隨著IT技術(shù)的發(fā)展、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的不斷成熟。大數(shù)據(jù)技術(shù)成為保障企業(yè)設(shè)備不間斷運(yùn)行的重要手段。百分點(diǎn)科技就發(fā)現(xiàn)利用大數(shù)據(jù)智能加上軍轉(zhuǎn)民技術(shù)PHM。就能更好的利用PHM來解決一些對于業(yè)務(wù)連續(xù)性要求高的企業(yè)需求。
ZD至頂網(wǎng)記者采訪了百分點(diǎn)技術(shù)副總裁劉譯璟。談了百分點(diǎn)最近利用PHM技術(shù)的一些進(jìn)展。PHM作為一門新興學(xué)科，帶動了可靠性、維修性、測試性、安全性、保障性等學(xué)科專業(yè)向綜合化方向發(fā)展。
PHM：針對設(shè)備的“望聞聽切”
PHM(Prognostics and Health Management)就是實(shí)現(xiàn)設(shè)備基于狀態(tài)的維修、自主式保障、感知與響應(yīng)后勤等新思想、新方案的關(guān)鍵技術(shù)。劉譯璟談到，PHM簡單來看包含兩層意思，一個(gè)是故障預(yù)測，一個(gè)是健康管理。主要是在設(shè)備方面的健康管理跟故障預(yù)測。故障預(yù)測，即預(yù)先診斷部件或系統(tǒng)完成其功能的狀態(tài)，確定部件正常工作的時(shí)間長度; 健康管理，即根據(jù)診斷/預(yù)測信息、可用資源和使用需求對維修活動做出適當(dāng)決策的能力。
它屬于設(shè)備的維護(hù)技術(shù)，但是跟現(xiàn)存的監(jiān)控是完全不一樣的。劉譯璟解釋到在數(shù)據(jù)分析里有四個(gè)階段，第一個(gè)階段叫描述性的分析，第二個(gè)階段叫診斷性分析，第三個(gè)階段叫預(yù)測性分析，第四個(gè)階段叫建議性的分析。描述性分析只是告訴你現(xiàn)狀是什么樣子，比如大家知道電腦開機(jī)一分鐘，它會彈出你擊敗全國多少人，告訴你有點(diǎn)問題，第一個(gè)告訴你開機(jī)一分鐘是描述，然后告訴你電腦慢了，是一種診斷，基于此產(chǎn)生一些預(yù)測，你的電腦接下來可能有一些什么問題，最后有一些建議。
目前大多數(shù)的監(jiān)控都是處于描述以及診斷的階段，基本沒有到預(yù)測的階段，更沒有提建議說明，PHM是跨越前兩個(gè)階段，到時(shí)候可以預(yù)測整個(gè)設(shè)備是什么情況。
關(guān)注PHM，是因?yàn)镻HM很早在美國軍方使用，并有成熟的一套理論和體系。據(jù)美軍綜合數(shù)據(jù)，在武器裝備的全壽命周期費(fèi)用中，使用與保障費(fèi)用占到了總費(fèi)用的72%。 與使用保障費(fèi)用相比，維修保障費(fèi)用在技術(shù)上更具有可壓縮性。 基于狀態(tài)的維修(CBM)、貨架產(chǎn)品(COTS)、自主保障(AL)等都是壓縮維修保障費(fèi)用的重要手 段。
在軍機(jī)方面，采用PHM技術(shù)的JSF飛機(jī)，設(shè)備故障減少50%;維護(hù)人員減少20%～40%;飛機(jī)執(zhí)行任務(wù)的架次增加25%。具體到地面保障設(shè)備，JSF的自動測試設(shè)備(ATE)洛馬之星(LM-STAR)與F-16的保障設(shè)備相比規(guī)模小很多，F(xiàn)-16的保障設(shè)備在基地級至少有6種類型，而洛馬之星僅有基本型、光電、射頻等3種類型。 從人力和后勤基礎(chǔ)設(shè)施上比較，洛馬之星將比F-16戰(zhàn)斗機(jī)的設(shè)備故障減少40%～50%。
智能化、大數(shù)據(jù)讓PHM有了兩個(gè)關(guān)鍵改變
