 형 소프트웨어 패키지를 사용할 수도 있고 필자가 선호하는 것을 수행하는 고유 한 분석 프로그램이나 알고리즘을 개발할 수도 있습니다. 결국, 충격 및 진동 테스트의 세계에서 각 어플리케이션은 조금 다릅니다.
전산 프로그램의 세계 내에서도 각각의 장점과 단점이있는 다양한 옵션이 있습니다. 따라서이 글에서는 충격 및 진동 데이터를 분석하는 데 잘 작동하는 6 개의 잘 알려진 컴퓨팅 플랫폼에 대해 살펴 보겠습니다.
1) LabVIEW
대부분의 엔지니어링 회사는 내쇼날 인스트루먼트의 데이터 수집 하드웨어와 인터페이스하고 실시간으로 데이터를 분석 할 수있는 몇 가지 LabVIEW 라이센스를 보유하게 될 것입니다. LabVIEW 는 데이터를 분석하는 엔지니어 및 과학자를 위해 특별히 설계된 개발 환경입니다. 따라서 진동 테스트에 널리 사용되는 도구입니다! 내쇼날 인스트루먼트 는 데이터 수집을위한 하드웨어 분야의 세계적인 리더입니다. 그래서 그들의 소프트웨어가 매우 인기 있고 그들의 하드웨어와 잘 어울리는 것도 당연합니다. LabVIEW로 분석 프로그램을 설계하는 것은 그래픽 프로그래밍 언어로 인해 프로그래밍 지식이 부족한 사람들에게 더 쉽습니다 ( 그림 1 참조) .
전체 LabVIEW 라이센스 비용은 $ 2,999 이며 진동 고객은 Sound and Vibration Toolkit 에 1,999 달러를 더 지불 할 수 있습니다 . 확실히 비싸지 만 데이터 분석, 특히 실시간 제어 응용 프로그램을위한 훌륭한 솔루션입니다.
2) MATLAB
MATLAB 은 선형 대수 연산을 위해 특별히 개발 된 프로그래밍 언어입니다. 이 초기 핵심 설계 및 주안점 때문에 데이터 분석을 위해 대단히 인기있는 도구입니다. 대부분의 엔지니어는 MATLAB을 대학으로 사용하고 이미 지식과 선호도를 지닌 인력으로 진출했습니다 (매스 웍스는 대학 및 학생에게 상당한 할인을 제공하는 가격 책정에있어 현명합니다).
MATLAB의 큰 단점은 무료가 아니라는 점입니다. 상용 라이센스 비용은 2,150 달러입니다. 또한 추가 도구 상자 (일반적으로 MATLAB 제품의 전체 가격 목록) 에 대해 더 많은 비용 (일반적으로 1,000 달러)을 청구합니다 . 진동 분석을 위해 신호 처리 도구 상자 를 권하고 싶습니다 . 그래도 걱정하지 마세요 . 진동 분석의 기본 블로그 에서 다루는 예제에 해당 도구 상자의 기능을 사용하지 않았습니다 . 이러한 분석 스크립트의 일부 스크린 샷이 그림 2에 나와 있습니다.
코드 기반 프로그래밍이 어려운 것처럼 보이면 MATLAB은 Simulink 블록 다이어그램 환경을 갖습니다 . 이것은 인간 프로그래밍에 의한 오류를 줄이고 분석 팀이 알고리즘을 좀 더 쉽게 통합 할 수있게 해주는 강력한 제품입니다. 하나의 상용 라이센스는 3,350 달러입니다 (MATLAB 라이센스와 함께). Simulink를 사용하면 엔지니어가 National Instruments, Raspberry Pi및 Arduino 와 같은 하드웨어와 인터페이스 할 수 있습니다 . 이러한 하드웨어 지원은 비용이 많이 듭니다. Simulink는 실시간으로 데이터를 분석 (수 천 달러) 할 수 있으며 기본 제공 분석 기능 외에도 놀라운 사용자 정의 기능을 제공합니다.
MATLAB 및 그 이점에 대한 더 자세한 정보 는 Matlab이란 제목의이 블로그 를 참조하십시오 .
3) 파이썬
Python 은 무료이며 오픈 소스이며 매우 다양한 프로그래밍 언어입니다 (이러한 이유로 Slam Stick Lab 진동 분석 소프트웨어 를 개발할 때이 기술 을 사용합니다 ). 그들의 NumPy와 및 SciPy 패키지는 MATLAB과 유사한 기능을 가지고 있습니다. Python은 MATLAB에 비해 매우 우아하고 직관적 인 프로그래밍 언어입니다. 읽기 쉬운 일반 언어로 작성되었습니다. 그리고 그들은 그것으로 확실히 성공했습니다! 파이썬은 데이터 분석 외에도 다른 프로그래밍 요구를 위해 MATLAB보다 나은 대안으로 보편적으로 받아 들여집니다.
그러나 진동 분석을 위해 MATLAB 또는 Python이 더 나은지 묻는다면, 둘 다 장점과 단점이 있기 때문에 열띤 논쟁을 시작할 수 있습니다. 우리는 최근 진동 분석을 위해 MATLAB과 Python을 비교하기위한 테스트를 수행 했으며 Python 이 기본 분석 (FFT 포함)을 위해 MATLAB 계산 시간을 맞추거나 심지어 이길 수 있다는 결론에 도달했습니다. 그러나 필요한 모든 라이브러리를 찾아서 다운로드하려면 프로그래머가 약간의 파고를해야 할 수도 있습니다. 그러나이 라이브러리는 무료입니다!
