ISO 16079-2:2020

Condition monitoring and diagnostics of wind turbines — Part 2: Monitoring the drivetrain

This document specifies the implementation of a condition monitoring system for wind turbines, with particular focus on monitoring of the drivetrain. Guidance for a practical implementation of the FMSA is provided, as well as guidance for specifying best practices and minimum recommendations regarding the condition monitoring system used for failure mode detection, diagnostics and prognostics of the direct drive and geared wind turbine drivetrain, including: a) main bearing(s); b) gearbox, if applicable; and c) generator (mechanical aspects). This also includes subcomponents such as coupling and the lubrication system. This document provides an overview of the important aspects of condition monitoring of wind turbines and makes references to other standards where in-depth information on the subjects is available.

Surveillance et diagnostic des éoliennes de production d'électricité — Partie 2: Surveillance de la transmission

Le présent document spécifie la mise en œuvre d'un système de surveillance d'état pour les éoliennes, en se centrant sur la surveillance de la transmission. Des recommandations pour une mise en œuvre pratique de l'AMDS sont présentées, de même que des recommandations pour la spécification des bonnes pratiques et des recommandations minimales concernant le système de surveillance d'état utilisé pour la détection des modes de défaillance, les diagnostics et les pronostics de la transmission directe et à engrenages des éoliennes, incluant: a) le(s) palier(s) principal(ux); b) le multiplicateur, le cas échéant; c) la génératrice (aspects mécaniques). Ceci inclut également les sous-composants tels que l'accouplement et le système de lubrification. Le présent document fournit une vue d'ensemble des aspects importants relatifs à la surveillance d'état des éoliennes et fait référence à d'autres normes dans lesquelles des informations plus détaillées sont disponibles à propos des différents aspects.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 17-Sep-2020
• ICS: 27.180 - Wind turbine energy systems
• Technical Committee: ISO/TC 108/SC 5 - Condition monitoring and diagnostics of machine systems
• Drafting Committee: ISO/TC 108/SC 5/WG 16 - Condition monitoring and diagnostics of wind turbines
• Current Stage: 6060 - International Standard published
• Start Date: 18-Sep-2020
• Due Date: 12-May-2021
• Completion Date: 18-Sep-2020

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16079-2
First edition
2020-09
Condition monitoring and diagnostics
of wind turbines —
Part 2:
Monitoring the drivetrain
Surveillance et diagnostic des éoliennes de production d'électricité —
Partie 2: Surveillance de la transmission
Reference number
ISO 16079-2:2020(E)
©
ISO 2020

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ISO 16079-2:2020(E)

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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Abbreviated terms . 2
5 Failure mode and symptoms analysis (FMSA) . 2
5.1 General . 2
5.2 The process of the FMSA analysis . 2
6 Descriptors for fault detection. 3
6.1 General . 3
6.2 Descriptor types. 4
6.3 Descriptors based on process parameters — Operational values . 5
6.3.1 General. 5
6.3.2 Measurement of process parameter descriptors . 6
6.4 Measurement of rotational speed and descriptors based on rotational speed . 6
6.4.1 General. 6
6.4.2 Measurement of rotational speed . 7
6.5 Descriptors based on vibration . 7
6.5.1 References to other standards . 7
6.5.2 General. 7
6.5.3 Measurement of vibration . 8
6.5.4 Transducers for vibration measurements . 8
6.5.5 Vibration transducer mounting . 9
6.6 Descriptors based on stress wave measurements .10
6.6.1 General.10
6.6.2 Measurement of stress waves .10
6.6.3 Transducers for stress wave measurement .11
6.6.4 Mounting of stress wave sensors .11
6.7 Descriptors based on oil debris in lubricant oil .11
6.7.1 General.11
6.7.2 Oil debris descriptors .12
6.7.3 Oil debris sensors .12
7 Descriptor monitoring interval .13
7.1 Reference to other standards .13
7.2 Factors influencing the monitoring interval .13
8 Descriptor notification criteria .14
8.1 Reference to other standards .14
8.2 General .14
8.3 Establishing descriptor alarm and alert limits for a new turbine .15
8.4 Establishing alarm and alert limits for a turbine in normal operating condition .15
8.5 Establishing alert limits upon component change .15
9 Handling changes in operating conditions — The operational state bin concept .16
9.1 General .16
9.2 Example of how to use active power as an operational state .16
10 Transducer locations .17
10.1 Reference to other standards and guidelines .17
10.2 Location of vibration transducers .17
10.3 Location of stress wave transducers .19
10.4 Location of oil debris sensors .19
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10.5 Example of naming conventions and transducer locations .19
11 Baseline — Initial recording of data for diagnosis at commissioning time .20
11.1 General .20
11.2 Duration of time waveforms for baseline recording .20
11.3 Repeatability and stability of time waveform recordings .21
11.4 Sampling rate of time waveform for baseline recording .21
11.5 Initial check of the baseline data — Recommendations .21
12 Diagnosis of faults and their causes .22
12.1 Reference to other standards .22
12.2 General .22
12.3 Component data .22
12.4 Raw-data time waveforms for detailed diagnosis .22
12.5 Regular recording .22
12.6 Recording on request .23
13 Prognosis .23
13.1 Reference to other standards .23
13.2 General .23
13.3 Type I — Failure data-based prognostics — Statistically based .24
13.4 Type II — Stress based prognostics — Model based .25
13.5 Type III — Data-driven method — Condition based .25
14 Review of the condition monitoring and diagnosis system design .25
14.1 Reference to other standards .25
14.2 General .26
14.3 Assessment of effectiveness of the condition monitoring system .26
14.4 Cost benefit analysis .27
14.4.1 General.27
14.4.2 Simple model.27
14.4.3 Advanced model .28
Annex A (informative) Details on vibration-based descriptor types .31
Annex B (informative) FMSA analysis of the drivetrain .40
Bibliography .43
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ISO 16079-2:2020(E)

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 108, Mechanical vibration, shock and
condition monitoring, Subcommittee SC 5, Condition monitoring and diagnostics of machine systems.
A list of all parts in the ISO 16079 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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ISO 16079-2:2020(E)

Introduction
This document is the second step of the procedure for carrying out the CM and D application design
phase according to the V-model of ISO 13379-1. In this step, the monitoring strategy for the drivetrain is
defined, based upon the prioritized failure modes which were the outcome of the failure modes, effect
and criticality analysis (FMECA) procedure performed according to ISO 16079-1 (see Figure 1).
According to the V-Model of ISO 13379-1 and ISO 16079-1, the steps described in this document are as
follows:
a) decide under which operating conditions the different faults can be best observed and specify the
conditions under which the symptom is most likely to be observed;
b) identify the symptoms that can serve in assessing the condition of the machine, and that are used
for diagnostics;
c) list the descriptors that are used to evaluate (recognize) the different symptoms;
d) identify the necessary measurements and transducers from which the descriptors are derived or
computed.
Key
dotted line scope of this document
Figure 1 — The relationship between this document and ISO 16079-1
In relation to the V-model, this document describes the two last steps of the application design phase
of the condition monitoring system. This process shall ensure that data are available to support an
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ISO 16079-2:2020(E)

