這個單元要來探討的主題是：如何以「MADI」量測-分析-診斷-對策之思考，應用於【ISO 10816-3】？
「MADI」：在先前單元：#164，【產品振動噪音之量測、分析、診斷與對策 MADI for Product
Noise and Vibration】，有提出「MADI」的思維流程。
「MADI」的思維流程，參閱圖示上方的「MADI & 3K」圖示，要瞭解產品的振動噪音狀況，就需要「MADI」及「3K思維」，其中「MADI」就是：
1.
「量測」(Measurement)：要能夠客觀的評價產品之振動噪音，當然就需要「量測」其原始狀態的振動噪音。所以，需要有「Know
what？」的設備使能進行。
2.
「分析」(Analysis)：其次，針對「量測」的信號，須進行「分析」，最常使用的就是「頻譜分析」，可參閱先前單元：#27【甚麼是頻譜分析？】，#103【頻譜分析儀如何處理量測信號？】，#109【對一個信號進行頻譜分析的原理為何？】。
3.
「診斷」(Diagnosis)：由「量測」及「分析」得到的訊息，接著就是要探討原因「Know why？」，希望能夠瞭解形成振動或噪音的原因。通常「分析」及「診斷」是個反覆循環的程序。
4.
「對策」(Improvement)：如果能夠透過「診斷」知道「Know
why？」，瞭解了產品振動或噪音的原因，當然就要對症下藥，提出因應的改善對策，就是「Know how？」。
而「3K思維」，是進行診斷機器產品之振動噪音的重要心法：
1. 「Know
what？」瞭解現況：「量測」及「分析」都是「Know
what？」的工作，「量測」需要「Know what？」的量測硬體儀器設備，而「分析」需要「Know what？」的分析軟體工具與技術。「Know
what？」重點在瞭解機器的振動噪音狀態。
2. 「Know why？」探討原因：當知道了機器的振動噪音狀態，需要進一步探索，為什麼？也就是「Know
why？」，真正瞭解「Know
what？」的原因。
3. 「Know
how？」改善對策：最後當然要能夠提出因應的改善對策，就是「Know how？」。
本單元，則是將「MADI」及「3K」的思維流程，應用在【ISO 10816-3】，以「速度」(velocity)作為判斷轉子系統(rotor system)的振動(vibration)是大？或小？的「指標」(Index)，探討實務的「MADI」步驟流程。
其次，主題的另一個關鍵詞(keyword)：【ISO 10816-3】，還沒有閱讀過前一個單元：【甚麼是ISO 10816-3？】，建議先閱讀瞭解此單元。
在此，先參閱圖片的左邊圖示，是以「速度」(velocity)作為判斷轉子系統(rotor system)的振動(vibration)是大？或小？的「指標」(Index)。簡要回顧【ISO 10816-3】如下：
1. 【ISO 10816-3: 2009】：是一種機器振動評估(Evaluation of machine
vibration)規範。所適用的條件：(1) 功率(power)在15 kW以上。(2) 機器轉速(speeds)：介於120 rpm ~ 15,000 rpm之間。(3) 量測非轉動部件(measurements on non-rotating parts)：如軸承座(bearing)。
2. 應用【ISO 10816-3】，快速判斷轉子系統(rotor system)的健康狀態(healthy condition)。有A/B/C/D四個區域、以四種顏色區別出振動(vibration)大小，所對應的機器狀態(condition, status)：(1) A區-綠：新機器狀態(New machine condition)。(2) B區-黃：無限制可容許長時間運轉(Unlimited long-term operation
allowable)。(3) C區-橘：可容許短時間運轉(Short-term operation allowable)。(4) D區-紅：振動會造成損壞(Vibration
causes damage)。
3. 機器狀態(condition, status)：A區-綠、B區-黃可以視為機器是在良好的狀態。C區-橘是呈現警戒(warning)狀態。D區-紅，機器呈現高風險(high risk)狀態。
