工業(yè)大數(shù)據平臺

工業(yè)大數(shù)據的思考與實踐

清華大學軟件學院王建民2015.4.8青島主要內容工業(yè)大數(shù)據工業(yè)大數(shù)據思考工業(yè)大數(shù)據實踐3AccordingtoMcKinsey&Company,“manufacturingstoresmoredatathananyothersector—closeto2exabytesofnewdatastoredin2010.”Industrialbusinesseshaveenteredtheageof“bigdata,”wherebythevolume,varietyandcomplexityofdatatheymanageisexplodingatrecordrates.2012年GE發(fā)布《工業(yè)互聯(lián)網：突破智慧與機器的界限》研究報告資料來源：Bigdata:Thenextfrontierforinnovation,competition,andproductivity（麥肯錫）工業(yè)大數(shù)據不容忽視的社會資產工業(yè)大數(shù)據的典型應用場景信息反饋到設計制造階段生產設計具備更好感知能力的裝備對裝備數(shù)據進行持續(xù)收集和存儲工業(yè)數(shù)據系統(tǒng)面向裝備的專用數(shù)據分析算法工業(yè)大數(shù)據分析遠程環(huán)境和集中的數(shù)據可視化將數(shù)據反饋到正確的人和相應裝備實現(xiàn)人和裝備之間的有機融合123456789工業(yè)大數(shù)據的價值：1%的威力IT技術引發(fā)高端裝備變革哈佛的判斷：智慧互聯(lián)產品德國工業(yè)4.0美國工業(yè)互聯(lián)網工業(yè)大數(shù)據是新一輪產業(yè)革命的重要動力生命初期生命中期生命末期主要內容工業(yè)大數(shù)據工業(yè)大數(shù)據思考工業(yè)大數(shù)據實踐工業(yè)大數(shù)據的來源市場市場分析需求建模幾何模型性能指標資源計劃質量管理基礎配置物理配置備件管理維護計劃運行狀態(tài)故障信息維護執(zhí)行用戶評價拆解清洗再加工設計制造配置分析

故障數(shù)據分析再制造MRO/CRM狀態(tài)數(shù)據分析質量改進設計優(yōu)化產品創(chuàng)新產品生命周期正向信息流再裝配產品生命周期逆向信息流使用維護階段MOL開發(fā)制造階段BOL回收利用階段EOL工業(yè)大數(shù)據的2/8法則數(shù)據價值密度20%的SQL小數(shù)據具有80%的價值密度例如：產品圖紙、試驗分析、加工工藝等80%的工業(yè)大數(shù)據密度只有20%，需要分析挖掘例如：工況數(shù)據、圖片數(shù)據、文本數(shù)據等數(shù)據的依賴關系20%的SQL小數(shù)據將引爆80%工業(yè)大數(shù)據價值不舉小數(shù)據之“綱”，難張大數(shù)據之”目”從過程產生數(shù)據到數(shù)據驅動過程過程管理的“不變”與“變”“不變”：企業(yè)在業(yè)務過程中凝結人類勞動“變”：長流程的碎片化、基于數(shù)據的路由，等企業(yè)的“本”與“末”“本”：產品+服務、物質加工實質、產品生命周期等“末”：單純強調信息化技術先進性、甚至趕“時髦”沒有“交鑰匙”工程持續(xù)迭代新裝備：需要對裝備進行改進，實現(xiàn)互聯(lián)互通、透徹感知新數(shù)據：需要從多個渠道去獲取數(shù)據并相互關聯(lián)新業(yè)務：需要打破傳統(tǒng)組織邊界衍生新型業(yè)務新模式：甚至在產業(yè)鏈上謀求模式的改變深度融合物理設備和信息的融合業(yè)務過程和數(shù)據的融合領域專家和數(shù)據科學家的融合主要內容工業(yè)大數(shù)據工業(yè)大數(shù)據思考工業(yè)大數(shù)據實踐工業(yè)大數(shù)據管理與分析實時運營監(jiān)控運營歷史回放遠程行動指揮和支持監(jiān)督指揮1.健康評估，主動維修保障實時異常檢測，異常預警使用偏好分析優(yōu)化備件管理裝備運維3.空間圍欄，入侵檢測軌跡分析時空監(jiān)控2.油耗分析與優(yōu)化設備和建筑用電管理能源管理5.氣象預報與分析地理數(shù)據管理水文信息管理環(huán)境洞察4.挖掘宏觀模式和趨勢沙盤預演宏觀決策支持6.工況大數(shù)據典型應用場景工程機械概況在企業(yè)內切換數(shù)據庫的難度如果將數(shù)據比作血液，數(shù)據庫相當于心臟替換數(shù)據庫的相當于心臟移植靜脈血管，數(shù)據寫入動脈血管，數(shù)據查詢整個過程生命不能停頓，系統(tǒng)不能中斷運行意外發(fā)生可以恢復，切換途中可以回退三一工業(yè)大數(shù)據的切換過程1、分析與環(huán)境準備切換可行性摸底調研布置大數(shù)據集群，建立切出環(huán)境恢復下線歷史數(shù)據歷史數(shù)據導出原始數(shù)據庫歷史數(shù)據導入大數(shù)據系統(tǒng)2、寫入接口切換實時數(shù)據寫入接口開發(fā)數(shù)據錄入測試系統(tǒng)改造，迭代聯(lián)調測試數(shù)據錄入生產系統(tǒng)切換，雙系統(tǒng)并行寫入缺失數(shù)據雙修補操作3、查詢接口切換查詢接口設計與開發(fā)應用系統(tǒng)改造，迭代聯(lián)調測試應用生產系統(tǒng)上線試運行4、原數(shù)據庫切出數(shù)據錄入測試系統(tǒng)改造，停止數(shù)據寫入數(shù)據錄入生產系統(tǒng)上線，單系統(tǒng)寫入檢查確認，舊數(shù)據庫正式切出無耗損數(shù)據修補微創(chuàng)式應用改造方案雙系統(tǒng)并行，非中斷切換123應用實踐1——運營管理，時空監(jiān)控電子圍欄油位監(jiān)管應用實踐2——故障分析新手段案例：主油缸泄漏油缸密封套腐蝕密封環(huán)損壞閥塊受損內壁刮花主油缸換向混凝土輸送缸采取針對癥狀的求解思路著眼于求解眼前的問題，還需尋找深層次原因主油缸是泵車的機核心動作機構主油缸故障也是泵車故障的首要問題故障現(xiàn)象表現(xiàn)為泵送無力案例：主油缸泄漏應用實踐2——故障分析新手段故障車輛編組統(tǒng)計大規(guī)模工況相關性分析多角度開工行為可視化將故障數(shù)據和監(jiān)測數(shù)據關聯(lián)，重新審視典型故障發(fā)生的特征編組車輛故障分析工具工況相關性推薦工具空間維度可視化分析應用實踐2——故障分析新手段通過分析快速鎖定故障相關因素，提高工程師分析效率通大規(guī)模過比對開工指標，從典型取值、波動幅度、回傳密度多個維度進行分析，自動搜索推薦與故障車輛關系密切的特征工況建立主油缸故障車輛組建立主油缸故障車輛組典型故障車輛編組自動推薦相關工況應用實踐2——故障分析新手段沿海地區(qū)的鹽霧環(huán)境和水質導致油缸密封體腐蝕通過地理位置數(shù)據的關聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)：主油缸故障發(fā)生的位置與沿海地區(qū)杭深高鐵建設強相關。杭深高鐵鹽霧環(huán)境腐蝕應用實踐3——備件需求預測2013年底，泵送相關備件庫存金額達4.4億（