在24小時(shí)不停運轉的工廠(chǎng)里,突發(fā)的停機事件會(huì )造成不小的損失。隨著(zhù)智能技術(shù)的發(fā)展,有什么新方法可以避免設備故障造成的生產(chǎn)損失和材料浪費?答案是預測性維護。
今年是人工智能與實(shí)體經(jīng)濟深度融合之年,其中預測性維護是重要應用領(lǐng)域,日前,預測性維護也被CB insight 評為2019年人工智能發(fā)展趨勢之一。
隨時(shí)監控預測故障
預測性維護就是利用大數據的算法來(lái)預測將來(lái)的設備故障。
在智慧工廠(chǎng)里,生產(chǎn)設備里的傳感器等隨時(shí)監控設備運行狀態(tài),把實(shí)時(shí)運行數據傳輸到云上并進(jìn)行分析,提前預知設備的異常狀態(tài),從而最小化設備停機的可能。企業(yè)可以根據設備的預測使用壽命進(jìn)行設備維護,而不是按計劃維護。對于工業(yè)設備來(lái)說(shuō),更高效的維護既可以增加設備壽命又可以降低維護成本,讓現場(chǎng)技術(shù)人員更高效地工作,減少安全隱患,避免昂貴的停機時(shí)間。如微軟Azure IoT平臺,就不斷豐富遠程設備監控、預測性維護、工廠(chǎng)聯(lián)網(wǎng)與可視化等功能。
預測性維護通過(guò)對重要資產(chǎn)如機床、重要機器儀表等設備的健康監測來(lái)實(shí)現。在聯(lián)想的PC生產(chǎn)基地合肥聯(lián)寶工廠(chǎng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)聯(lián)寶),5G智能工廠(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)設備預測性維護解決方案提供了一個(gè)數字化工廠(chǎng)的樣本。聯(lián)想集團高級副總裁、數據中心業(yè)務(wù)高級副總裁童夫堯介紹,聯(lián)寶通過(guò)視覺(jué)AI技術(shù)完成了拍照、信息處理以及數據反饋,實(shí)現了工業(yè)機器人更精準的操作,同時(shí)通過(guò)快速識別潛在質(zhì)量風(fēng)險,及時(shí)預警,大幅降低了生產(chǎn)損耗。
聯(lián)想集團副總裁、聯(lián)想物聯(lián)科技兼聯(lián)想懂的通信CEO王帥從生產(chǎn)線(xiàn)透明化和機器學(xué)習兩方面詳細地介紹了生產(chǎn)線(xiàn)設備預測性維護的解決方案。
首先是通過(guò)數字化映射,實(shí)現生產(chǎn)線(xiàn)數據透明化。這不僅實(shí)現設備的數字化映射,還實(shí)現車(chē)間級別模型的物聯(lián)網(wǎng)信息數字化映射,在設備實(shí)時(shí)數據的基礎上,增加環(huán)境參數、車(chē)間信息、報警信息等實(shí)時(shí)參數,讓現實(shí)車(chē)間更加虛擬,讓虛擬空間更接近現實(shí),真正實(shí)現生產(chǎn)線(xiàn)透明化。
其次是生產(chǎn)線(xiàn)的設備監控。生產(chǎn)管理人員可以通過(guò)3D智能工廠(chǎng)平臺,對生產(chǎn)線(xiàn)上的設備進(jìn)行3D模型的監控,在線(xiàn)瀏覽整個(gè)生產(chǎn)設施情況及提供3D情境下數字化制造和生產(chǎn)信息,隨時(shí)隨地及時(shí)獲取生產(chǎn)、質(zhì)量、訂單等各種信息,從而提高管理響應速度和透明度,促進(jìn)各部門(mén)間的知識共享和協(xié)作,有利于智能工廠(chǎng)的多維信息傳遞。
最后是通過(guò)機器學(xué)習,實(shí)現設備預測性維護。通過(guò)先進(jìn)的機器學(xué)習技術(shù),對海量的設備數據進(jìn)行分析,可以訓練出該類(lèi)型設備的數據模型,并將該模型應用于設備狀態(tài)、健康壽命的預測中,實(shí)現從被動(dòng)式的設備維護到主動(dòng)式的預測性維護轉變。
智能技術(shù)貫穿生產(chǎn)全程
“對于工程機械產(chǎn)品,工作強度和工作環(huán)境是要經(jīng)得起最嚴苛的考驗的。”徐工信息公司總經(jīng)理張啟亮表示,“技術(shù)領(lǐng)先、用不毀”一直是徐工追求的目標,但是任何機械設備在其使用壽命期限內都會(huì )出現這樣那樣的故障和問(wèn)題,如何能夠最大限度地提高設備的可靠性和工作效率,這讓徐工集團的漢云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺有了展示身手的機會(huì )。
