「工業大資料」之「華山論劍」 也談工業大資料分析

2021-07-26 18:41:24 字數 2561 閱讀 4225

工業大資料,伴隨著「大資料」、「雲計算」、「物聯網」、「人工智慧」等概念的興起而逐漸火了起來。隨之,工業界、投資界、學術界,各界均把目光投向「工業大資料」,國外火,國內也火了起來。但「工業大資料」畢竟不是「商業大資料」,也不是「金融大資料」,似乎也不是純粹的「網際網路大資料」,「工業大資料」分析的主流方法和思路是什麼?本文就**一下。本文所談到的「工業大資料」,主要關注的是從各類工業裝置的各種監測資料、執行資料以及其他資料中挖掘價值。

(一)「華山論劍」之工業資料探勘流派

首先從「華山論劍」之工業資料流派說起。利用工業裝置資料來獲取資訊,其實由來已久,只不過,很多年之前,還不具備大資料的軟硬體條件,那時候,「工業大資料」的乙個分支「故障診斷」就已經出現。當年故障診斷中的兩大流派,也演變成了今天「工業大資料」流派中最大的兩大分支,甚至今天開展「工業大資料」業務的各類公司企業,也基本由這兩大流派衍生出來。

流派一:基於故障機理分析的「工業大資料」挖掘

該流派進行資料分析的基礎和依據是「因果關係」,也所謂「種瓜得瓜種豆得豆」。其理論基礎之一是「振動學」,由於各類機械裝置一般是動部件,因此,裝置執行時總會產生各類資料,最典型的是振動訊號。由於裝置發生故障時,裝置中部件的結構發生改變,因此,激發的振動形式也會不同。通過分析何種故障激發何種振動,然後分別從各個角度觀察訊號形態,從而判斷出裝置的健康狀態、故障模式等資訊。

從「醫學」角度講,這類方法的思路更像是「西醫」,及基於解剖學,對各個器官有詳細了解,明確各個器官病變會引發的外在特徵,所以,看病可以直接告訴患者具體到哪個器官出了問題。類似的,「基於故障機理分析」的診斷,或者是工業資料探勘,在開展工作之前,一定是對於被監測部件結構、振動方式、故障表現等十分了解,最為有代表性的概念就是「軸承故障特徵頻率」。

由該流派衍生的「工業大資料」分析企業,主要是傳統的「故障診斷、狀態監測」類企業,或者從事「測控工程」型別的企業。這些企業一般是某一類部件或者裝置的「行家」,對某一類裝置的結構等瞭如指掌,因此,對這些裝置的監測資料也十分熟悉,業務範圍也是集中於「某類特定裝置」,或「某些特定行業」。

流派二:基於資料驅動的「工業大資料」挖掘

該流派進行資料分析的基礎是「模式識別」,所有的分類依據,全部是基於資料本身。其主要思路是把裝置看成乙個黑盒子,只需要知道各類故障模式的樣本資料即可。剩下的事情就是從各類模式的資料中提取有效特徵,最終利用特徵進行模式分類即可。也就是說,典型的思路是:獲取資料-特徵提取-模式識別。通過該思路進行工業大資料探勘,甚至不需要知道裝置的組成和結構。開玩笑說:資料驅動流派的俠客,都不知道啥叫「軸承故障特徵頻率」。

從醫學角度講,這類方法更像是「中醫」。很多老中醫,並不懂什麼「解剖學」、「病理學」,僅僅通過「望聞問切」,即可知道人大概出了什麼問題。所以,從本質講,就是通過人的各種外在表徵,來決定人到底出了什麼問題。類似的,從資料驅動角度講,做資料驅動的俠客,更偏向於資料處理科學家,而不是各個行業的專家,對各類裝置部件的結構稱不上是「精通」。

由該流派衍生的「工業大資料」分析企業,主要是從事「網際網路大資料」分析的企業,像「工業大資料」、「物聯網」轉型的一些企業,也就是說,這類企業,或多或少的帶有「網際網路基因」,相對而言,這類企業對於「大資料分析」、「雲計算」、「人工智慧」等手段運用的也比較嫻熟。

