通過(guò)使用機(jī)器學(xué)習(xí)，結(jié)合從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIOT)設(shè)備收集的數(shù)據(jù)，可以改進(jìn)流程、降低成本并提高效率。

預(yù)測(cè)性維護(hù)應(yīng)用數(shù)據(jù)和模型來(lái)預(yù)測(cè)設(shè)備或資產(chǎn)何時(shí)發(fā)生故障。這種方法可以通過(guò)預(yù)測(cè)故障，來(lái)幫助公司主動(dòng)解決可能導(dǎo)致代價(jià)高昂的停機(jī)或中斷情況。

另一種方法是采用“停機(jī)修復(fù)”方法，這在很多方面對(duì)公司而言都是昂貴的。一旦機(jī)器發(fā)生故障，與事先知道并避免該問(wèn)題的情況相比，要使機(jī)器恢復(fù)正常則需要大量資源。

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維護(hù)類(lèi)型

有三種維護(hù)方法：

1. 被動(dòng)性

被動(dòng)性維護(hù)方法意味著我們僅在部件出現(xiàn)故障時(shí)才進(jìn)行更換。這種方法會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重且昂貴的后果，根據(jù)我們所談?wù)摰臋C(jī)器類(lèi)型，它甚至可能是危險(xiǎn)的。例如，如果有問(wèn)題的機(jī)器是一臺(tái)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，故障可能會(huì)危及數(shù)百人的生命，并可能會(huì)毀掉一家公司的聲譽(yù)。

2. 預(yù)防性

預(yù)先計(jì)劃的維護(hù)是一種稍微好一點(diǎn)的方法，因?yàn)槭嵌ㄆ趯?duì)問(wèn)題進(jìn)行分類(lèi)和處理。但是，您可能會(huì)在實(shí)際需要執(zhí)行某項(xiàng)操作之前就已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行了更改或維護(hù)，這會(huì)浪費(fèi)公司的資源。您不知道何時(shí)可能發(fā)生故障，因此需要采取保守的方法來(lái)避免不必要的成本。例如，當(dāng)您提前維護(hù)機(jī)器時(shí)，實(shí)際上是在浪費(fèi)機(jī)器的使用壽命，效率低下地使用維護(hù)資源，并且通常會(huì)增加您的業(yè)務(wù)成本。

3. 預(yù)測(cè)性

能夠預(yù)測(cè)機(jī)器什么時(shí)候會(huì)出故障是最理想的情況，但是很難準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。在最佳情況下，您將知道機(jī)器何時(shí)會(huì)出現(xiàn)故障。您還將知道哪些部件將出現(xiàn)故障，這樣您就可以減少診斷問(wèn)題所花費(fèi)的時(shí)間，并減少流程中的浪費(fèi)和風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)機(jī)器故障由預(yù)測(cè)系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)時(shí)，維護(hù)計(jì)劃應(yīng)盡可能接近事件，以充分利用其剩余使用壽命。

預(yù)測(cè)性維護(hù)可以解決的問(wèn)題

利用從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIOT)設(shè)備收集的數(shù)據(jù)，我們可以解決廣泛的維護(hù)問(wèn)題，最終目標(biāo)是使用機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)達(dá)到先發(fā)制人的態(tài)勢(shì)。

可以解決的問(wèn)題包括：

• 檢測(cè)故障點(diǎn)。這一概念包括預(yù)測(cè)部件何時(shí)出現(xiàn)故障，并有助于更好地預(yù)測(cè)部件或機(jī)器在其生命周期中的哪個(gè)階段會(huì)出現(xiàn)故障。
• 早期故障檢測(cè)。在這種情況下，我們可以通過(guò)將傳感器數(shù)據(jù)應(yīng)用于機(jī)器學(xué)習(xí)算法，在故障發(fā)生之前檢測(cè)出故障。
• 最大限度地延長(zhǎng)剩余使用壽命。能夠預(yù)測(cè)部件發(fā)生故障的時(shí)間間隔，我們就可以在正確的時(shí)間應(yīng)用維護(hù)或更換部件。

我們?cè)侥軠?zhǔn)確地預(yù)測(cè)部件或機(jī)器何時(shí)會(huì)出現(xiàn)故障，就越容易在整個(gè)組織內(nèi)實(shí)現(xiàn)最高的生產(chǎn)力和效率。

