百分點副總裁劉譯璟：PHM借助大數(shù)據(jù)能帶來多大價值

百分點劉譯璟 PHM 大數(shù)據(jù)

劉譯璟 | 2016-04-27 14:03

【數(shù)據(jù)猿導讀】 PHM是實現(xiàn)設備基于狀態(tài)的維修、自主式保障、感知與響應后勤等新思想、新方案的關鍵技術。百分點技術副總裁劉譯璟在接受記者采訪時候表示，智能化、大數(shù)據(jù)讓PHM有了關鍵性的改變

隨著IT技術的發(fā)展、大數(shù)據(jù)分析等技術的不斷成熟。大數(shù)據(jù)技術成為保障企業(yè)設備不間斷運行的重要手段。百分點科技就發(fā)現(xiàn)利用大數(shù)據(jù)智能加上軍轉(zhuǎn)民技術PHM。就能更好的利用PHM來解決一些對于業(yè)務連續(xù)性要求高的企業(yè)需求。

ZD至頂網(wǎng)記者采訪了百分點技術副總裁劉譯璟。談了百分點最近利用PHM技術的一些進展。PHM作為一門新興學科，帶動了可靠性、維修性、測試性、安全性、保障性等學科專業(yè)向綜合化方向發(fā)展。

PHM：針對設備的“望聞聽切”

PHM(Prognostics and Health Management)就是實現(xiàn)設備基于狀態(tài)的維修、自主式保障、感知與響應后勤等新思想、新方案的關鍵技術。劉譯璟談到，PHM簡單來看包含兩層意思，一個是故障預測，一個是健康管理。主要是在設備方面的健康管理跟故障預測。故障預測，即預先診斷部件或系統(tǒng)完成其功能的狀態(tài)，確定部件正常工作的時間長度; 健康管理，即根據(jù)診斷/預測信息、可用資源和使用需求對維修活動做出適當決策的能力。

它屬于設備的維護技術，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)分析里有四個階段，第一個階段叫描述性的分析，第二個階段叫診斷性分析，第三個階段叫預測性分析，第四個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一分鐘，它會彈出你擊敗全國多少人，告訴你有點問題，第一個告訴你開機一分鐘是描述，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，基本沒有到預測的階段，更沒有提建議說明，PHM是跨越前兩個階段，到時候可以預測整個設備是什么情況。

關注PHM，是因為PHM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用中，使用與保障費用占到了總費用的72%。與使用保障費用相比，維修保障費用在技術上更具有可壓縮性。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用的重要手段。

在軍機方面，采用PHM技術的JSF飛機，設備故障減少50%;維護人員減少20%～40%;飛機執(zhí)行任務的架次增加25%。具體到地面保障設備，JSF的自動測試設備(ATE)洛馬之星(LM-STAR)與F-16的保障設備相比規(guī)模小很多，F(xiàn)-16的保障設備在基地級至少有6種類型，而洛馬之星僅有基本型、光電、射頻等3種類型。從人力和后勤基礎設施上比較，洛馬之星將比F-16戰(zhàn)斗機的設備故障減少40%～50%。

智能化、大數(shù)據(jù)讓PHM有了兩個關鍵改變

當然PHM是一套完整的設備管理體系，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，今天大數(shù)據(jù)的應用、人工智能的發(fā)展，PHM技術有了兩個關鍵的轉(zhuǎn)變，第一是傳統(tǒng)的基于單個傳感器的診斷，轉(zhuǎn)變成一個基于智能系統(tǒng)的預測。第二種是基于事件驅(qū)動的維修，時間驅(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)預測，傳統(tǒng)的維修維護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)了特定故障以后進行維修活動。第二是時間周期，我每隔兩周重新把設備檢查一遍，大家小時候肯定知道中央電視臺周二下午要停機檢修，這是傳統(tǒng)的維修方法，為什么這么做，因為他不知道整個設備是什么狀況。”

“基于PHM以后，我們希望轉(zhuǎn)變到基于狀態(tài)的維修，我可以感知到這個設備目前是什么狀況，他是健康還是不健康，如果健康我什么都不做讓他繼續(xù)運行，如果不健康才進行維修，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技術跟以往的維護工作不太一樣的兩個地方。它實現(xiàn)的價值或者收益已經(jīng)列出來了，它提供關于系統(tǒng)失效的高級告警，這個不止是現(xiàn)在采用，而是給一種綜合預測的結果。”