efficient process in the use phase of the condition monitoring system. The end goal of the “Use phase
process” is minimizing wind turbine downtime through a risk assessment of a detected fault by
means of remaining useful life (RUL) evaluation, and successive determination of maintenance timing.
The criticality and risk assessment uses information from the FMECA analysis, but may also feed
information back into an adjustment of the initial FMECA analysis (see Figure 2).
Figure 2 — Condition monitoring and diagnostics (CM and D) cycle: Design phase and use phase
of the application on a machine
This document shows how to apply the results of an FMECA analysis made according to ISO 16079-1 by
prescribing a methodology for making a failure mode symptoms analysis (FMSA) with the purpose of
defining symptoms and related descriptors to detect a particular failure mode.
In order to implement the results of the FMSA, sections with guidelines for condition monitoring of
wind turbines are provided, covering:
1) guidelines for descriptor measurements;
2) adapting to changes in operating conditions;
3) selection of transducers and transducer technology;
4) selection of transducer locations;
5) naming convention for identifying transducer locations and related descriptors;
6) evaluation criteria for descriptor measurements;
7) requirements to data for diagnosis;
8) prognosis and/or criticality assessment; and
9) review of the CM & D design:
a) assessment of effectiveness of the diagnostics system, and
b) cost benefit analysis.
Figure 3 shows the relationship between the monitoring strategy, diagnostic strategy and maintenance
strategy and how these important elements support the steps in the condition monitoring process.
If the monitoring strategy, the diagnostic strategy, or both are based upon weak or missing data, it
compromises the prognosis and the whole purpose of the condition monitoring process.
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ISO 16079-2:2020(E)

Figure 3 — Relationship between monitoring methods, diagnostic methods and prognosis
methods
The selection of the monitoring method is to define where you measure, what you measure and how
often you measure in order to provide data for:
— detecting the failure modes designated to be revealed by the condition monitoring system;
— assessing the severity of the present state of the fault;
— assessing the remaining useful lifetime of a certain component.
A weak point in the condition monitoring system setup (e.g. lack of transducers or bad transducer
location, limitations in what can be measured, or too sparse data) affects the end goal of the condition
monitoring process – the prognosis.
The choice of the diagnostic method is to provide enough data for:
— detailed analysis of a failure mode and identification of the root-cause;
— assessing the severity of the present state of the fault;
— assessing the remaining useful lifetime of a certain component.
The purpose of the prognosis is to make a prediction of remaining useful lifetime (RUL) of a component
and assess the risk for related failure modes (secondary failure).
The maintenance action is based upon the data provided by the monitoring methods, the diagnostic
methods and the prognosis methods, and on knowledge of maintenance history and alarm history.
Therefore, it is very important that not only measured data are stored, but also information about
earlier alarms, maintenance actions and identification of persons which have been involved with earlier
alarm handling on the machine.
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Condition monitoring and diagnostics of wind turbines —
Part 2:
Monitoring the drivetrain
1 Scope
This document specifies the implementation of a condition monitoring system for wind turbines, with
particular focus on monitoring of the drivetrain. Guidance for a practical implementation of the FMSA is
provided, as well as guidance for specifying best practices and minimum recommendations regarding
the condition monitoring system used for failure mode detection, diagnostics and prognostics of the
direct drive and geared wind turbine drivetrain, including:
a) main bearing(s);
b) gearbox, if applicable; and
c) generator (mechanical aspects).
This also includes subcomponents such as coupling and the lubrication system.
This document provides an overview of the important aspects of condition monitoring of wind turbines
and makes references to other standards where in-depth information on the subjects is available.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 2041, Mechanical vibration, shock and condition monitoring — Vocabulary
ISO 13372, Condition monitoring and diagnostics of machines — Vocabulary
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 2041 and ISO 13372 and the
following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
time waveform
sampled vibration signal recorded from the transducer
Note 1 to entry: Time waveform recordings have a certain length in time and represent a parameter value at
every instance during the recording of the time waveform.
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4 Abbreviated terms
Table 1 gives the explanations of abbreviated terms used in this document
Table 1 — Abbreviated terms and their explanations
Abbreviation Explanation
ETTF Estimated time to failure.
FFT Fast Fourier Transform.
FMECA Failure modes, their effect and criticality analysis.
FMSA Failure mode symptoms analysis.
IEPE Integrated electronics piezoelectric. An accelerometer type using constant current supply.
The abbreviation CCS (constant current source) is also used for this type of accelerometer.
IIoT Industrial Internet of Things. Refers to a subcategory of the broader Internet of Things (IoT).
Both concepts have the same main character of availability of intelligent and connected
devices. The only difference between the two is their general usages. While IoT is most com-
monly used for consumer usage, IIoT is used for industrial purposes, such as manufacturing,
supply chain monitoring and management systems.
MEMS Micro electromechanical system. Applies to any sensor manufactured using microelectronic
fabrication techniques. These techniques create mechanical sensing structures of micro-
scopic size, typically on silicon. When coupled with microelectronic circuits, MEMS sensors
can be used to measure physical parameters, such as acceleration.
n Monitoring priority number.
MP
OPC Open platform protocol. The purpose of OPC is to define an open common interface that is
written once per device and then reused by any SCADA, HMI, or custom software packages.
The OPC Foundation maintains the OPC standard, which has been adopted by IEC as the
IEC 62541 series.
RUL Remaining useful lifetime.
TCP/IP Transmission control protocol/Internet protocol. The suite of two protocols, TCP and IP,
used to interconnect network devices on the Internet.
5 Failure mode and symptoms analysis (FMSA)
5.1 General
The FMSA process is essentially an extension of the FMECA process with a focus on the symptoms
produced by the identified and ranked possible failure modes that were the outcome of the FMECA
analysis.
The FMSA methodology is designed to assist with the selection of monitoring techniques and strategies
that provide the greatest sensitivity to detection and rate of change of a given symptom, thus
maximizing the confidence level in the diagnosis and prognosis of each of the failure modes identified
for each of the components of the wind turbine drivetrain.
Where the confidence in a technique’s sensitivity and resulting diagnosis/prognosis accuracy is
questionable, then the use of additional techniques for further correlation is recommended.
Refer to ISO 16079-1 which gives guidance on applying FMECA analysis to wind turbines.
5.2 The process of the FMSA analysis
The FMSA analysis shall be a team effort with participation of condition monitoring experts as well as
participation of staff with an in-depth knowledge of the machine under analysis.
2 © ISO 2020 – All rights reserved

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ISO 16079-2:2020(E)

The essential elements of the FMSA process are:
— listing the components involved;
— listing the possible failure modes for each component;
— listing the effects of each failure mode;
— listing the causes of each failure mode;
— listing the symptoms produced by each failure mode;
— listing the most appropriate primary and feasible monitoring technique;
— listing the estimated frequency of monitoring – monitoring interval;
— listing the most appropriate correlation techniques. Increased diagnosis and prognosis confidence
can be gained by using “correlation techniques” when monitored at a given frequency.
The FMSA analysis shall be performed for each component/failure mode, which can be prioritized by
using the monitoring priority number (n ) of the FMECA analysis.
MP
A practical approach is to use copies of Table 2 to structure the FMSA process.
Refer to the example in Annex B which shows an FMSA analysis for the most common failure modes of
the wind turbine drivetrain.
Table 2 — Template for implementation of the FMSA analysis
Component:
analysis> IEC 61400-25-6>
Failure mode
Cause of failure mode
Effect of failure mode
Monitoring priority number (n )
MP
P-F Timescale
Symptom(s) ...

