面對科技創(chuàng)新發(fā)展的新趨勢，世界主要國家都在尋找科技創(chuàng)新的突破口，搶占未來經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展的先機。美國提出先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃；德國發(fā)布“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略。智能制造，則是“中國制造2025”的主攻方向。

當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)遇上中國制造

百分點認(rèn)為，智能制造是指由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)在制造過程中進(jìn)行諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等活動，通過人與智能機器合作共事去擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。它升級了制造自動化概念，擴展到柔性化、智能化和高度集成化。

過去使用的一些數(shù)控系統(tǒng)、工業(yè)機器人，基本上是按人設(shè)定的程序運行，本身并不智能。因此，我們要進(jìn)一步提高高端傳感器、重要操作系統(tǒng)的智能化水平，才能達(dá)到智能制造的要求。

“工業(yè)4.0”與自動化之間，最重要的差別就是是否運用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，是否支持小批量、定制化生產(chǎn)。信息技術(shù)為中國制造業(yè)實現(xiàn)從大到強的轉(zhuǎn)變提供了強大的支撐。

在信息化推進(jìn)過程中，未來至少有五個技術(shù)至關(guān)重要，即云大物移社（云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動化、社會化）。那么它們之間是什么關(guān)系呢？百分點認(rèn)為：

·云計算是信息化的骨骼，所有的系統(tǒng)都會放在云上。這是大的趨勢。

·物聯(lián)網(wǎng)是連接數(shù)據(jù)世界和現(xiàn)實世界的一個橋梁，現(xiàn)實世界的信息會通過各種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)轉(zhuǎn)換到數(shù)據(jù)世界中。

·在這個數(shù)據(jù)世界中，大數(shù)據(jù)技術(shù)會不斷地處理這些數(shù)據(jù)，產(chǎn)生一些有用的信息；這些信息再通過物聯(lián)網(wǎng)傳回現(xiàn)實世界中。這是一個不斷循環(huán)的機制。

·移動化是一種策略，便于我們重新分配以前零散的資源，比如碎片化時間的利用。

·社會化是靈魂，因為人是一個社會化的動物，將來不管是云還是大數(shù)據(jù)，一定會分化成好多的云。

在此基礎(chǔ)上，百分點推出了PHM（Prognostics and Health Management，故障預(yù)測與健康管理）云服務(wù)方案。

PHM 的演進(jìn)

百分點認(rèn)為，PHM包括兩層含義：一是故障預(yù)測，即預(yù)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；二是健康管理，即根據(jù)診斷/預(yù)測信息、可用資源和使用需求對維修活動做出適當(dāng)決策。

因PHM系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)武器裝備基于狀態(tài)的維修（CBM）、自主式保障等，受到美英等軍事強國的高度重視和推廣應(yīng)用。這主要是因為PHM能夠帶來兩個關(guān)鍵轉(zhuǎn)變：第一，從傳統(tǒng)的基于單個傳感器的診斷轉(zhuǎn)變?yōu)榛谥悄芟到y(tǒng)的預(yù)測；第二，從事件驅(qū)動的維修（即事后維修）、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。

PHM的這種轉(zhuǎn)變可以帶來六方面的價值：提供系統(tǒng)失效的高級告警；提供視情維護(hù)能力；能夠為將來的設(shè)計、評估和系統(tǒng)分析獲得歷史數(shù)據(jù)和知識；通過維護(hù)延長周期或及時維修提高系統(tǒng)的可用性；通過降低檢查成本、故障時間和庫存，降低設(shè)備全壽命周期的使用成本；減少間歇性故障和未發(fā)現(xiàn)故障的情況發(fā)生。

上世紀(jì)末，美軍重大項目F-35聯(lián)合攻擊機（JSF）項目的啟動正式把故障預(yù)測和維修全面解決方案命名為PHM。PHM為JSF項目的成功提供了很好的保障，減少了維修的人力物力，增加了出動架次，實現(xiàn)自主式保障。比如，艦載飛機落地之前，PHM根據(jù)預(yù)測診斷信息提出維修要求；地面人員根據(jù)維修要求、庫存情況給出維修建議；飛機返回后，相關(guān)人員立即組織地面資源進(jìn)行艦載補給、人員調(diào)配等預(yù)測性維護(hù)。

支持設(shè)備智能化維護(hù)

在國內(nèi)的制造業(yè)中，同樣存在著類似的設(shè)備維護(hù)問題。百分點通過大量實踐和調(diào)研，總結(jié)出當(dāng)前制造業(yè)在設(shè)備維護(hù)方面面臨六大挑戰(zhàn)。

挑戰(zhàn)一：設(shè)備歷史數(shù)據(jù)沒有被很好地利用，故障發(fā)生后，很難追溯設(shè)備故障的真正原因。

挑戰(zhàn)二：設(shè)備異常診斷完全憑經(jīng)驗，只有少數(shù)資深的維修員才能評估設(shè)備在某一時刻的狀態(tài)是否正常。發(fā)生非正常情況時，到底情況有多糟糕，每個維修員的判斷也不相同。

挑戰(zhàn)三：定位異常報警的原因困難。設(shè)備的故障是由某個或者多個部件異常導(dǎo)致的，而部件異常很可能在表值中有所體現(xiàn)。表值瞬間異常很有可能是正常情況，但周期性瞬間異常就很有可能是真正的異常狀態(tài)。這種周期性瞬間是通過人工無法捕捉的。

挑戰(zhàn)四：無法進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)、檢修。對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行評估過后，維修人員難以判斷設(shè)備多久后會損壞。由于難以評定維修的優(yōu)先級，因而較難合理安排維修時間和維修人員。