您將看到改進(jìn)的領(lǐng)域包括：

• 更有效地利用勞動(dòng)力
• 監(jiān)控機(jī)器性能所需的資源更少
• 可預(yù)測(cè)的生產(chǎn)力水平
• 最大限度延長(zhǎng)機(jī)器和部件壽命
• 最高水平的生產(chǎn)收益
• 消除不必要的維護(hù)任務(wù)
• 降低風(fēng)險(xiǎn)
• 改善工作場(chǎng)所安全

預(yù)測(cè)性維護(hù)方法

要使預(yù)測(cè)性維護(hù)成功，必須具備三個(gè)主要方面。

• 首先，可能也是最重要的，您需要高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。理想情況下，希望歷史數(shù)據(jù)考慮到過(guò)去的故障事件。需要將故障數(shù)據(jù)與機(jī)器本身的靜態(tài)特征(包括其平均使用情況，一般屬性以及其運(yùn)行條件)并列。
• 毫無(wú)疑問(wèn)，您將得到大量數(shù)據(jù)，因此，專(zhuān)注于正確數(shù)據(jù)至關(guān)重要。關(guān)注無(wú)關(guān)數(shù)據(jù)只會(huì)把事情弄得一團(tuán)糟，并使注意力從最重要的地方移開(kāi)。您應(yīng)該捫心自問(wèn)，什么樣的故障很可能發(fā)生?您想預(yù)測(cè)哪些?當(dāng)一個(gè)進(jìn)程出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)發(fā)生什么?它會(huì)很快發(fā)生嗎，還是隨著時(shí)間推移而慢慢損壞?
• 最后，仔細(xì)看看其他相關(guān)的系統(tǒng)和部件。是否還有其他與故障相關(guān)的部件?可以測(cè)量它們的性能嗎?最后，這些測(cè)量需要多久進(jìn)行一次?

為了獲得最佳結(jié)果，需要長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。高質(zhì)量數(shù)據(jù)可得出更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)模型。任何不足只會(huì)縮小可能性范圍，而不會(huì)給您確鑿的事實(shí)。分析可用數(shù)據(jù)，并問(wèn)自己是否有可能基于這些見(jiàn)解建立預(yù)測(cè)模型。

通常，我們使用兩種預(yù)測(cè)建模方法：

• 回歸模型可預(yù)測(cè)部件的剩余使用壽命。它告訴我們機(jī)器還有多少時(shí)間會(huì)出現(xiàn)故障。為了使回歸模型起作用，必須提供歷史數(shù)據(jù)。每個(gè)事件都會(huì)被跟蹤，理想情況下，各種類(lèi)型的故障都會(huì)被表示出來(lái)。
• 回歸模型提供的假設(shè)是，基于系統(tǒng)的固有(靜態(tài))方面及其當(dāng)前性能，可以預(yù)測(cè)其剩余生命周期。但是，如果系統(tǒng)發(fā)生故障的方式有多種，則必須為每種可能性創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的模型。

分類(lèi)模型可預(yù)測(cè)特定時(shí)間內(nèi)的機(jī)器故障。我們不需要提前太久知道機(jī)器要發(fā)生故障，而是只需要知道故障即將發(fā)生。

分類(lèi)和回歸模型在許多方面是相似的，但是在某些方面確實(shí)有所不同。首先，分類(lèi)著眼于一個(gè)時(shí)間窗口，而不是一個(gè)確切的時(shí)間。這意味著需要的數(shù)據(jù)不那么嚴(yán)格。

工作原理

一旦建模，就可以通過(guò)以下方式進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)：

機(jī)器學(xué)習(xí)模型收集傳感器數(shù)據(jù)，并基于歷史故障數(shù)據(jù)，識(shí)別故障之前的事件。

我們預(yù)先設(shè)置了所需的參數(shù)，以觸發(fā)潛在故障的警報(bào)。當(dāng)傳感器數(shù)據(jù)超出這些參數(shù)閾值時(shí)，將啟動(dòng)警報(bào)。

機(jī)器學(xué)習(xí)的作用在于檢測(cè)正常系統(tǒng)操作之外的異常模式。借助高質(zhì)量數(shù)據(jù)對(duì)這些異常有了更好的認(rèn)識(shí)，我們預(yù)測(cè)故障的能力將大大提高。

總之，機(jī)器學(xué)習(xí)支持以最少的人為干預(yù)分析大量數(shù)據(jù)。

通過(guò)應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)，結(jié)合從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備收集的數(shù)據(jù)，可以改進(jìn)流程、降低成本、優(yōu)化員工效率，并顯著減少機(jī)器停機(jī)時(shí)間——這是組織成功的關(guān)鍵。