NORME ISO
INTERNATIONALE 16079-2
Première édition
2020-09
Surveillance et diagnostic
des éoliennes de production
d'électricité —
Partie 2:
Surveillance de la transmission
Condition monitoring and diagnostics of wind turbines —
Part 2: Monitoring the drivetrain
Numéro de référence
ISO 16079-2:2020(F)
©
ISO 2020

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ISO 16079-2:2020(F)

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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2020 – Tous droits réservés

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ISO 16079-2:2020(F)

Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Abréviations . 2
5 Analyse des modes de défaillance et des symptômes (AMDS) . 3
5.1 Généralités . 3
5.2 Le processus de l’analyse AMDS . 3
6 Descripteurs pour la détection de défauts . 4
6.1 Généralités . 4
6.2 Types de descripteurs . 5
6.3 Descripteurs basés sur des paramètres de procédé — Valeurs opérationnelles . 6
6.3.1 Généralités . 6
6.3.2 Mesurage des descripteurs de paramètres de procédé. 7
6.4 Mesurages de la vitesse de rotation et descripteurs basés sur la vitesse de rotation . 8
6.4.1 Généralités . 8
6.4.2 Mesurage de la vitesse de rotation . 8
6.5 Descripteurs basés sur les vibrations . 8
6.5.1 Références à d’autres normes . 8
6.5.2 Généralités . 9
6.5.3 Mesurage des vibrations . 9
6.5.4 Transducteurs pour les mesurages des vibrations .10
6.5.5 Montage des transducteurs de vibration .11
6.6 Descripteurs basés sur des mesurages d’onde de contrainte .12
6.6.1 Généralités .12
6.6.2 Mesurage des ondes de contrainte .12
6.6.3 Transducteurs pour le mesurage de l’onde de contrainte .13
6.6.4 Montage des capteurs d’ondes de contrainte .13
6.7 Descripteurs basés sur les particules d’usure présentes dans le lubrifiant .13
6.7.1 Généralités .13
6.7.2 Descripteurs basés sur les particules d’usure présentes dans l’huile .14
6.7.3 Capteurs de comptage des particules d’usure présentes dans l’huile .15
7 Descripteur d’intervalle de surveillance .15
7.1 Référence à d’autres normes .15
7.2 Facteurs influençant l’intervalle de surveillance .15
8 Critère de notification d’un descripteur .17
8.1 Référence à d’autres normes .17
8.2 Généralités .17
8.3 Établissement des seuils d’alerte et d’alarme de descripteur pour une nouvelle
éolienne .18
8.4 Établissement de seuils d’alarme et d’alerte pour une éolienne en conditions de
fonctionnement normales .18
8.5 Établissement de seuils d’alerte suite à un changement de composant .18
9 Gestion de changements des conditions de fonctionnement — Le concept de
catégories d’état opérationnel .19
9.1 Généralités .19
9.2 Exemple d’utilisation de la puissance active comme état opérationnel .19
10 Emplacements des transducteurs .20
10.1 Référence à d’autres normes et lignes directrices.20
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ISO 16079-2:2020(F)

10.2 Emplacement des transducteurs de vibration.21
10.3 Emplacement des transducteurs d’onde de contrainte .22
10.4 Emplacement des capteurs de comptage des particules d’usure présentes dans l’huile .22
10.5 Exemples de conventions de nommage et emplacements des transducteurs .22
11 Base de référence — Enregistrement initial de données pour le diagnostic au
moment de la mise en service .23
11.1 Généralités .23
11.2 Durée des signaux temporels pour l’enregistrement de référence .24
11.3 Répétabilité et stabilité des enregistrements de signaux temporels .24
11.4 Vitesse d’échantillonnage du signal temporel pour l’enregistrement de référence .24
11.5 Vérification initiale des données de référence — Recommandations .25
12 Diagnostic des défauts et de leurs causes .25
12.1 Référence à d’autres normes .25
12.2 Généralités .25
12.3 Données de composant .25
12.4 Données brutes de signaux temporels pour un diagnostic détaillé .25
12.5 Enregistrement régulier.26
12.6 Enregistrement à la demande .26
13 Pronostic .26
13.1 Référence à d’autres normes .26
13.2 Généralités .26
13.3 Type I — Pronostics basés sur les données de défaillance — à base de statistiques .28
13.4 Type II — Pronostics basés sur les contraintes — basés sur un modèle .29
13.5 Type III — Méthode basée sur les données — basée sur l’état .29
14 Examen de la conception du système de surveillance et de diagnostic d’état .30
14.1 Référence à d’autres normes .30
14.2 Généralités .30
14.3 Évaluation de l’efficacité du système de surveillance d’état .30
14.4 Analyse coût/bénéfice .32
14.4.1 Généralités .32
14.4.2 Modèle simple .32
14.4.3 Modèle avancé .32
Annexe A (informative) Détails relatifs aux types de descripteurs basés sur les vibrations .36
Annexe B (informative) Analyse AMDS de la transmission .46
Bibliographie .49
iv © ISO 2020 – Tous droits réservés

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ISO 16079-2:2020(F)

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 108, Vibrations et chocs mécaniques,
et leur surveillance, sous-comité SC 5, Surveillance et diagnostic des systèmes de machines.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 16079 se trouve sur le site Web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
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ISO 16079-2:2020(F)

Introduction
Le présent document est la seconde étape de la procédure d’exécution de la phase d’application de
conception de surveillance d’état et de diagnostic conformément au modèle V de l’ISO 13379-1. Lors
de cette étape, la stratégie de surveillance pour la transmission est définie sur la base des modes de
défaillance hiérarchisés qui constituent les résultats de la procédure d’analyse des modes de défaillance,
de leurs effets et de leur criticité (AMDEC), conformément à l’ISO 16079-1 (voir Figure 1).
Conformément au modèle V de l’ISO 13379-1 et de l’ISO 16079-1, les étapes décrites dans le présent
document sont les suivantes:
a) décider dans quelles conditions de fonctionnement les différents défauts peuvent être observés au
mieux et spécifier les conditions dans lesquelles le symptôme est le plus susceptible d’être observé;
b) identifier les symptômes qui peuvent servir à évaluer l’état de la machine et qui sont utilisés pour
les diagnostics;
c) énumérer les descripteurs utilisés pour évaluer (reconnaître) les différents symptômes;
d) identifier les mesurages nécessaires et les transducteurs à partir desquels les descripteurs sont
dérivés ou calculés.
vi © ISO 2020 – Tous droits réservés

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ISO 16079-2:2020(F)

Légende
ligne pointillée domaine d’application du présent document
Figure 1 — Relation entre le présent document et l’ISO 16079-1
© ISO 2020 – Tous droits réservés vii

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ISO 16079-2:2020(F)

