2021工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用與實(shí)踐

工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用與實(shí)踐引言隨著工業(yè)進(jìn)入信息化時(shí)代，工業(yè)大數(shù)據(jù)已成為新一輪產(chǎn)業(yè)革命的重要?jiǎng)恿?。工業(yè)大數(shù)據(jù)以工業(yè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集、特征分析為基礎(chǔ)，對(duì)設(shè)備、裝備的質(zhì)量、生產(chǎn)效率、用戶體驗(yàn)以及產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行更有效的優(yōu)化，并為未來(lái)的制造系統(tǒng)搭建無(wú)憂的環(huán)境[1]4.0美國(guó)定義的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，大數(shù)據(jù)在其IBM4.0[23，無(wú)數(shù)據(jù)不智能；美國(guó)通用電氣GeneralElectriG要的就是數(shù)據(jù)分析，未來(lái)每一家工業(yè)企業(yè)也必須是一家軟件企業(yè)，有了軟件必然會(huì)有數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)在工業(yè)領(lǐng)域的興起主要由以下因素決定[4]。設(shè)備自動(dòng)化過(guò)程中，控制器產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，然而這些數(shù)據(jù)蘊(yùn)藏的信息和價(jià)值并沒(méi)有被充分挖掘。傳感器技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展使實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的獲取成本不再高昂。云計(jì)算等技術(shù)的興起使設(shè)備的運(yùn)算能力大制造流程和商業(yè)活動(dòng)變得越來(lái)越復(fù)雜，依靠人的經(jīng)驗(yàn)和分析已經(jīng)無(wú)法滿足復(fù)雜的管理和協(xié)同優(yōu)化的需求。工業(yè)領(lǐng)域中，如果設(shè)備數(shù)據(jù)、運(yùn)維數(shù)數(shù)據(jù)、市場(chǎng)數(shù)據(jù)和上下游產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)等能夠在統(tǒng)一的平臺(tái)管理，大量的數(shù)據(jù)將會(huì)使原本孤立的系統(tǒng)相互連接，使設(shè)備之間可

以通信和交流，也使生產(chǎn)和服務(wù)過(guò)程變得更加透明。大數(shù)據(jù)正在改變著人們的生活，過(guò)去生活、購(gòu)物、旅游、娛樂(lè)，都已經(jīng)逐步建立起了大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。無(wú)論是國(guó)家還是企業(yè)，對(duì)大數(shù)據(jù)的投入都數(shù)以億計(jì)。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用也從開(kāi)始的互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域走向了金與共享的理念，與社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的結(jié)合，帶動(dòng)了生產(chǎn)和社會(huì)的巨大發(fā)展和進(jìn)步[5]。工業(yè)大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)與智能制造的交叉點(diǎn)，工業(yè)大數(shù)據(jù)是指在工業(yè)產(chǎn)品全生命業(yè)大數(shù)據(jù)基于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，貫與互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)相比，工業(yè)大數(shù)據(jù)具和解析性等特點(diǎn)，僅僅依靠傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)已無(wú)法滿足工業(yè)大數(shù)據(jù)的分析要求[7。因此工業(yè)大數(shù)據(jù)分析并不僅僅依靠算法工具，而是更加注重邏輯清晰的分析流程和與分析流程匹配的專業(yè)技術(shù)體系?；ヂ?lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)可以從數(shù)據(jù)端出發(fā)看問(wèn)題，但是工業(yè)大數(shù)據(jù)則應(yīng)該從價(jià)值和功能端思考。也就是說(shuō)，傳統(tǒng)裝備企業(yè)在進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)時(shí)，如果只是強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)獲取的途徑、量級(jí)，沒(méi)有考慮到數(shù)據(jù)的具體分析和利用以及相應(yīng)的功能與目標(biāo)，很可能就會(huì)造成許多數(shù)據(jù)采集回來(lái)之后沒(méi)有用，而一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)反而沒(méi)有采集的情況。表1工業(yè)大數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)區(qū)別分類 工業(yè)大數(shù)據(jù) 互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)要求 全面樣本數(shù)以覆蓋工業(yè)過(guò)程中各類變化條時(shí)效性要求高大量樣本數(shù)時(shí)效性要求低特征提取 注重特征背后的物理意義以特征之間關(guān)聯(lián)性的機(jī)理邏輯 依靠統(tǒng)計(jì)學(xué)工具挖掘?qū)傩灾g的關(guān)系不注重屬性的具體含義分析手段 數(shù)據(jù)建模分析更加復(fù)；強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科技術(shù)的融合