4. 【ISO 10816-3】所採用的「速度」(velocity)評估「指標」(Index)：𝑽𝒓𝒎𝒔 = √(∫_(𝒇𝒍)^(𝒇𝒖) 〖𝑮𝒗𝒗(𝒇)
𝒅𝒇〗)，其中，𝑽𝒓𝒎𝒔：是振動信號的「速度」𝒓𝒎𝒔。𝒓𝒎𝒔是「平方平均根」(root mean square, 𝒓𝒎𝒔)值。𝑮𝒗𝒗(𝒇)：是「速度」的功率頻譜(power spectrum)。𝒇𝒍：是積分式的下限頻率。取𝒇𝒍 =2 Hz：當轉速(speeds)大於120 rpm。或取𝒇𝒍 =10 Hz：當轉速(speeds)大於600 rpm。𝒇𝒖：是積分式的上限頻率。取𝒇𝒖 =1000 Hz。
以【3W】心法來思考【ISO
10816-3】：
1. Why to do? 為什麼要用【ISO 10816-3】？可以用於驗收(acceptance test)、評估(evaluation) 轉子系統(rotor system)的健康狀態(healthy condition)。參閱圖片左上方一個典型的轉子系統(rotor system)，包含：馬達(Motor)、聯軸器(Coupling)、轉軸(Shaft)、以及兩個軸承(Bearing)。其中的轉軸(Shaft)在實務上，可能是風機(fan)、壓縮機(compressor)等。
2. What goals? 應用【ISO 10816-3】，要達到甚麼目標？簡單說，就是要快速判斷轉子系統(rotor system)的堪用程度，參閱圖片右邊圖示，可以看出有A/B/C/D四個區域、以四種顏色區別出振動(vibration)大小，所對應的機器狀態(condition, status)，
3. How to do? 如何應用【ISO 10816-3】？實務應用步驟：(1) 確認機器型式的Group。(2) 確認機器結構地基(Foundation)狀態。(3)
量測機器的𝑽𝒓𝒎𝒔 mm/s rms。(4) 確認機器的健康狀態(healthy condition)。
本單元，將帶入「MADI」的四個階段思考，包括：(1) 「量測」(Measurement)。(2) 「分析」(Analysis)。(3) 「診斷」(Diagnosis)。(4) 「對策」(Improvement)。分項說明如下。
第一階段，「量測」(Measurement)：實務上，常以加速度規(accelerometer)量測機器的振動，如圖示RV1、RV2、RV3、RV4。量測到的原始數據(raw data)就是𝒂(𝒕)「加速度」(acceleration)的「時間波形」。
第二階段，「分析」(Analysis)：對𝒂(𝒕)，進行FFT「快速傅立葉轉換」(fast Fourier transform)，以及後處理，可以得到量測點的𝑮𝒗𝒗(𝒇)「速度」的功率頻譜(power spectrum)。進而可以取得【ISO
10816-3】所定義的𝑽𝒓𝒎𝒔：是振動信號的「速度」𝒓𝒎𝒔。𝒓𝒎𝒔是「平方平均根」(root mean square, 𝒓𝒎𝒔)值。
第三階段，「診斷」(Diagnosis)：在此，舉一個數值案例，來說明如何應用【ISO 10816-3】？簡要的應用步驟說明如下：
1. Motor馬達：20 kW, 3600 rpm。查閱表格，20 kW對應的就是Group 2。當3600 rpm，取𝒇𝒍 =10 Hz，因為轉速(speeds)大於600 rpm。
2. Foundation 地基狀態：Rigid剛性。隱含的意義，機器的轉速頻率小於第一個自然頻率。
3. 𝑽𝒓𝒎𝒔= 1.5 mm/s rms：透過對𝑮𝒗𝒗(𝒇)「速度」的功率頻譜(power spectrum)，可以取得【ISO
10816-3】所定義的𝑽𝒓𝒎𝒔：是振動信號的「速度」𝒓𝒎𝒔。
4. Status機器狀態：B區-黃：無限制可容許長時間運轉(Unlimited long-term operation
allowable)。
「診斷」後，可以知道轉子系統的機器狀態(condition, status)：A區-綠、B區-黃可以視為機器是在良好的狀態。C區-橘是呈現警戒(warning)狀態。D區-紅，機器呈現高風險狀態。
第四階段，「對策」(Improvement)：依據「診斷」出來的機器狀態(condition, status)，會有不同的因應措施與「對策」(Improvement)，分項說明如下：
1. 如果，是落在A區-綠、B區-黃，因為，機器是在良好的狀態，所以，可以持續運轉，不必有特別的處理。