En relation avec le modèle V, le présent document décrit les deux dernières étapes de la phase d’application
de conception du système de surveillance d’état. Ce processus doit garantir que les données permettant
de prendre en charge un processus efficace lors de la phase d’utilisation du système de surveillance
d’état sont disponibles. L’objectif final du «processus de la phase d’utilisation» est de réduire le plus
possible le temps d’arrêt de l’éolienne au moyen d’une évaluation des risques de détection de défaut
basée sur une évaluation de la durée de vie utile restante (DVUR) et la détermination successive du
calendrier de maintenance. L’évaluation de la criticité et des risques utilise les informations de l’analyse
AMDEC, mais peut également retourner des informations pour un ajustement de l’analyse AMDEC
initiale (voir Figure 2).
Figure 2 — Cycle de surveillance d’état et de diagnostic (SE et D): conception et utilisation de
l’application sur une machine
Le présent document montre comment appliquer les résultats d’une analyse AMDEC exécutée
conformément à l’ISO 16079-1 en prescrivant une méthodologie de réalisation d’une analyse des modes
de défaillance et des symptômes (AMDS) dans le but de définir les symptômes et les descripteurs
associés visant à détecter un mode de défaillance particulier.
Afin de mettre en œuvre les résultats de l’AMDS, des sections contenant des lignes directrices pour la
surveillance d’état des éoliennes sont présentées, comprenant:
1) des lignes directrices pour les mesurages des descripteurs;
2) l’adaptation aux changements des conditions de fonctionnement;
3) la sélection des transducteurs et de leur technologie;
4) la sélection des emplacements des transducteurs;
5) la convention de nommage pour l’identification des emplacements des transducteurs et des
descripteurs associés;
6) des critères d’évaluation pour les mesurages des descripteurs;
7) les exigences relatives aux données de diagnostic;
8) le pronostic et/ou l’évaluation de la criticité; et
9) la revue de la conception de la SE et D:
a) l’évaluation de l’efficacité du système de diagnostic;
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ISO 16079-2:2020(F)

b) l’analyse coût/bénéfice.
La Figure 3 représente la relation entre la stratégie de surveillance, la stratégie de diagnostic et la
stratégie de maintenance et la manière dont ces éléments importants assistent les étapes du processus
de surveillance d’état. Si la stratégie de surveillance ou la stratégie de diagnostic ou les deux sont basées
sur des données insuffisantes ou manquantes, cela compromet le pronostic et l’objectif tout entier du
processus de surveillance d’état.
Figure 3 — Relations entre les méthodes de surveillance, les méthodes de diagnostic et les
méthodes de pronostic
La sélection de la méthode de surveillance doit définir où mesurer, quoi mesurer et à quelle fréquence
afin de produire des données pour:
— détecter les modes de défaillance destinés à être révélés par le système de surveillance d’état;
— évaluer la gravité de l’état présent du défaut;
— évaluer la durée de vie utile restante d’un certain composant.
Un point faible dans la configuration du système de surveillance d’état, par exemple un manque de
transducteurs ou un mauvais emplacement des transducteurs, des limitations de ce qui peut être
mesuré ou des données trop peu nombreuses, affecte l’objectif final du processus de surveillance d’état,
à savoir le pronostic.
Le choix de la méthode de diagnostic doit produire suffisamment de données pour:
— procéder à une analyse détaillée d’un mode de défaillance et identifier la cause originelle;
— évaluer la gravité de l’état présent du défaut;
— évaluer la durée de vie utile restante d’un certain composant.
L’objectif du pronostic est d’effectuer une prédiction de la durée de vie utile restante (DVUR) d’un
composant et d’évaluer les risques des modes de défaillance associés (défaillance secondaire).
L’action de maintenance est basée sur les données fournies par les méthodes de surveillance, les
méthodes de diagnostic et les méthodes de pronostic, ainsi que sur la connaissance de l’historique de
maintenance et de l’historique des alarmes. Par conséquent, il est très important que non seulement les
© ISO 2020 – Tous droits réservés ix

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ISO 16079-2:2020(F)

données mesurées soient stockées, mais également les informations relatives aux alarmes précédentes,
aux actions de maintenance et aux identifications de personnes précédemment impliquées dans la
gestion des alarmes de la machine.
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NORME INTERNATIONALE ISO 16079-2:2020(F)
Surveillance et diagnostic des éoliennes de production
d'électricité —
Partie 2:
Surveillance de la transmission
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie la mise en œuvre d’un système de surveillance d’état pour les éoliennes,
en se centrant sur la surveillance de la transmission. Des recommandations pour une mise en œuvre
pratique de l’AMDS sont présentées, de même que des recommandations pour la spécification des
bonnes pratiques et des recommandations minimales concernant le système de surveillance d’état
utilisé pour la détection des modes de défaillance, les diagnostics et les pronostics de la transmission
directe et à engrenages des éoliennes, incluant:
a) le(s) palier(s) principal(ux);
b) le multiplicateur, le cas échéant;
c) la génératrice (aspects mécaniques).
Ceci inclut également les sous-composants tels que l’accouplement et le système de lubrification.
Le présent document fournit une vue d’ensemble des aspects importants relatifs à la surveillance d’état
des éoliennes et fait référence à d’autres normes dans lesquelles des informations plus détaillées sont
disponibles à propos des différents aspects.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 2041, Vibrations et chocs mécaniques, et leur surveillance — Vocabulaire
ISO 13372, Surveillance et diagnostic de l'état des machines — Vocabulaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 2041 et de l’ISO 13372 ainsi que
les suivants, s’appliquent:
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp;
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/ .
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ISO 16079-2:2020(F)

3.1
signal temporel
signal de vibrations échantillonné enregistré par le transducteur
Note 1 à l'article: Les enregistrements de signaux temporels présentent une certaine durée et représentent une
valeur de paramètre à chaque instant pendant l’enregistrement du signal temporel.
4 Abréviations
Le Tableau 1 indique les abréviations utilisées dans le présent document et leurs explications.
Tableau 1 — Abréviations et leurs explications
Abréviation Explication
DEFAD Durée estimée de fonctionnement avant défaillance.
FFT Transformée de Fourier Rapide.
AMDEC Analyse des modes de défaillance, de leurs effets et de leur criticité.
AMDS Analyse des modes de défaillance et des symptômes.
DPEI Dispositif piézoélectrique à électronique intégrée. Type d’accéléromètre utilisant une ali-
mentation en courant constant. L’abréviation SCC (source de courant constant) est également
utilisée pour ce type d’accéléromètre.
IIoT Internet des objets industriels. Se réfère à une sous-catégorie de l’Internet des objets (IoT).
Les deux concepts ont la même caractéristique principale de disponibilité des dispositifs
intelligents et connectés. La seule différence entre les deux est leur usage général. Alors que
l’IoT est le plus souvent destiné à un usage grand public, l’IloT est utilisé à des fins indus-
trielles, telles que la fabrication, la surveillance de la chaîne d’approvisionnement et les
systèmes de gestion.
MEMS Microsystème électromécanique. S’applique à tout capteur fabriqué au moyen de techniques
de fabrication microélectroniques. Ces techniques créent des structures de détection méca-
niques de taille microscopique, généralement sur du silicium. Lorsqu’ils sont couplés à des
circuits microélectroniques, les capteurs MEMS peuvent être utilisés pour mesurer des para-
mètres physiques tels que l’accélération.
n / OPS Ordre de priorité de la surveillance.
MP
OPC Open Platform Protocol. L’objectif du protocole OPC est de définir une interface commune
ouverte qui est écrite une fois pour chaque dispositif, puis réutilisée par tout SCADA, IHM ou
paquets logiciels personnalisés. La Fondation OPC tient à jour la norme OPC, qui a été adop-
tée par l’IEC comme la série de normes IEC 62541.
DVUR Durée de vie utile restante.
TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol. Suite de deux protocoles, TCP et IP, utilisés
pour interconnecter les dispositifs de réseau sur Internet.
2 © ISO 2020 – Tous droits réservés