MATLAB 사용자로서 Python과 가장 인기있는 라이브러리 의 아나콘다 배포본을 찾았습니다 . 스파이더 개발 환경 에 표시된 그림 3은 비슷한 인터페이스를 가지고 있으며 MATLAB 경험을 가진 사람들을 위해 MATLAB 느낌.
파이썬은 무료이기 때문에 인기를 얻고 있으며 커뮤니티는 GitHub를 통해 공개적으로 사용할 수있는 다양한 라이브러리를 생성하고 있습니다 . 빠른 검색은 내쇼날 인스트루먼트의 드라이버와 인터페이스 하는 PyDAQmx 라이브러리 를 찾습니다 . 다시 파이썬은 무료이기 때문에 특히 대안과 기능이 계속해서 발전하고 향상되면서 매력적인 대안이되었습니다.
4) GNU 옥타브
GNU Octave 는 MATLAB을 직접 무료로 대체하는 것으로 간주되는 과학 프로그래밍 언어입니다 . 많은 사용자가 MATLAB과 매우 유사합니다. MATLAB 코드와의 호환성이 매우 뛰어납니다.
무료이지만 새로운 것은 아닙니다. GNU Octave는 1988 년 이래로 개인적으로 사용되어 왔습니다. 저는 개인적으로 그것을 사용하지 않았습니다. (저는 MATLAB 사람이고 Mide가 Slam Stick Lab 진동 분석 소프트웨어를 계속 개발하면서 Python 사용자가되었습니다 .) 그러나 저는 많은 고객들로부터이 소프트웨어가 진동 데이터 또는 수치 해석 요구를 분석하는 데 얼마나 효과적 일 수 있는지에 대해 들었습니다. 그 플로팅 기능은 특히 인상적입니다.
5) Scilabs
Scilabs 는 수치 계산을위한 또 다른 오픈 소스이자 무료 옵션입니다. Scilabs에 대한 경험이 없지만 LabVIEW를 비롯한 타사 응용 프로그램과 상호 작용할 수있는 능력이 가장 매력적인 기능인 것으로 보입니다.
6) FreeMat
FreeMat 은 이름에서 알 수 있듯이 MATLAB의 무료 버전입니다. 동일한 인터페이스, 언어 및 기본 기능을 제공 할 수 있지만 필자의 경험에 비추어 볼 때 대용량 데이터 세트의 경우 MATLAB과 비교하여 창백한 것으로 나타났습니다. 진동 분석은 일반적으로 수백만 개의 샘플을 처리하므로 FreeMat을 권장하지 않습니다. 다른 무료 오픈 소스 옵션, 특히 Python 또는 GNU Octave가 더 나은 무료 대안입니다.
나에게 맞는 것은 무엇인가?
어떤 옵션이 가장 적합한 지 결정하기 전에 세 가지 주요 고려 사항이 있습니다.
비용
대형 회사에서 일한다면 MATLAB 또는 LabVIEW 의 비용은 중요하지 않습니다. 귀사는 이미 이러한 프로그래밍 플랫폼을 사용할 수있는 라이센스를 보유하고있을 가능성이 매우 높습니다. 그러나 중소 기업 및 컨설턴트의 경우 비용이 주요 관심사 일 수 있습니다. 이 경우 오픈 소스 옵션을 강력하게 고려해야합니다. 저는 파이썬에서 행운을 빌었으며 GNU Octave 에 관해 많은 것을 들었습니다 .
사후 처리 또는 실시간 분석
사용하려는 제품이 데이터를 수집하여 내보내는 경우 소프트웨어는 사후 처리를 "수행"해야합니다. 이것은 진동 데이터 로거 의 경우입니다 . 이 블로그에 제시 한 모든 옵션은 진동 데이터를 처리하는 데 사용할 수 있습니다. 하지만 내가 가장 좋아하는 것은 MATLAB 이다.
그러나 실시간 (또는 버퍼와 함께 거의 실시간)이 필요한 응용 프로그램의 경우 데이터 스트리밍 및 분석을 통해 사용 가능한 옵션이 제한됩니다. 일반적인 데이터 분석 및 제어 응용 프로그램 (기록 된 데이터를 기반으로 작업을 수행하는 경우)에 실시간 데이터 스트리밍 및 처리가 필요합니다. 이러한 어플리케이션에서 Simulink 또는 LabVIEW 가 최상의 옵션입니다.
프로그래밍 경험 및 분석 복잡성
맞춤 분석 및 시뮬레이션 프로그램을 작성하려면 컴퓨팅 언어 및 분석 기본 사항에 대한 고급 지식이 필요합니다. 하지만 대부분의 후 처리 분석 응용 프로그램에서 선호되는 경로입니다. 많은 응용 프로그램에서 특정 조건에 따라 분석을 수행해야 할 필요가 있습니다. 예를 들어, 항공기 구성품에 대해 2 시간의 긴 테스트를 수행 한 경우 특정 조건이 충족 될 경우 데이터를 조사하고 FFT를 실행하는 스크립트를 개발할 수 있습니다. 독립 실행 형 GUI에서 if 문이 몇 개있는 상당히 간단한 분석을 수행하는 것이 더 어려울 수 있습니다.
즉, 모든 사람들이 코드 작성 및 알고리즘 개발에 익숙하지는 않습니다. 이 사람들은 그래픽 프로그래밍 언어 / 환경을 고려하거나 독립 실행 형 GUI 패키지를 선호 할 수 있습니다. 독립 실행 형 소프트웨어를 선호한다면 8 가지 진동 분석 소프트웨어 패키지 목록을 확인하십시오. 여기에는 무료 및 유료 옵션이 모두 포함됩니다. 독립형 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI)는 데이터의 초기 개요를 제공하고 사전 분석을 수행하는 데 가장 유용합니다.
https://blog.mide.com/6-programming-options-for-vibration-analysis
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