用AI為設(shè)備“聽診”,美林數(shù)據(jù)助力“零故障”未來
2020-07-21 13:41:18
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2019年,全球知名研究機構(gòu)IDC發(fā)布《中國機器學(xué)習(xí)開發(fā)平臺市場,2019》報告,憑借人工智能平臺(Tempo AI)的出色表現(xiàn),美林數(shù)據(jù)榮登機器學(xué)習(xí)開發(fā)平臺領(lǐng)導(dǎo)者象限;2020年,IDC發(fā)布《中國人工智能軟件及應(yīng)用(2019下半年)跟蹤》報告,美林數(shù)據(jù)再次閃耀中國人工智能市場,以11.2%的市場份額位居榜眼。
從與阿里、微軟、亞馬遜等科技巨頭并肩領(lǐng)導(dǎo)者象限,再到市場份額位列前三,美林數(shù)據(jù)在機器學(xué)習(xí)開發(fā)平臺市場中表現(xiàn)搶眼,尤其在幾大先行實踐AI的行業(yè)中更具顯著優(yōu)勢。深入業(yè)務(wù)場景,聚焦“客戶核心業(yè)務(wù)痛點”,致力制造企業(yè)AI應(yīng)用落地,這是美林數(shù)據(jù)踐行人工智能在制造領(lǐng)域價值應(yīng)用的關(guān)鍵。
報告顯示,當前在中國制造業(yè)AI投資市場上,“設(shè)備預(yù)測性維護”成為行業(yè)廠商的重要投資和布局方向。作為工業(yè)大數(shù)據(jù)和人工智能的典型應(yīng)用場景之一,設(shè)備故障診斷與預(yù)測性維護模式的深度應(yīng)用全面改善了企業(yè)的服務(wù)模式,降低了運維成本。它顛覆了傳統(tǒng)的故障維護(事后維護,亡羊補牢)和定期維護(事先維護,根據(jù)經(jīng)驗基于時間、環(huán)境等因素定期維護)方式,以一種更科學(xué)、更高效的模式持續(xù)改善設(shè)備運維績效。
案例一:監(jiān)測車輛6萬臺,降低車輛故障率約45%
隨著對電動汽車技術(shù)研究的深化,電動汽車的應(yīng)用普及越來越成為可能,而制約電動汽車發(fā)展的主要因素就是動力電池的綜合性能。某車企目前使用的電池管理系統(tǒng)(BMS)由于其數(shù)據(jù)傳輸問題、數(shù)據(jù)分析手段、數(shù)據(jù)應(yīng)用場景等約束,無法滿足電池設(shè)備綜合健康管理的要求。
在此背景下,美林數(shù)據(jù)通過構(gòu)建一體化的電源產(chǎn)品遠程狀態(tài)監(jiān)測和運維平臺,實時監(jiān)控車輛各類運行數(shù)據(jù)及位置,進而第一時間發(fā)現(xiàn)電池異常和故障隱患。與此同時,采集電源系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息,建立電源系統(tǒng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫進而輔助產(chǎn)品設(shè)計優(yōu)化和電池退役后的梯級應(yīng)用。
平臺現(xiàn)接入車輛6萬臺,并可滿足未來5-10年的數(shù)據(jù)管理需求;平臺運行后,車輛總體故障率下降45%,維修響應(yīng)及時性得到全面提升。
方案詳情:
- 通過采集電源系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息,建立電源系統(tǒng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫,掌握電源系統(tǒng)全壽命周期內(nèi)的電池性能變化情況。通過對不同技術(shù)狀態(tài)下的性能進行對比分析與信息挖掘,為后續(xù)技術(shù)路線改進提供科學(xué)依據(jù);通過分析產(chǎn)品溫升數(shù)據(jù),為設(shè)計研發(fā)高充電倍率電源系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。
- 通過TempoAI的場景建模對電池使用歷史數(shù)據(jù)和使用過程情況進行挖掘分析,實現(xiàn)電池狀態(tài)評判和壽命預(yù)測,保障電池梯級利用過程中的安全、可靠和價值最大化。
- 通過構(gòu)建電源產(chǎn)品遠程狀態(tài)監(jiān)測和運維平臺,實時監(jiān)控運行數(shù)據(jù)及車輛位置,方便第一時間發(fā)現(xiàn)異常,提供更快捷的現(xiàn)場服務(wù)(故障定位+維修策略推薦);提前發(fā)現(xiàn)安全隱患并采取有效的預(yù)警措施,防患于未然。
案例二:故障預(yù)測準確度超過90%,設(shè)備故障率降低30%以上
變壓器作為電力系統(tǒng)的重要設(shè)備,其狀態(tài)好壞直接影響著電力系統(tǒng)的安全可靠運行。變壓器故障早期診斷的最佳方法主要是油中溶解氣體分析法(DGA)。變壓器設(shè)備在發(fā)生故障前,其內(nèi)部會析出多種氣體并溶解于變壓器油中,溶解氣體的含量和故障類型有著密切關(guān)聯(lián)。目前的變壓器油色譜濃度狀態(tài)監(jiān)測裝置,主要是對于油色譜濃度狀態(tài)的監(jiān)測,無法基于監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)故障前兆分析。
基于TempoAI場景建模功能,對變壓器故障時產(chǎn)生的H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2等特征氣體含量進行深度挖掘分析,構(gòu)建變壓器故障預(yù)測模型;探索變壓器故障類型與油中溶解氣體含量的關(guān)聯(lián)機理和規(guī)律,從而利用油中特征氣體的特點及時發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的潛伏故障。
