图 1：要解决制造业中出现的意外中断问题，首先要对问题的根源有一个清楚的了解。（图片来源：IMAGO Technologies）

行车记录仪作为交通事故中的证据工具越来越受欢迎，它安装在车辆的仪表盘上，以循环的方式持续记录交通事件。在发生事故时，记录仪会在设定的时长后停止录制，提供能够捕捉事故前后瞬间的视频片段，有助于判定事故责任。

一、监控工业生产过程的重要性

在工业生产中，生成过程的意外中断会对整个生产产生重大影响。要快速有效地解决这些中断问题，就需要清楚了解其根本原因。通常，机器的突然故障、物料或产品处理过程中出现的问题，或者反复出现的工艺错误，都难以轻易解释清楚。这些问题常常源于难以接近的区域，使得故障排查过程变得更加复杂。

西门子公司的报告《2024 年停机的真实成本》显示，工业生成过程中的意外停机，每年都会导致高昂的生产成本：对于全球规模最大的 500 家公司而言，意外停机造成的损失相当于其收入的 11%，总计达 1.4 万亿美元；平均而言，每家工厂每月因意外停机会损失 27 个小时；过去五年来，每停机1小时所造成的成本已经翻了一番。

工业过程记录仪的开发，是将车载行车记录仪的核心概念应用于工业领域。事件的记录由传感器或可编程逻辑控制器（PLC）信号触发，确保只捕获相关的视频片段。借助高分辨率的视频录制功能，这些相机能够进行详细的离线和慢动作分析，从而准确地追溯生产过程并找出中断的根本原因。录像的配置和回放都可以直接在智能相机上完成，无需额外的外部系统。

二、多样化应用：从故障检测到优化机器设置

工业过程记录仪用途广泛，并不局限于特定的应用场景，因此适用于任何涉及移动产品或物料的场景。例如，它们可以部署在处理薄膜的包装机上。随着包装材料越来越薄、加工速度越来越快，薄膜偶尔出现撕裂的风险也随之增加。如果由于材料质量不佳或机器磨损导致薄膜撕裂，往往会导致较长时间的停机，以便清理碎片、诊断问题并重新启动系统。当这类系统在全球范围内运行，而现场人员又缺乏处理复杂问题的专业知识时，工业过程记录仪能够快速识别故障。通过实时远程记录事件，专业人员无需进行昂贵的现场考察就能快速、清晰地诊断问题。这种详细的记录不但让质量管理显著受益，还能显著提高系统效率。

第二个应用案例是需要频繁更换产品或批次的场景。由于生产批量规模缩小、生产速度加快，频繁更换产品批次很容易造成过多的浪费情况。例如，在包装行业，产品和包装必须同步进行。随着包装形式的种类不断增加，机器的配置变得更具挑战性。这一问题在巧克力棒的生产和包装中尤为明显，每根巧克力棒都要单独用薄膜包装，然后再集中装盒或成组包装。工业过程记录仪为工程师提供了一个强大的工具，用于检查同步性和配置情况，以确保生产顺利进行并减少浪费。即使在超高速运动过程中，这些过程记录仪也能捕捉到精确的画面，有助于用户捕捉过程优化机会。

三、录制视频用于错误分析

工业系统通常在连续运行数日后才会随机出现错误。工业过程记录仪具备存储和触发功能，能够在错误事件发生前后捕获简短而有意义的视频片段，而不会产生不必要的录像。

与汽车中的行车记录仪类似，工业过程记录仪会持续录制并覆盖视频数据。当由连接的传感器（如距离传感器或激光传感器）或 PLC 信号触发时，工业过程记录仪会根据配置的模式，保存一段能捕捉事件前后瞬间的视频片段。这种灵活性使用户能够录制到用于错误分析的完美视频素材。

在某些情况下，还可以使用“心跳”模式来触发录制。在这种模式下，PLC 会定期向智能相机发送信号以表明运行正常。如果信号停止，工业过程记录仪会捕获信号缺失前、缺失过程中或缺失后的视频片段用于分析。

对于特殊应用，自动触发（AutoTrigger）模式会基于集成的图像处理算法启动视频录制，该算法能够检测到超过预定义阈值的变化。虽然这种模式非常有效，但它取决于具体场景，并且需要特定应用的专业知识和额外的软件功能。

图 2：工业过程记录仪提供与错误发生瞬间直接相关的高分辨率视频片段，无需进行耗时的视频搜索。

四、视频压缩

录制高分辨率视频会产生大量数据，这对于在紧凑型设备中有效存储或传输数据来说颇具挑战。由于应用场景的限制，工业应用通常对相机外壳的尺寸有所限制。为了解决这一问题，工业过程记录仪采用了视频压缩技术，可以在紧凑型存储介质上进行高效存储，而无需外部电脑。这些视频可以通过网络浏览器轻松传输到各种设备上，并能使用标准软件进行播放。

高效的错误分析：工业过程记录仪相较于传统解决方案的优势

工业过程记录仪为状态监测设定了新标准，与传统的状态监测技术（如监控相机、热成像相机、振动传感器或纯软件解决方案）相比，具有显著优势。

与传统的监控相机不同，工业过程记录仪提供与错误发生瞬间直接相关的精确、高分辨率视频片段，无需进行耗时的视频搜索。工业过程记录仪配备全局快门传感器，还能捕捉快速运动的清晰图像，而采用卷帘快门技术的监控相机不具备这一能力。这使得工业过程记录仪在高速生产过程中不可或缺。

热成像和振动传感器虽然能提供特定的数据，但缺乏对故障场景的直观视觉洞察。工业过程记录仪提供的高分辨率视觉画面，对于有效的错误分析至关重要。与复杂的软件解决方案不同，工业过程记录仪无需大量的初始投资和设置时间，就能实时运行并无缝集成到现有的工业过程中。

五、高速录制

工业系统的运行速度往往极快，标准的帧率可能不足以准确捕捉和分析快速的运动。先进的硬件和软件技术，使得紧凑型工业智能相机形式的高速过程记录仪得以实现，可支持高达 1000fps的高清视频录制。

工业过程记录仪为精确的过程录制和分析提供了有效的解决方案，有助于快速检测错误、进行状态监测和记录。它们提高了维护操作的效率，减少了系统停机时间，并将运营成本降至最低。结合智能传感器系统和嵌入式视觉解决方案，工业过程记录仪能够对机械运动进行自动化分析，推动工业生产过程的优化。

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