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ISO 16079-2:2020(F)

5 Analyse des modes de défaillance et des symptômes (AMDS)
5.1 Généralités
Le processus AMDS est essentiellement une extension du processus AMDEC consacrée aux symptômes
produits par les modes de défaillance possibles identifiés et classés qui constituent les résultats de
l’analyse AMDEC.
La méthodologie de l’AMDS est conçue pour aider à sélectionner les techniques et stratégies de
surveillance qui donneront la meilleure sensibilité de détection et la meilleure vitesse de changement
d’un symptôme donné; cela permet de maximiser le niveau de confiance dans le diagnostic et le pronostic
de chaque mo
...

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD
ISO/DIS 16079-2
ISO/TC 108/SC 5 Secretariat: SA
Voting begins on: Voting terminates on:
2019-05-20 2019-08-12
Condition monitoring and diagnostics of wind turbines —
Part 2:
Monitoring the drive train
ICS: 27.180
THIS DOCUMENT IS A DRAFT CIRCULATED
FOR COMMENT AND APPROVAL. IT IS
THEREFORE SUBJECT TO CHANGE AND MAY
NOT BE REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL
STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL,
This document is circulated as received from the committee secretariat.
TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND
USER PURPOSES, DRAFT INTERNATIONAL
STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO
BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR
POTENTIAL TO BECOME STANDARDS TO
WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
Reference number
NATIONAL REGULATIONS.
ISO/DIS 16079-2:2019(E)
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED
TO SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS,
NOTIFICATION OF ANY RELEVANT PATENT
RIGHTS OF WHICH THEY ARE AWARE AND TO
©
PROVIDE SUPPORTING DOCUMENTATION. ISO 2019

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ISO/DIS 16079-2:2019(E)

COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2019
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
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below or ISO’s member body in the country of the requester.
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CH-1214 Vernier, Geneva
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Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved

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ISO/DIS 16079-2:2019(E)

Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 List of abbreviations . 2
5 Failure mode and symptoms analysis (FMSA) . 2
5.1 General . 2
5.2 The process of the FMSA analysis . 2
6 Descriptors for fault detection. 3
6.1 General . 3
6.2 Descriptor types. 4
6.3 Descriptors based on process parameters– operational values . 5
6.3.1 General. 5
6.3.2 Measurement of process parameter descriptors . 6
6.4 Speed measurements and descriptors based on rotational speed . 6
6.4.1 General. 6
6.4.2 Measurement of rotational speed . 7
6.5 Descriptors based on vibration . 7
6.5.1 General. 7
6.5.2 Measurement of vibration . 8
6.5.3 Transducers for vibration measurements . 8
6.5.4 Vibration transducer mounting . 9
6.6 Descriptors based on stress wave measurements .10
6.6.1 General.10
6.6.2 Measurement of stress waves .10
6.6.3 Transducers for stress wave measurement .11
6.6.4 Mounting of stress wave sensors .11
6.7 Descriptors based on oil debris in lubricant oil .11
6.7.1 General.11
6.7.2 Oil debris descriptors .12
6.7.3 Oil debris sensors .12
7 Descriptor monitoring interval .13
7.1 Reference to other standards .13
7.2 Factors influencing the monitoring interval .13
8 Descriptor notification criteria .14
8.1 Reference to other standards .14
8.2 General .14
8.3 Establishing descriptor alarm and alert limits for a new turbine .15
8.4 Establishing alarm and alert limits for a turbine in normal operating condition. .15
8.5 Establishing alert limits upon component change .15
9 Handling changes in operating conditions – the operational state bin concept .16
9.1 General .16
9.2 Example of how to use active power as an operational state .16
10 Transducer locations .18
10.1 Reference to other standards and guidelines .18
10.2 Location of vibration transducers .18
10.3 Location of stress wave transducers .19
10.4 Location of oil debris sensors .19
10.5 Example of naming conventions and transducer locations .19
© ISO 2019 – All rights reserved iii

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ISO/DIS 16079-2:2019(E)

11 Baseline – Initial recording of data for diagnosis at commissioning time .20
11.1 General .20
11.2 Duration of time waveforms for baseline recording .20
11.3 Repeatability and stability of time waveform recordings .21
11.4 Sampling rate of time waveform for baseline recording .21
11.5 Initial check of the baseline data - recommendations .21
12 Diagnosis of faults and their causes .21
12.1 Reference to other standards .21
12.2 General .22
12.3 Component data .22
12.4 Raw data time waveforms for detailed diagnosis .22
12.5 Regular recording .22
12.6 Recording on request .23
13 Prognosis .23
13.1 Reference to other standards .23
13.2 General .23
13.3 Type I: Failure data-based prognostics – statistically based .24
13.4 Type II: Stress based prognostics – model based.25
13.5 Type III: Data-driven method – condition based .25
14 Review of the Condition Monitoring and Diagnosis system design .25
14.1 Reference to other standards .25
14.2 General .26
14.3 Assessment of effectiveness of the CM system .26
14.3.1 General.26
14.4 Cost benefit analysis .27
14.4.1 General.27
14.4.2 Simple model.27
14.4.3 Advanced model .28
Annex A (informative) Details on vibration based descriptor types .31
Annex B (informative) FMSA Analysis of the drive train .39
Bibliography .42
iv © ISO 2019 – All rights reserved

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ISO/DIS 16079-2:2019(E)

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso
.org/iso/foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 108, Mechanical vibration, shock and
condition monitoring, Subcommittee SC 5, Condition monitoring and diagnostics of machine systems.
A list of all parts in the ISO 16079 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.
© ISO 2019 – All rights reserved v

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ISO/DIS 16079-2:2019(E)

Introduction
ISO 16079-2 is the second step of the procedure for carrying out the CM and D application phase
according to the V-model of ISO 13379-1. In this step the monitoring strategy for the drive train is
defined, based upon the prioritized failure modes which were the outcome of the FMECA procedure
performed according to ISO 16079-1. Refer to Figure 1.
According to the V-Model of ISO 13379-1 and ISO 16079-1 the steps that shall be undertaken in
ISO 16079-2 are as follows:
a) Decide under which operating conditions the different faults can be best observed and specify the
conditions under which the symptom is most likely to be observed;
b) Identify the symptoms that can serve in assessing the condition of the machine, and that are used
for diagnostics;
c) List the descriptors that are used to evaluate (recognize) the different symptoms;
d) Identify the necessary measurements and transducers from which the descriptors are derived or
computed.
Figure 1 — The relationship of ISO 16079-2 to ISO 16079-1
NOTE The scope of this document is indicated by the dotted line.
In relation to the V-model, this International Standard describes the two last steps of the application
and design phase of the Condition Monitoring System. This process shall ensure that data are available
to support an efficient process in the use phase of the Condition Monitoring System. The end goal of the
“Use phase process” is minimising wind turbine downtime by a risk assessment of a detected failure by
means of remaining useful life (RUL) evaluation, and successive determination of maintenance timing.
vi © ISO 2019 – All rights reserved