“利用先進(jìn)的智能信息終端,將設備的位置信息,動(dòng)力系統、液壓系統、控制系統的工作參數以5—30秒一條的速率上傳至平臺,結合設備所在地的天氣環(huán)境數據、工程相關(guān)數據,以及記錄在客戶(hù)服務(wù)系統中的業(yè)務(wù)數據,平臺為每一臺設備做了一幅數字畫(huà)像。”張啟亮表示,基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的預測性維護系統,通過(guò)對海量數據的挖掘分析,可以對設備全生命周期的工作狀態(tài)進(jìn)行分析和預測,可以得到不同零部件未來(lái)一個(gè)月的損壞可能性,通過(guò)排序,將可能性最大的部分零部件進(jìn)行提前修理或更換,將設備故障防患于未然。這一項工作讓設備的故障率降低了一半以上。
在預測性維護系統之外,漢云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺利用上百臺高性能服務(wù)器每天每夜對PB級的數據進(jìn)行分析計算,可以追溯7年內每天的設備開(kāi)工率、工作小時(shí)、油耗等統計數據,當某一地區的設備開(kāi)工率在80%以上,每臺設備平均日工作時(shí)間大于10個(gè)小時(shí),平臺就會(huì )自動(dòng)將信息推送至市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)部門(mén),制定地區銷(xiāo)售策略。同時(shí),備件中心也早已依據漢云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺推送的銷(xiāo)售量預測安排好了生產(chǎn)和庫存,這讓設備的維保周期縮短了60%以上,成本降低40%,預計將使徐工集團每年的后市場(chǎng)備件銷(xiāo)售額提升30%。
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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為企業(yè)提質(zhì)增效
針對大數據、人工智能等技術(shù)對工業(yè)的提質(zhì)增效作用,十三屆全國政協(xié)經(jīng)濟委員會(huì )副主任劉利華表示,這種賦能主要體現在三點(diǎn),一是有利于優(yōu)化存量、降低企業(yè)的綜合成本,最近通過(guò)一些企業(yè)的初步實(shí)踐,已經(jīng)取得了很好的效益,比如減少了用工量,壓縮了運輸成本,提高了產(chǎn)品的質(zhì)量,有利于優(yōu)化存量,降低綜合成本。
二是通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),也能有利于擴大增量,更好地支撐先進(jìn)制造業(yè)向價(jià)值鏈的高端延伸,“最近制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展特征有很多,其中有拉長(cháng)價(jià)值鏈向兩端延伸,一端是前面的研發(fā),一端是售后服務(wù)等等。”劉利華表示。
三是有利于推動(dòng)制造業(yè)和服務(wù)業(yè)之間的融通跨越發(fā)展,包括跨行業(yè)、跨地域、跨時(shí)空,實(shí)現創(chuàng )新資源的快速匯聚,如果按照傳統的方式非常困難,而通過(guò)先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就可以使工業(yè)經(jīng)濟的各種要素資源高效共享,這樣就能夠推動(dòng)先進(jìn)制造業(yè)和現代服務(wù)業(yè)的深度融合,這里面就有很多文章可做。
“今年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規模有可能達到4800億人民幣,初步推測能夠為國民經(jīng)濟帶來(lái)2萬(wàn)億的增長(cháng),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展過(guò)程中將起著(zhù)十分重要的作用。”劉利華說(shuō)。
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