第二，提供視情維護能力，根據(jù)實際情況決定接下來做什么，由于它整個是數(shù)據(jù)化的手段，能為將來設計新的設備，同樣型號的設備需要加強元器件方面提供很多的歷史知識和數(shù)據(jù)。提高設備整個的使用周期，降低成本，減少無故障的發(fā)現(xiàn)，這是整個PHM技術的價值。

在看一下整個PHM的技術保障，因為PHM本身是非常龐大的技術，最前端的一定要有各種傳感器的技術，這是涉及到物聯(lián)網(wǎng)上的技術，后端要有技術采集分析一套，分析結果要連到各種后勤保障庫存調(diào)度這些任務。

比如在這個圖里，它描繪的或者需要維護的是這個智能飛行器，但是整個系統(tǒng)需要部署在航母上，所有的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶侥干线M行分析.如果有后續(xù)需要做的維護工作，可能直接通過衛(wèi)星還是其他的通訊設施聯(lián)系到地勤.在地勤里，如果某些設備的庫存不足，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)非常強大的體系。

利用大數(shù)據(jù)和PHM技術實現(xiàn)設備智能化維護

劉譯璟談的PHM應用中百分點最大的優(yōu)勢是在建模這一塊，百分點一直有很強大的建模團隊，能夠從業(yè)務出發(fā)的角度做建模工作。

一、健康度建模;針對對設備運行數(shù)據(jù)進行建模，將所有監(jiān)控數(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) ;針對一個維度數(shù)據(jù)進行實時分析，使評估簡單，且新手維修員也會更容易入手;

二、多級預警：將預警等級分為3級，分別為“中度預警“、”重度預警”、“故障預警” ; 以健康度為基礎，三種預警以兩種規(guī)則來進行定義，分別是“次數(shù)”和“相隔時間”。以此來檢測持續(xù)異常報警和周期性瞬間預警;

三、異常定位;每次預警時間將伴有預警起始時間，以及預警周期; 提供自動報警和可視化工具，根據(jù)預警期內(nèi)表值曲線，;以及健康度模型可清晰定位異常參數(shù)，通過整機健康管理，監(jiān)測發(fā)射機健康狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)設備異常，對設備故障給出預警。

百分點的PHM解決設備哪些問題?

能夠監(jiān)測設備性能下降或與期望的正常狀態(tài)的偏離問題，預測設備的未來可靠性;對突變性故障進行告警;對漸變性故障進行早期預警。

對于企業(yè)的好處是，及時發(fā)現(xiàn)設備的異常狀態(tài)，實現(xiàn)從傳統(tǒng)的基于自動化設備單個表值的監(jiān)測，向基于智能系統(tǒng)的整體預測的轉(zhuǎn)變，為備機熱機切換爭取時間，減少信號中斷時間，為統(tǒng)籌機器之間的代播提供信息支持，降低潛在的設備監(jiān)管費用。

PHM技術就是這樣，把很多傳感器的數(shù)值，當然有一些人為監(jiān)測到的數(shù)值，匯總到一起，由于一個智能的設備代替人時時更高效的做出關于整個設備的一些健康的診斷以及預測將來會不會有問題。這個技術的本質(zhì)。

劉譯璟介紹了百分點為廣電運營商做的一個案例。“我們在這個案例里做了挺多事兒，包括底層數(shù)據(jù)整個的整理清洗，建成了若干個標準的數(shù)據(jù)，因為從他2500多個的數(shù)據(jù)源里最后整理出了50多個標準數(shù)據(jù)集，以前運營商大概每五分鐘有一個監(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)建設整個PHM的故障預測整個分析的模型，由張凱來介紹一下這個技術細節(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)是這些制造的設備進行維護，這在任何一個制造領域里都是邁不過去的，整個里面如何做智能維護，PHM就是解決這個問題。實際上，PHM技術現(xiàn)已廣泛應用于機械結構產(chǎn)品中，比如核電站設備、制動裝置、發(fā)動機、傳動裝置等。而將PHM技術應用于電子產(chǎn)品則是近年來國外科技研發(fā)的重要發(fā)展趨勢之一。

來源：ZD至頂網(wǎng)

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