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ISO/DIS 16079-2:2019(E)

The criticality and risk assessment use information from the FMECA analysis but may also feedback
information into an adjustment of the initial FMECA analysis. Refer to Figure 2.
Figure 2 — Condition monitoring and diagnostics (CM and D) cycle: design and use of the
application on a machine
ISO 16079-2 shows how to apply the results of an FMECA analysis made according to ISO 16079-1 by
prescribing a methodology for making a Failure Mode Symptoms Analysis – FMSA with the purpose of
defining symptoms and related descriptors which shall detect a particular failure mode.
In order to implement the results of the FMSA, sections with guidelines for condition monitoring of
wind turbines are provided:
a. Guidelines for descriptor measurements
b. Handling of changes in operating conditions
c. Selection of transducers and transducer technology
d. Selecting transducer locations
e. Naming convention for identifying transducer locations and related descriptors
f. Evaluation criteria for descriptor measurements
g. Requirements to data for diagnosis
h. Prognosis and/or criticality assessment
i. Review of the CM & D design
1. assessment of effectiveness of the diagnostics system
2. cost benefit analysis
Figure 3 shows the relationship between the Monitoring strategy, Diagnostic strategy and Maintenance
Strategy and how these important elements support the steps in the condition monitoring process. If
the Monitoring Strategy or the Diagnostic Strategy or both, are based upon weak or missing data, it will
compromise the Prognosis and the whole purpose of the condition monitoring process.
© ISO 2019 – All rights reserved vii

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ISO/DIS 16079-2:2019(E)

Figure 3 — Relationship between monitoring methods, diagnostic methods and
maintenance actions
The selection of the monitoring method is to define:
— Where you measure, what you measure, how often you measure
In order to provide data for:
— Detecting the failure modes designated to be revealed by the condition monitoring system
— Assessing the severity of the present state of the fault
— Assessing the remaining useful lifetime of a certain component.
A weak point in the condition monitoring system setup, e.g. lack of transducers or bad transducer
location, limitations in what can be measured, or too sparse data, will affect the end goal of the condition
monitoring process – the prognosis.
The choice of the diagnostic method is to provide enough data for:
— Detailed analysis of a failure mode and identification of the root-cause
— Assessing the severity of the present state of the fault
— Assessing the remaining useful lifetime of a certain component.
The purpose of the prognosis is to make a prediction of remaining useful lifetime (RUL) of a component
and assess the risk for related failure modes (secondary failure).
The maintenance action is based upon the data provided by the monitoring methods, the diagnostic
methods and the prognosis methods, and also on knowledge of maintenance history, alarm history
etc. Therefore, it is very important that not only measured data are stored, but also information about
earlier alarms, maintenance actions and identification of persons, which have been involved with
earlier alarm handling on the machine.
viii © ISO 2019 – All rights reserved

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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 16079-2:2019(E)
Condition monitoring and diagnostics of wind turbines —
Part 2:
Monitoring the drive train
1 Scope
This document gives guidelines for the implementation of a condition monitoring system for wind
turbines. A guideline for a practical implementation of the FMSA is provided as well as a guideline for
specifying best practices and minimum recommendations to the condition monitoring system used
for failure mode detection, diagnostics and prognostics of the direct drive and geared wind turbine
drive train:
a) Main Bearing(s)
b) Gearbox, if applicable
c) Generator (mechanical aspects)
This includes also sub components such as coupling, lubrication system etc.
The purpose of the document is to give an overview of the important subjects regarding condition
monitoring of wind turbines and make references to other standards where in-depth information of the
subjects is available.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 2041, Mechanical vibration, shock and condition monitoring — Vocabulary
ISO 13372, Condition monitoring and diagnostics of machines — Vocabulary
ISO 16079-1, Condition monitoring and diagnostics of wind turbines — Part 1: General guidelines
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 2041 and ISO 13372 apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at http: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1
time waveform
sampled vibration signal recorded from the transducer
Note 1 to entry: Time waveform recordings have a certain length in time and represent the actual vibration at
any instance during the recording of the time waveform.
© ISO 2019 – All rights reserved 1

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ISO/DIS 16079-2:2019(E)

4 List of abbreviations
Abbreviation Explanation
TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol, is the suite of two protocols, TCP and IP,
used to interconnect network devices on the Internet.
OPC Open Platform Protocol. The purpose of OPC is to define an open common interface that is
written once per device and then reused by any SCADA, HMI, or custom software packages.
The OPC Foundation maintains the OPC standard. The OPC standard has been adopted by IEC
as the IEC 62541 Standard.
MEMS Stands for micro electro mechanical system and applies to any sensor manufactured using mi-
croelectronic fabrication techniques. These techniques create mechanical sensing structures
of microscopic size, typically on silicon. When coupled with microelectronic circuits, MEMS
sensors can be used to measure physical parameters such as acceleration.
IEPE Accelerometer type using constant current supply. The abbreviation stands for: Integrated
Electronics Piezoelectric. The abbreviation CCS – constant current source is also used for this
type of accelerometer.
FMSA Failure Mode Symptoms Analysis
FMECA Failure Modes their Effect and Criticality Analysis
RUL Remaining useful lifetime
5 Failure mode and symptoms analysis (FMSA)
5.1 General
The FMSA process is essentially an extension of the FMECA process with a focus on the symptoms
produced by the identified and ranked possible failure modes that were the outcome of the FMECA
analysis.
The FMSA methodology is designed to assist with the selection of monitoring techniques and strategies
that will provide the greatest sensitivity to detection and rate of change of a given symptom. Thus,
maximizing the confidence level in the diagnosis and prognosis of each failure modes identified for each
of the components of the wind turbine drive train.
Where the confidence in a technique’s sensitivity and resulting diagnosis/prognosis accuracy is
questionable then the use of additional techniques for further correlation should be recommended.
Reference to ISO 16079-1 for more information on FMECA analysis.
5.2 The process of the FMSA analysis
The FMSA analysis shall be a team effort with participation of condition monitoring experts as well as
participation of staff having a deep knowledge of the machine under analysis.
The essential elements of the FMSA process are:
— listing of the components involved
— listing the possible failure modes for each component
— listing the effects of each failure mode
— listing the causes of each failure mode
— listing the symptoms produced by each failure mode
— listing the most appropriate primary and feasible monitoring technique
— listing the estimated frequency of monitoring – monitoring interval
2 © ISO 2019 – All rights reserved

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ISO/DIS 16079-2:2019(E)

