這個單元要來探討的主題是：如何以【FSMIVCI】之思考，應用於【ISO
10816-3】？
首先，參閱圖片的中間上方圖示，回顧一下甚麼是【FSMIVCI】，參考先前單元：#88，【工程設計的新思維：F-C(S)-A(M)-I-V/C-I】，針對【FSMIVCI】，也就是採用「實驗方法」(experimental approach)，流程圖的順序簡要摘錄說明如下：
1. Function：功能/目的。
2. Sensor：感測器。
3. Measurement：量測。
4. Index：指標、評估指標、性能指標。
5. Value：指標對應的數值。
6. Criterion：指標對應的允收標準。
7. Improvement：因應對策及改善作業。
如果需要Improvement改善對策，可以透過「實驗方法」(experimental approach)、或是「解析方法」(analytical approach)，進行迴圈式的處理流程。本單元著重在探討，如何以【FSMIVCI】「實驗方法」的思考，應用到【ISO
10816-3】的實務步驟與流程。
其次，主題的另一個關鍵詞(keyword)：【ISO 10816-3】，還沒有閱讀過先前個單元：【甚麼是ISO 10816-3？】，建議先閱讀瞭解此單元。
在此，先參閱圖片的右邊圖示，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。
這個單元要以【FSMIVCI】之思考，應用【ISO
10816-3】於評估轉子系統(rotor system)的健康狀態(healthy condition)。各項的順序步驟流程，說明如下：
1. Function：功能/目的。在此，Function就是要應用【ISO
10816-3】於評估如圖示的轉子系統(rotor system)的健康狀態(healthy condition)。
2. Index：指標、評估指標、性能指標。針對【ISO 10816-3】需要的Index是：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。
3. Criterion：指標對應的允收標準。參閱圖示的表格，可以很明確的區別出【ISO 10816-3】A/B/C/D四個區域、以四種顏色區別出振動(vibration)大小的Criterion。
4. Sensor：感測器。廣義來說，Sensor指的就是所需要的量測設備規劃。針對【ISO 10816-3】需要的Index是：𝑽𝒓𝒎𝒔，實務上，常以加速度規(accelerometer)量測機器的振動，如圖示RV1、RV2、RV3、RV4。同時，需要搭配一部FFT analyzer「頻譜分析儀」，如圖示的DAQ裝置=NI-9234，是一個具有4個通道(channel)的A/D轉換器(Analog to Digital converter)。SVM軟體：由我們振動噪音實驗室發展、安裝在PC電腦上的獨立運作的軟體，可由取得的𝒂(𝒕)數位化信號，進行FFT傅立葉頻譜、PSD功率頻譜、FRF頻率響應函數、COH關聯性函數等的信號分析功能。
5. Measurement：量測。依照Function進行【ISO 10816-3】判斷轉子系統(rotor system)的健康狀態(healthy condition)，以及Sensor量測設備規劃，可以由加速度規(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」。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。
6. Value：指標對應的數值。在此的數值案例，可以得到：𝑽𝒓𝒎𝒔= 2.5 mm/s rms。
7. 取得的Value數值，和Criterion允收標準比較：以圖示的數值案例，落在B區-黃：無限制可容許長時間運轉(Unlimited long-term operation
allowable)。
8. Improvement：因應對策及改善作業。如果落在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，就完成Function的需求。如果是落在C區-橘、或D區-紅，分別是機器呈現警戒(warning)狀態、或是機器呈現高風險(high risk)狀態，就需要啟動新的【FSMIVCI】專案。
為什麼還要啟動新的【FSMIVCI】專案？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【FSMIVCI】專案，確認真實原因(Cause)，以達到持續改善的迴圈機制。
新的【FSMIVCI】專案思考，以典型的轉子系統(rotor system)為例，可能的故障(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，需要不同的Sensor量測設備規劃、不同的Measurement量測方式、不同的Index評估指標、不同的Criterion允收標準、不同的Improvement改善方法。
所以，針對每一種故障(fault)模式，就需要有一個新的【FSMIVCI】專案，由：Function、Sensor、Measurement、Index、Value、Criterion、Improvement，逐項規劃與執行。
綜合一下這個單元的討論：如何以【FSMIVCI】之思考，應用【ISO
10816-3】於評估轉子系統(rotor system)的健康狀態(healthy condition)。建議的順序步驟彙整如下：
1. Function：功能/目的。就是要應用【ISO 10816-3】於評估如圖示的轉子系統(rotor system)的健康狀態(healthy condition)。
2. Index：指標、評估指標、性能指標。針對【ISO 10816-3】需要的Index是：𝑽𝒓𝒎𝒔：是振動信號的「速度」𝒓𝒎𝒔。𝒓𝒎𝒔是「平方平均根」(root mean square, 𝒓𝒎𝒔)值。
3. Criterion：指標對應的允收標準。參閱圖示的表格，可以很明確的區別出【ISO 10816-3】A/B/C/D四個區域、以四種顏色區別出振動(vibration)大小。
4. Sensor：感測器。廣義來說，Sensor指的就是所需要的量測設備規劃。
5. Measurement：量測。就是要取得對應Index的𝑽𝒓𝒎𝒔：是振動信號的「速度」𝒓𝒎𝒔。
6. Value：指標對應的數值。在此的數值案例，可以得到：𝑽𝒓𝒎𝒔= 2.5 mm/s rms。
7. 取得的Value數值，和Criterion允收標準比較：如果落在A區-綠、B區-黃，可以持續運轉，不必有特別的處理，可以結案。如果是落在C區-橘、或D區-紅，分別是機器呈現警戒(warning)狀態、或是機器呈現高風險(high risk)狀態。就需要啟動新的【FSMIVCI】專案，進行詳細診斷(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)。
以上個人看法，請多指教！
王栢村
2026.03.12