挑戰(zhàn)五：庫存亟須優(yōu)化。企業(yè)不能保證所有部件都有庫存。如果故障部件缺貨，會帶來很多麻煩。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，特別是大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的不斷成熟，大數(shù)據(jù)技術(shù)成為企業(yè)設(shè)備不間斷運行的重要保障。百分點研發(fā)的PHM云服務(wù)解決方案，以“物聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的方式將傳統(tǒng)的事件驅(qū)動和時間驅(qū)動的維修、維護(hù)，轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芟到y(tǒng)預(yù)測維修。

百分點PHM不僅提供故障預(yù)測能力，還提供健康管理能力，以“望聞問切”的方式去對癥下藥。

百分點PHM以大數(shù)據(jù)平臺作為基礎(chǔ)，建模平臺為支撐，由六大部分組成：

數(shù)據(jù)采集 利用各種傳感器探測、采集被檢系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)信息，將收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效信息轉(zhuǎn)換和傳輸；

信息處理 接受來自傳感器和其他數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)信息，將數(shù)據(jù)信息處理成后續(xù)部件可以處理的有效形式或格式；

狀態(tài)監(jiān)測 接受來自傳感器，以及數(shù)據(jù)處理和其他狀態(tài)監(jiān)測模塊的數(shù)據(jù)；

健康評估 接受來自不同狀態(tài)監(jiān)測模塊和其他健康評估模塊的數(shù)據(jù)；

故障預(yù)測 綜合利用上述各部分的數(shù)據(jù)信息，預(yù)測被監(jiān)測系統(tǒng)未來的健康狀態(tài)并做出判斷，建議決策者采取相應(yīng)的措施；

保障決策 主要包括人—機接口和機—機接口。

上述各部件之間并沒有明顯界限，存在著數(shù)據(jù)信息的交叉反饋。

目前，設(shè)備監(jiān)控在數(shù)據(jù)分析里有四個階段：第一個階段是描述性的分析，第二個階段是診斷性分析，第三個階段是預(yù)測性分析，第四個階段是建議性分析。但是大多數(shù)的監(jiān)控解決方案都僅能達(dá)到第一、第二階段。而百分點PHM已經(jīng)可以達(dá)到第三個階段，甚至到第四階段。

值得注意的是，建模是PHM解決方案的一個關(guān)鍵。百分點具有強大的建模團(tuán)隊，他們能夠從業(yè)務(wù)角度出發(fā)進(jìn)行建模，如健康度建模和多級預(yù)警。

健康度建模。實時計算和監(jiān)測健康度，是提高設(shè)備資產(chǎn)利用率和發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常的重要途徑。百分點針對設(shè)備運行數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，將所有監(jiān)控數(shù)據(jù)整合為“健康度曲線”這樣的一個維度數(shù)據(jù)展現(xiàn)出來。針對一個維度對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析，使得評估變得更加簡單，新手維修員更容易入手。

多級預(yù)警。百分點將預(yù)警等級分為3級：中度預(yù)警、重度預(yù)警、故障預(yù)警；以健康度為基礎(chǔ)，三種預(yù)警以“次數(shù)”和“相隔時間”兩種規(guī)則來進(jìn)行定義，用來檢測持續(xù)異常報警和周期性瞬間預(yù)警。

百分點PHM的價值體現(xiàn)在，可以監(jiān)測設(shè)備性能下降或與期望的正常狀態(tài)的偏離狀況、預(yù)測設(shè)備在未來的可靠性、對突變性故障進(jìn)行告警，以及對漸變性故障進(jìn)行早期預(yù)警。

百分點PHM對于企業(yè)的好處是，可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常狀態(tài)，實現(xiàn)從傳統(tǒng)的基于自動化設(shè)備單個表值的監(jiān)測，向基于智能系統(tǒng)的整體預(yù)測的轉(zhuǎn)變，為備機、熱機切換爭取時間，減少信號中斷時間，為機器之間的替換提供信息支持，降低潛在的設(shè)備監(jiān)管費用。

應(yīng)用實踐

目前，百分點已經(jīng)為廣電行業(yè)企業(yè)提供以大數(shù)據(jù)平臺為基礎(chǔ)、大數(shù)據(jù)預(yù)測模型為核心的PHM解決方案，提供保障國家核心設(shè)施為目標(biāo)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)。

廣電行業(yè)企業(yè)采用百分點PHM系統(tǒng)，主要經(jīng)過四步：第一步，實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)化，廣電行業(yè)企業(yè)可以利用大數(shù)據(jù)平臺將業(yè)務(wù)涉及的方方面面數(shù)據(jù)化，包括人員、組織、設(shè)備、部件、廠商、庫存和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等，百分點從2500多個數(shù)據(jù)源里整理出50多個標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集；第二步，將業(yè)務(wù)模型化，利用大數(shù)據(jù)建模將業(yè)務(wù)流程、經(jīng)驗、知識模型化，將經(jīng)驗、知識轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)模型；第三步，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，感知和預(yù)判設(shè)備健康狀態(tài)，實現(xiàn)基于狀態(tài)的預(yù)測性維修，做到維護(hù)智能化；第四步，持續(xù)優(yōu)化，在業(yè)務(wù)實踐中持續(xù)優(yōu)化、迭代業(yè)務(wù)模型，指導(dǎo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集和應(yīng)用，形成業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)的閉環(huán)管理。這樣，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常時，模型就能判斷出在一定時間范圍內(nèi)設(shè)備出現(xiàn)故障的概率。