當(dāng)然PHM是一套完整的設(shè)備管理體系，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，今天大數(shù)據(jù)的應(yīng)用、人工智能的發(fā)展，PHM技術(shù)有了兩個(gè)關(guān)鍵的轉(zhuǎn)變，第一是傳統(tǒng)的基于單個(gè)傳感器的診斷，轉(zhuǎn)變成一個(gè)基于智能系統(tǒng)的預(yù)測。第二種是基于事件驅(qū)動的維修，時(shí)間驅(qū)動的維修(即定期維修)，轉(zhuǎn)變?yōu)榛跔顟B(tài)的維修
劉譯璟談到今天它會轉(zhuǎn)變到智能系統(tǒng)預(yù)測， 傳統(tǒng)的維修維護(hù)工作基本是兩種手段，第一是基于事件驅(qū)動的，第二是基于時(shí)間驅(qū)動的。“事件驅(qū)動的比如汽車冒煙了沒油了，你停下來去維修，這是事件，出現(xiàn)了特定故障以后進(jìn)行維修活動。第二是時(shí)間周期，我每隔兩周重新把設(shè)備檢查一遍，大家小時(shí)候肯定知道中央電視臺周二下午要停機(jī)檢修，這是傳統(tǒng)的維修方法，為什么這么做，因?yàn)樗恢勒麄€(gè)設(shè)備是什么狀況。”
“基于PHM以后，我們希望轉(zhuǎn)變到基于狀態(tài)的維修，我可以感知到這個(gè)設(shè)備目前是什么狀況，他是健康還是不健康，如果健康我什么都不做讓他繼續(xù)運(yùn)行，如果不健康才進(jìn)行維修，這特別像我們?nèi)俗约褐雷约菏丘I了還是病了，然后再采取一些動作，人肯定不會說每過兩周就體檢一下，這是PHM技術(shù)跟以往的維護(hù)工作不太一樣的兩個(gè)地方。它實(shí)現(xiàn)的價(jià)值或者收益已經(jīng)列出來了，它提供關(guān)于系統(tǒng)失效的高級告警，這個(gè)不止是現(xiàn)在采用，而是給一種綜合預(yù)測的結(jié)果。”
第二，提供視情維護(hù)能力，根據(jù)實(shí)際情況決定接下來做什么，由于它整個(gè)是數(shù)據(jù)化的手段，能為將來設(shè)計(jì)新的設(shè)備，同樣型號的設(shè)備需要加強(qiáng)元器件方面提供很多的歷史知識和數(shù)據(jù)。提高設(shè)備整個(gè)的使用周期，降低成本，減少無故障的發(fā)現(xiàn)，這是整個(gè)PHM技術(shù)的價(jià)值。
在看一下整個(gè)PHM的技術(shù)保障，因?yàn)镻HM本身是非常龐大的技術(shù)，最前端的一定要有各種傳感器的技術(shù)，這是涉及到物聯(lián)網(wǎng)上的技術(shù)，后端要有技術(shù)采集分析一套，分析結(jié)果要連到各種后勤保障庫存調(diào)度這些任務(wù)。
比如在這個(gè)圖里，它描繪的或者需要維護(hù)的是這個(gè)智能飛行器，但是整個(gè)系統(tǒng)需要部署在航母上，所有的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶侥干线M(jìn)行分析.如果有后續(xù)需要做的維護(hù)工作，可能直接通過衛(wèi)星還是其他的通訊設(shè)施聯(lián)系到地勤.在地勤里，如果某些設(shè)備的庫存不足，還要聯(lián)系到后面的工廠支持部門等等。這是一套高度集成、組織協(xié)調(diào)非常強(qiáng)大的體系。
利用大數(shù)據(jù)和PHM技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化維護(hù)
劉譯璟談的PHM應(yīng)用中百分點(diǎn)最大的優(yōu)勢是在建模這一塊，百分點(diǎn)一直有很強(qiáng)大的建模團(tuán)隊(duì)，能夠從業(yè)務(wù)出發(fā)的角度做建模工作。
一、健康度建模;針對對設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，將所有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)降維整合為“健康度曲線”這樣的1維數(shù)據(jù)展現(xiàn) ;針對一個(gè)維度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，使評估簡單，且新手維修員也會更容易入手;