— listing the most appropriate correlation techniques. Increased diagnosis and prognosis confidence
can be gained by using “Correlation Techniques” when monitored at a given frequency.
The FMSA analysis shall be performed for each component/failure mode, this can be prioritized by
using the Monitoring Priority Number (MPN) of the FMECA analysis.
A practical approach is to use copies of the table below to structure the FMSA process.
Refer to the example in Annex B which shows an FMSA analysis for the most common failure modes of
the wind turbine drive train.
Table 1 — Template for implementation of the FMSA analysis
Component:
analysis> IEC61400-25-6>
Failure Mode
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE
ISO/DIS 16079-2
ISO/TC 108/SC 5 Secrétariat: SA
Début de vote: Vote clos le:
2019-05-20 2019-08-12
Surveillance et diagnositc des éoliennes de production
d'électricité —
Partie 2:
Surveillance de la transmission
Condition monitoring and diagnostics of wind turbines —
Part 2: Monitoring the drive train
ICS: 27.180
CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR
OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC
SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT
ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE
AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES
FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
Le présent document est distribué tel qu’il est parvenu du secrétariat du comité.
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR
POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES
POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA
RÉGLEMENTATION NATIONALE.
Numéro de référence
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET
ISO/DIS 16079-2:2019(F)
SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS
OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS
DE PROPRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT
ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À
©
FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE. ISO 2019

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ISO/DIS 16079-2:2019(F)
ISO/DIS 16079-2:2019(F)

Sommaire Page
Avant-propos . v
Introduction . vi
1 Domaine d’application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions .1
4 Liste des abréviations .2
5 Analyse des modes de défaillances et des symptômes (AMDS) .2
5.1 Généralités .2
5.2 Le processus de l’analyse AMDS .3
6 Descripteurs pour la détection de défauts .4
6.1 Généralités .4
6.2 Types de descripteurs .4
6.3 Descripteurs basés sur des paramètres de procédé — Valeurs opérationnelles .6
6.3.1 Généralités .6
6.3.2 Mesurage des descripteurs de paramètres de procédé .7
6.4 Mesurages de vitesse et descripteurs basés sur la vitesse de rotation .7
6.4.1 Généralités .7
6.4.2 Mesurage de la vitesse de rotation .7
6.5 Descripteurs basés sur les vibrations .8
6.5.1 Généralités .8
6.5.2 Mesurage des vibrations .9
6.5.3 Transducteurs pour les mesurages des vibrations .9
6.5.4 Montage des transducteurs de vibration . 11
6.6 Descripteurs basés sur des mesurages d’onde de contrainte . 11
6.6.1 Généralités . 11
6.6.2 Mesurage des ondes de contrainte . 12
6.6.3 Transducteurs pour le mesurage de l’onde de contrainte . 12
6.6.4 Montage des capteurs d’ondes de contrainte . 13
6.7 Descripteurs basés sur les particules d’usure présentes dans le lubrifiant . 13
6.7.1 Généralités . 13
6.7.2 Descripteurs basés sur les particules d’usure présentes dans l’huile . 13
6.7.3 Capteurs de comptage des particules d’usure présentes dans l’huile . 14
7 Descripteur d’intervalle de surveillance . 14
7.1 Référence à d’autres normes . 14
7.2 Facteurs influençant l’intervalle de surveillance . 15
8 Critère de notification d’un descripteur. 16
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
8.1 Référence à d’autres normes . 16
© ISO 2019
8.2 Généralités . 16
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en oeuvre, aucune partie de cette
8.3 Établissement des seuils d’alerte et d’alarme de descripteur pour une nouvelle
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
éolienne . 17
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
8.4 Établissement de seuils d’alarme et d’alerte pour une éolienne en conditions de
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
fonctionnement normales. . 17
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
8.5 Établissement de seuils d’alerte suite à un changement de composant . 18
CH-1214 Vernier, Geneva
Tél.: [phone]
9 Gestion de changements des conditions de fonctionnement — Le concept de
Fax: [phone]
catégories d’état opérationnel . 18
E-mail: [e-mail]
Website: www.iso.org
© ISO 2019 – Tous droits réservés
iii
Publié en Suisse

ii © ISO 2019 – Tous droits réservés

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ISO/DIS 16079-2:2019(F)
Sommaire Page
Avant-propos . v
Introduction . vi
1 Domaine d’application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions .1
4 Liste des abréviations .2
5 Analyse des modes de défaillances et des symptômes (AMDS) .2
5.1 Généralités .2
5.2 Le processus de l’analyse AMDS .3
6 Descripteurs pour la détection de défauts .4
6.1 Généralités .4
6.2 Types de descripteurs .4
6.3 Descripteurs basés sur des paramètres de procédé — Valeurs opérationnelles .6
6.3.1 Généralités .6
6.3.2 Mesurage des descripteurs de paramètres de procédé .7
6.4 Mesurages de vitesse et descripteurs basés sur la vitesse de rotation .7
6.4.1 Généralités .7
6.4.2 Mesurage de la vitesse de rotation .7
6.5 Descripteurs basés sur les vibrations .8
6.5.1 Généralités .8
6.5.2 Mesurage des vibrations .9
6.5.3 Transducteurs pour les mesurages des vibrations .9
6.5.4 Montage des transducteurs de vibration . 11
6.6 Descripteurs basés sur des mesurages d’onde de contrainte . 11
6.6.1 Généralités . 11
6.6.2 Mesurage des ondes de contrainte . 12
6.6.3 Transducteurs pour le mesurage de l’onde de contrainte . 12
6.6.4 Montage des capteurs d’ondes de contrainte . 13
6.7 Descripteurs basés sur les particules d’usure présentes dans le lubrifiant . 13
6.7.1 Généralités . 13
6.7.2 Descripteurs basés sur les particules d’usure présentes dans l’huile . 13
6.7.3 Capteurs de comptage des particules d’usure présentes dans l’huile . 14
7 Descripteur d’intervalle de surveillance . 14
7.1 Référence à d’autres normes . 14
7.2 Facteurs influençant l’intervalle de surveillance . 15
8 Critère de notification d’un descripteur. 16
8.1 Référence à d’autres normes . 16
8.2 Généralités . 16
8.3 Établissement des seuils d’alerte et d’alarme de descripteur pour une nouvelle
éolienne . 17
8.4 Établissement de seuils d’alarme et d’alerte pour une éolienne en conditions de
fonctionnement normales. . 17
8.5 Établissement de seuils d’alerte suite à un changement de composant . 18
9 Gestion de changements des conditions de fonctionnement — Le concept de
catégories d’état opérationnel . 18
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ISO/DIS 16079-2:2019(F)
9.1 Généralités. 18
9.2 Exemple d’utilisation de la puissance active comme état opérationnel . 18
10 Emplacements des transducteurs . 20
10.1 Référence à d’autres normes et lignes directrices . 20
10.2 Emplacement des transducteurs de vibration . 20
10.3 Emplacement des transducteurs d’onde de contrainte . 21
10.4 Emplacement des capteurs de comptage des particules d’usure présentes dans
l’huile . 21
10.5 Exemples de conventions de nommage et emplacements des transducteurs . 21
11 Base de référence — Enregistrement initial de données pour le diagnostic au
moment de la mise en service . 22
11.1 Généralités. 22
11.2 Durée des signaux temporels pour l’enregistrement de référence . 23
11.3 Répétabilité et stabilité des enregistrements de signaux temporels . 23
11.4 Fréquence d’échantillonnage du signal temporel pour l’enregistrement de référence . 23
11.5 Vérification initiale des données de référence — Recommandations . 24
12 Diagnostic des défauts et de leurs causes . 24
12.1 Référence à d’autres normes . 24
12.2 Généralités. 24
12.3 Données de composant . 24
12.4 Données brutes de signaux temporels pour un diagnostic détaillé . 24
12.5 Enregistrement régulier . 25
12.6 Enregistrement à la demande. 25
13 Pronostic . 26
13.1 Référence à d’autres normes . 26
13.2 Généralités. 26
13.3 Type I : Pronostics basés sur les données de défaillance — à base de statistiques . 27
13.4 Type II : Pronostics basés sur les contraintes — basés sur un modèle . 28
13.5 Type III : Méthode basée sur les données — basée sur l’état . 28
14 Examen de la conception du système de surveillance et de diagnostic d’état . 29
14.1 Référence à d’autres normes . 29
14.2 Généralités. 29
14.3 Évaluation de l’efficacité du système de surveillance. 29
14.3.1 Généralités. 29
14.4 Analyse coût/bénéfice . 30
14.4.1 Généralités. 30
14.4.2 Modèle simple . 31
14.4.3 Modèle avancé . 31
Annexe A (informative) Détails relatifs aux types de descripteurs basés sur les vibrations . 34
Annexe B (informative) Analyse AMDS de la transmission. 42
Bibliographie . 46