模型整體故障預(yù)測準確度超過90%,全面提升了變壓器設(shè)備的維護及時性;設(shè)備故障率降低30%以上,極大減少了由于停機造成的生產(chǎn)浪費。
方案詳情:
- 變壓器油色譜濃度預(yù)測:基于灰色關(guān)聯(lián)分析和支持向量機算法的變壓器設(shè)備油中溶解特征氣體濃度預(yù)測方法,輸入基于支持向量機算法的變壓器油中溶解氣體濃度預(yù)測模型,得到預(yù)測目標特征氣體未來三日的油中溶解濃度。
- 變壓器油色譜故障智能診斷分析模型:基于變壓器歷史油色譜故障案例庫,利用C5.0決策樹分類算法進行機器學(xué)習(xí),構(gòu)建基于油色譜的變壓器故障智能診斷分析模型。利用狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)采集的變壓器油色譜特征氣體作為輸入變量,以分析模型為載體,實現(xiàn)對變壓器故障的智能診斷。
- 系統(tǒng)集成:實現(xiàn)了變壓器智能運維系統(tǒng)與Tempo平臺在線分析模塊單點登錄、與故障分析預(yù)測模塊單點登錄與應(yīng)用。
案例三:設(shè)備智能診斷成為遠程運維新模式
核能作為一種“綠色”能源,系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行直接關(guān)系到社會乃至國家利益。隨著核電在運機組的增加,核電站對于運維數(shù)據(jù)的及時分析服務(wù)和安全監(jiān)管的需求日益明顯。由于核電站內(nèi)部環(huán)境的特殊性,工作人員不能直接進入生產(chǎn)環(huán)境現(xiàn)場進行運行狀況巡檢及故障排查,因此需要構(gòu)建遠程監(jiān)控與智能診斷平臺,實現(xiàn)機組故障快速診斷與閉環(huán)反饋,保證機組安全、可靠、經(jīng)濟運行。
針對核電站關(guān)鍵核心設(shè)備故障診斷業(yè)務(wù)特點及問題,美林數(shù)據(jù)利用大數(shù)據(jù)及人工智能技術(shù)構(gòu)建反應(yīng)堆遠程監(jiān)控與智能診斷平臺,實現(xiàn)設(shè)備運行原始數(shù)據(jù)、輔助診斷文件、健康狀態(tài)、特征數(shù)據(jù)、診斷結(jié)果、分析報告等統(tǒng)一管理,支持關(guān)聯(lián)追溯查詢、上傳下載及全面診斷分析。
該方案以最低成本、最快響應(yīng)、最全面分析的方式對各核電站的狀態(tài)監(jiān)視、定性定量故障診斷及變化趨勢進行追蹤和反饋閉環(huán),實現(xiàn)了故障現(xiàn)場會診到遠程智能診斷的轉(zhuǎn)變,是核電信息化、智能化的典型示范。
方案詳情:
- 建立電站機組設(shè)備健康履歷:基于電站、機組、設(shè)備進行原始運行數(shù)據(jù)及輔助診斷文件的統(tǒng)一管理,支持海量數(shù)據(jù)存儲應(yīng)用;實現(xiàn)設(shè)備健康狀態(tài)、特征數(shù)據(jù)、診斷結(jié)果、分析報告的關(guān)聯(lián)管理及追溯,支撐設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控及故障診斷。
- 實現(xiàn)設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測和統(tǒng)計,支撐遠程會診:設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)及運行狀態(tài)監(jiān)測;設(shè)備總體情況監(jiān)測及統(tǒng)計,通過對比某特性的時間分布,對共性問題進行深度分析。
- 基于TempoAI實現(xiàn)設(shè)備故障及時診斷評價及反饋:實現(xiàn)松脫、振動、主泵泄漏多類設(shè)備故障的診斷模型構(gòu)建,全面提升了故障診斷的效率與準確性,為排故與系統(tǒng)預(yù)警發(fā)揮價值;并實現(xiàn)了診斷任務(wù)跟蹤、狀態(tài)自動更新與及時通知等功能。
- 設(shè)備診斷知識積累和算法自定義開發(fā):平臺支持算法自定義擴展,支持python、Scala、java、R、SQL等語言的擴展;提供便捷的算法升級、模型構(gòu)建、應(yīng)用服務(wù)發(fā)布部署等功能,為企業(yè)實現(xiàn)更精確的狀態(tài)診斷及預(yù)測和更科學(xué)的運維管理提供擴展應(yīng)用平臺。
預(yù)測性維護,是制造業(yè)向著智能化、數(shù)字化方向轉(zhuǎn)型升級必須跨過的一道關(guān)口。從航空、航天、核電、船舶等高端裝備行業(yè),到鋼鐵、化工、家電、汽車等領(lǐng)域,隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的逐步推進和成熟,預(yù)測性維護早已“飛入尋常百姓家”,并為企業(yè)帶來極大的實際效益。
預(yù)測性維護帶來的實質(zhì)價值,即降本、增效、安全,不言而喻。在《2019-2024年預(yù)測維護市場報告》中,IoT Analytics公司統(tǒng)計,2018年全球預(yù)測維護市場規(guī)模達33億美元,預(yù)計到2024年,達到235億美元,其復(fù)合年增長率將超過39%,成為工業(yè)4.0落地的最短路徑。工業(yè)智能運維的風(fēng)口,AI+Know-How(行業(yè)秘訣)或成關(guān)鍵。作為工業(yè)大數(shù)據(jù)領(lǐng)軍企業(yè),這也是美林數(shù)據(jù)在這一領(lǐng)域發(fā)力的優(yōu)勢所在。