2. 如果是落在C區-橘，機器呈現警戒(warning)狀態。在此須注意：【ISO 10816-3】只能指出機器狀態(condition, status)，無法得知真正的故障原因(cause of fault)。因此，需要詳細診斷(Diagnosis)不良振動的真實原因(Cause)，才能找到有效的對策(Improvement, Resolution)，準備備品(spare parts)，隨時準備啟動維修保養(Maintenance)。所以，必須啟動新的「MADI」專案，確認真實原因(Cause)。
3. 如果是落在D區-紅，機器呈現高風險(high risk)狀態。和C區-橘的狀態相同，只是時間上的緊迫性，必須優先(in priority)處理。
其次，來探討一下機器故障(fault)「診斷」(Diagnosis)問題的理念與層次，簡要說明如下：
1. 第1個層次：Existence? / Occurrence? 有存在嗎？ / 有發生嗎？：判斷是是否有故障(fault)？
2. 第2個層次：Where? 發生在哪裡？：是甚麼樣的故障(fault)？
3. 第3個層次：Severity? 嚴重性？：故障(fault)的嚴重程度？
4. 第4個層次：Life? 剩餘壽命？：可以因應時間(response time)有多久？
針對轉子系統(rotor system)的典型故障(fault)，例如：馬達不平衡(unbalance)、軸系/風機/壓縮機不平衡(unbalance)、聯軸器不對心(misalignment)、軸承故障(bearing fault)、機器共振(resonance)等，不同的故障(fault)，會有不同的振動(vibration)特徵，也需要不同的「量測」及「分析」方法。
在此，須注意：【ISO 10816-3】只能夠判斷機器是否有問題？也就是只能夠判斷：是否有故障(fault)？Existence? / Occurrence? 有存在嗎？ / 有發生嗎？
【ISO 10816-3】不能夠提供、指出故障(fault)的形式？也就是無法判斷：Where? 發生在哪裡？Severity? 嚴重性？Life? 剩餘壽命？
綜合這個單元的討論：如何以「MADI」量測-分析-診斷-對策之思考，應用於【ISO 10816-3】？總結如下：
1. 提出「MADI」及「3K」思維流程，應用於【ISO
10816-3】，以「速度」(velocity)作為判斷轉子系統(rotor system)的振動(vibration)是大？或小？
2. 回顧【ISO 10816-3: 2009】：是一種機器振動評估(Evaluation of machine
vibration)規範。所適用的條件：(1) 功率(power)在15 kW以上。(2) 機器轉速(speeds)：介於120 rpm ~ 15,000 rpm之間。(3) 量測非轉動部件(measurements on non-rotating parts)：如軸承座(bearing)。機器狀態(condition, status)：A區-綠、B區-黃可以視為機器是在良好的狀態。C區-橘是呈現警戒(warning)狀態。D區-紅，機器呈現高風險狀態。
3. 回顧應用【ISO 10816-3】的目的，旨在瞭解轉子系統(rotor system)的健康狀態(healthy condition)與堪用程度。
4. 回顧【ISO 10816-3】的實務應用步驟：(1) 確認機器型式的Group。(2) 確認機器結構地基(Foundation)狀態。(3)
量測機器的𝑽𝒓𝒎𝒔 mm/s rms。(4) 確認機器的健康狀態(healthy condition)。
5. 簡介機器故障(fault)「診斷」(Diagnosis)問題的理念與層次：(1) Existence? / Occurrence? 有存在嗎？ / 有發生嗎？(2) Where? 發生在哪裡？(3) Severity? 嚴重性？(4) Life? 剩餘壽命？
最後，介紹整體透過「MADI」的四個階段思考與執行過程，包括：(1) 「量測」(Measurement)。(2) 「分析」(Analysis)。(3) 「診斷」(Diagnosis)。(4) 「對策」(Improvement)。
以上個人看法，請多指教！
王栢村
2026.03.12