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iv

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ISO/DIS 16079-2:2019(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le
droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant : www.iso.org/iso/fr/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité techniqueISO/TC 108, Vibrations et chocs mécaniques,
et leur surveillance, sous-comité SC 5, Surveillance et diagnostic des systèmes de machines.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 16079 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
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ISO/DIS 16079-2:2019(F)
Introduction
L’ISO 16079-2 est la seconde étape de la procédure d’exécution de la phase d’application de surveillance
d’état et de diagnostic conformément au modèle V de l’ISO 13379-1. Lors de cette étape, la stratégie de
surveillance pour la transmission est définie sur la base des modes de défaillance hiérarchisés qui
constituent les résultats de la procédure AMDEC, conformément à l’ISO 16079-1. Se reporter à la
Figure 1.
Conformément au modèle V de l’ISO 13379-1 et à l’ISO 16079-1, les étapes qui doivent être entreprises
dans l’ISO 16079-2 sont les suivantes :
a) décider dans quelles conditions de fonctionnement les différents défauts peuvent être observés au
mieux et spécifier les conditions dans lesquelles le symptôme est le plus susceptible d’être observé ;
b) identifier les symptômes qui peuvent servir à évaluer l’état de la machine et qui sont utilisés pour
les diagnostics ;
c) énumérer les descripteurs utilisés pour évaluer (reconnaître) les différents symptômes ;
d) identifier les mesurages nécessaires et les transducteurs à partir desquels les descripteurs sont
dérivés ou calculés.
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vi

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ISO/DIS 16079-2:2019(F)

Figure 1 — Relations entre l’ISO 16079-2 et l’ISO 16079-1
NOTE Le domaine d’application du présent document est indiqué par la ligne en pointillés.
En relation avec le modèle V, la présente Norme internationale décrit les deux dernières étapes de la
phase d’application et de conception du système de surveillance d’état. Ce processus doit garantir que
les données permettant de prendre en charge un processus efficace lors de la phase d’utilisation du
système de surveillance d’état sont disponibles. L’objectif final du « processus de la phase d’utilisation »
est de réduire le plus possible le temps d’arrêt de l’éolienne au moyen d’une évaluation des risques
d’une défaillance détectée par une évaluation de la durée de vie utile restante (DVUR) et la
détermination successive du calendrier de maintenance. L’évaluation de la criticité et des risques utilise
les informations de l’analyse AMDEC, mais peut également retourner des informations pour un
ajustement de l’analyse AMDEC initiale. Se reporter à la Figure 2.
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vii

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ISO/DIS 16079-2:2019(F)

Figure 2 — Cycle de surveillance d’état et de diagnostic (SE et D) : conception et utilisation de
l’application sur une machine
L’ISO 16079-2 montre comment appliquer les résultats d’une analyse AMDEC exécutée conformément à
l’ISO 16079-1 en prescrivant une méthodologie de réalisation d’une analyse des modes de défaillance et
des symptômes, l’AMDS, dans le but de définir les symptômes et les descripteurs associés qui doivent
détecter un mode de défaillance particulier.
Afin de mettre en œuvre les résultats de l’AMDS, des sections contenant des lignes directrices pour la
surveillance d’état des éoliennes sont présentées :
a. lignes directrices pour les mesurages des descripteurs ;
b. gestion des changements des conditions de fonctionnement ;
c. sélection des transducteurs et de leur technologie ;
d. sélection des emplacements des transducteurs ;
e. convention de nommage pour l’identification des emplacements des transducteurs et des
descripteurs associés ;
f. critères d’évaluation pour les mesurages des descripteurs ;
g. exigences relatives aux données de diagnostic ;
h. pronostic et/ou évaluation de la criticité ;
i. revue de la conception de la SE et D :
1. évaluation de l’efficacité du système de diagnostic ;
2. analyse coût/bénéfice.
La Figure 3 représente la relation entre la stratégie de surveillance, la stratégie de diagnostic et la
stratégie de maintenance et la manière dont ces éléments importants assistent les étapes du processus
de surveillance d’état. Si la stratégie de surveillance ou la stratégie de diagnostic ou les deux sont basées
sur des données insuffisantes ou manquantes, cela compromet le pronostic et l’objectif tout entier du
processus de surveillance d’état.
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viii

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ISO/DIS 16079-2:2019(F)

Figure 3 — Relations entre les méthodes de surveillance, les méthodes de diagnostic et les
actions de maintenance
La sélection de la méthode de maintenance doit définir les éléments suivants :
— où mesurer, quoi mesurer, à quelle fréquence ;
afin de produire des données pour :
— détecter les modes de défaillance destinés à être révélés par le système de surveillance d’état ;
— évaluer la gravité de l’état présent du défaut ;
— évaluer la durée de vie utile restante d’un certain composant.
Un point faible dans la configuration du système de surveillance d’état, par exemple un manque de
transducteurs ou un mauvais emplacement des transducteurs, des limitations de ce qui peut être
mesuré ou des données trop peu nombreuses, affecte l’objectif final du processus de surveillance d’état,
à savoir le pronostic.
Le choix de la méthode de diagnostic doit produire suffisamment de données pour :
— procéder à une analyse détaillée d’un mode de défaillance et identifier la cause originelle ;
— évaluer la gravité de l’état présent du défaut ;
— évaluer la durée de vie utile restante d’un certain composant.
L’objectif du pronostic est d’effectuer une prédiction de la durée de vie utile restante (DVUR) d’un
composant et d’évaluer les risques des modes de défaillance associés (défaillance secondaire).
L’action de maintenance est basée sur les données fournies par les méthodes de surveillance, les
méthodes de diagnostic et les méthodes de pronostic, ainsi que sur la connaissance de l’historique de
maintenance, de l’historique des alarmes, etc. Par conséquent, il est très import
...