(二)「武林高手,各顯神通」各流派之看家絕技

雖說是「華山論劍」,但各個流派都有自己的看家絕技。展現各家絕技的時候到了。

基於故障機理分析的「工業大資料」挖掘絕技:明察秋毫,嚴絲合縫。針對某特定裝置,該方法的診斷準確率極高,可以可靠的支援工業企業的執行維護。通過檢視資料,或基於各種分析工具檢視資料,可以「十分準確」的確定裝置出現故障的位置和原因。其針對某種特定裝置或部件的診斷準確性,是「資料驅動」門派望塵莫及的。

基於資料驅動的「工業大資料」挖掘絕技:有容乃大,海納百川。再說說基於故障機理的分析方法,由於需要明確各種故障的原因和訊號激發形式,一旦裝置過於複雜,或者針對某種大型系統,各種訊號產生「組合**」,此時再去一一對應故障原因,就心有餘而力不足了。但這個時候,「資料驅動」的優勢就顯示出來了,反正是把系統或裝置看成了「黑盒子」,大黑盒子,小黑盒子,都是黑盒子,所以相對而言,「資料驅動」流派可以應對各類複雜系統和裝置,可謂「有容乃大、海納百川」。

(三)「融合**」之看未來

哪怕是在醫學界,「中西醫結合」都是一種極好的思路,所謂「融合**」。類似的,看未來發展趨勢,「工業大資料」分析的流派融合也是未來發展的大趨勢,這也是「工業大資料」分析與其他行業「大資料」分析的不同之處。

就開展基於「故障機理」進行「工業大資料」分析的企業而言,嘗試引入新的技術,即「大(大資料)智(人工智慧)雲(雲計算)物(物聯網)移(移動通訊)」,可以有效提公升業務範圍,同時將傳統技術更加智慧型化,從而降低技術運營成本。

就開展基於「資料驅動」的「網際網路基因」企業而言,由於「工業大資料」分析不同於其他行業,工業對於「結論」的準確性要求極高,有時候一點點誤差就會造成很大損失,因此,將工業裝置和物件進行有效分類和抽象,選取出典型的裝置類別,進行「機理分析」和「解剖」,進一步提高「結論」有效性,將使得業務工程化水平更上一層樓。

就「流派融合,相互交流」角度而言,兩類思路的深度融合,在未來將是「工業大資料」分析的「里程碑」式發展機遇,如何做好深度融合,高校和研究所就該多做努力和探索,最終和企業實現「產學研結合」,推動我國「工業大資料」分析技術和水平的發展和提公升。

工業大資料漫談3 什麼是工業大資料?

前面兩部分我們大概了解了一下大資料的由來和特點,這一部分我們來看看什麼是工業大資料,它和傳統我們理解的大資料有什麼不同?在了解什麼是工業大資料的時候,我覺得我們有必要先了解一下什麼是工業以及工業都包括哪些門類。工業 industry 是指採集原料,並把它們加工成產品的工作和過程。一般,我們把工業分為...

資料清洗 工業大資料

異常值檢查方法 1 基於統計分析 異常檢測問題就在統計學領域裡得到廣泛研究,通常使用者用某個統計分布對資料點進行建模,再以假定的模型,根據點的分布來確定是否異常。如通過分析統計資料的散度情況,即資料變異指標來對資料的總體特徵有更進一步的了解,對資料的分布情況有所了解,進而通過資料變異指標來發現資料中...

工業大資料的特徵

定義 工業大資料即工業資料的總和,分成三類,即企業資訊化資料 工業物聯網資料,以及外部跨界資料。空間分布 不僅存在於企業內部,還存在於產業鏈和跨產業鏈的經營主體中,如scm crm。產生主體 人和機器。人產生的資料如 設計資料 業務資料 產品資料。機器資料有生產裝置 生產排程 質量控制與績效資料 和...