二、多級預(yù)警： 將預(yù)警等級分為3級，分別為“中度預(yù)警“、”重度預(yù)警”、“故障預(yù)警” ; 以健康度為基礎(chǔ)，三種預(yù)警以兩種規(guī)則來進(jìn)行定義，分別是“次數(shù)”和“相隔時(shí)間”。以此來檢 測持續(xù)異常報(bào)警和周期性瞬間預(yù)警;
三、異常定位;每次預(yù)警時(shí)間將伴有預(yù)警起始時(shí)間，以及預(yù)警周期; 提供自動報(bào)警和可視化工具，根據(jù)預(yù)警期內(nèi)表值曲線，;以及健康度模型可清晰定位異常參數(shù)，通過整機(jī)健康管理，監(jiān)測發(fā)射機(jī)健康狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，對設(shè)備故障給出預(yù)警。
百分點(diǎn)的PHM解決設(shè)備哪些問題?
能夠監(jiān)測設(shè)備性能下降或與期望的正常狀態(tài)的偏離問題，預(yù)測設(shè)備的未來可靠性;對突變性故障進(jìn)行告警;對漸變性故障進(jìn)行早期預(yù)警。
對于企業(yè)的好處是，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的基于自動化設(shè)備單個(gè)表值的監(jiān)測，向基于智能系統(tǒng)的整體預(yù)測的轉(zhuǎn)變，為備機(jī)熱機(jī)切換爭取時(shí)間，減少信號中斷時(shí)間， 為統(tǒng)籌機(jī)器之間的代播提供信息支持，降低潛在的設(shè)備監(jiān)管費(fèi)用。
PHM技術(shù)就是這樣，把很多傳感器的數(shù)值，當(dāng)然有一些人為監(jiān)測到的數(shù)值，匯總到一起，由于一個(gè)智能的設(shè)備代替人時(shí)時(shí)更高效的做出關(guān)于整個(gè)設(shè)備的一些健康的診斷以及預(yù)測將來會不會有問題。這個(gè)技術(shù)的本質(zhì)。
劉譯璟介紹了百分點(diǎn)為廣電運(yùn)營商做的一個(gè)案例。“我們在這個(gè)案例里做了挺多事兒，包括底層數(shù)據(jù)整個(gè)的整理清洗，建成了若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，因?yàn)閺乃?500多個(gè)的數(shù)據(jù)源里最后整理出了50多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集，以前運(yùn)營商大概每五分鐘有一個(gè)監(jiān)控值，上到他的系統(tǒng)里，看系統(tǒng)是否正常，我們做到秒級別數(shù)據(jù)的升級，基于這些數(shù)據(jù)建設(shè)整個(gè)PHM的故障預(yù)測整個(gè)分析的模型，由張凱來介紹一下這個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)。”
未來特別是像工業(yè)4.0，中國制造2025，中國制造2025核心是智能制造，其中有一環(huán)是這些制造的設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，這在任何一個(gè)制造領(lǐng)域里都是邁不過去的，整個(gè)里面如何做智能維護(hù)，PHM就是解決這個(gè)問題。實(shí)際上，PHM技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品中，比如核電站設(shè)備、制動裝置、發(fā)動機(jī)、傳動裝置等。而將PHM技術(shù)應(yīng)用于電子產(chǎn)品則是近年來國外科技研發(fā)的重要發(fā)展趨勢之一。
轉(zhuǎn)型的最終目的 -提質(zhì)降本增效
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