具備成熟的數(shù)據(jù)挖掘算法；輕屬性含義、重價(jià)值挖掘，從看似無(wú)關(guān)的屬性中找出內(nèi)在價(jià)值應(yīng)用領(lǐng)域 健康診故障預(yù)工況識(shí)別市場(chǎng)預(yù)測(cè)等 圖像識(shí)別語(yǔ)音識(shí)別語(yǔ)義分偏好推薦等需求驅(qū)動(dòng)變革以上海華興數(shù)字科技有限公司簡(jiǎn)稱華興公司以下簡(jiǎn)稱三一集團(tuán)三一集團(tuán)旗下工程機(jī)械裝備如挖掘機(jī)、旋挖鉆機(jī)、裝載機(jī)、履帶起重機(jī)等提供控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)。華興公司從2007年開(kāi)始機(jī)器物聯(lián)的實(shí)踐，由于設(shè)備控制器終linguiticsode，通信、傳輸、采集都是自主研發(fā)，因此可

以將任意所需數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至大數(shù)據(jù)平20多萬(wàn)臺(tái)三一集團(tuán)設(shè)備的5000多種參數(shù)，低頻數(shù)據(jù)上傳周期為5mi，高頻數(shù)據(jù)上傳周期為20ms有故障數(shù)據(jù)、維保數(shù)據(jù)以及相關(guān)事件數(shù)據(jù)EVisionEV）版用于管理這現(xiàn)了快速增長(zhǎng)。華興公司工業(yè)大數(shù)據(jù)之路發(fā)展至今（如圖1所示），每一項(xiàng)功能的開(kāi)發(fā)都面向用戶的實(shí)際需要。圖1華興公司工業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展歷程從滿足用戶的需求到通過(guò)數(shù)據(jù)為公司、用戶創(chuàng)造價(jià)值，華興公司的工業(yè)大數(shù)據(jù)經(jīng)歷了如下3個(gè)階段。集中顯示階段工程機(jī)械的銷售特點(diǎn)與其他商品不某臺(tái)車不能按時(shí)還款，公司需要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行法務(wù)處理，因此需要知道每臺(tái)貸款車的地理位置。基于這樣的原因，華興公司2007年開(kāi)始為三一集團(tuán)每臺(tái)在外運(yùn)行的設(shè)備安裝全球定位系統(tǒng)globalpositioningsystemGP模塊，并通過(guò)控制器將數(shù)器運(yùn)行的信息上傳到服務(wù)器。隨著數(shù)據(jù)慢慢積累得越來(lái)越多，為了展示數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，華興公司2011年開(kāi)始籌備開(kāi)發(fā)易維訊系統(tǒng)。從開(kāi)始面向公司內(nèi)部提供機(jī)型分布、開(kāi)工率、解鎖機(jī)統(tǒng)計(jì)等定期的報(bào)表，到后期面向客戶提供工時(shí)、油耗、周報(bào)、月報(bào)等功能，功能越來(lái)越全面，不僅為領(lǐng)導(dǎo)決策提供了支持，還提升了用戶的設(shè)備使用體驗(yàn)。統(tǒng)計(jì)分析階段易維訊系統(tǒng)的成功應(yīng)用使公司重視了數(shù)據(jù)帶來(lái)的潛在價(jià)值。三一集團(tuán)的設(shè)備遍布全國(guó)，設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)某種程度即可反映國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及宏觀經(jīng)濟(jì)的情況。因此將易維訊系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，提出了“三一”指數(shù)的概念，2014年開(kāi)始每月定期向政府機(jī)構(gòu)提供該數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)積累之前，公司對(duì)產(chǎn)品的定義和驗(yàn)證都基于有限樣本進(jìn)行，有了大量的數(shù)據(jù)以后，所有已售出的三一集團(tuán)機(jī)器都可作為試驗(yàn)機(jī)，驗(yàn)證實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中其性能也可以第一時(shí)間通過(guò)分析前期產(chǎn)品的使用情況，從數(shù)據(jù)中提煉出下一代產(chǎn)品定義的相關(guān)指標(biāo)。

智能服務(wù)階段華興公司從2016年開(kāi)始升級(jí)了服務(wù)器，將原本的物理服務(wù)器全部轉(zhuǎn)移至云上，通過(guò)dtaceteropertingDCO通過(guò)這些技術(shù)以及一些成熟數(shù)據(jù)挖掘能，為公司的決策和用戶操作體驗(yàn)的提升工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)華興公司的工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)建立在公挖鉆機(jī)等如生產(chǎn)數(shù)據(jù)、客戶相關(guān)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品生命周期數(shù)據(jù)與運(yùn)行數(shù)據(jù)互通，通過(guò)3計(jì)算對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二手機(jī)市場(chǎng)、配件市場(chǎng)等提供全方位的增2pltormasaservcaa業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)是面向工業(yè)裝備的專業(yè)化平數(shù)據(jù)采集部分采用LM自主組態(tài)軟件與不同頻次數(shù)據(jù)的分級(jí)處理。圖2工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)遠(yuǎn)程控制終端由控制器和顯示屏組成，是數(shù)據(jù)采集的核心部分，分布在每個(gè)工程機(jī)械設(shè)備上，負(fù)責(zé)接收來(lái)自GPS的衛(wèi)星定位信息，并計(jì)算出工程機(jī)械裝備的位過(guò)Wi-Fi/通用分組無(wú)線服務(wù)generalpacetradioserviceGPR通信網(wǎng)絡(luò)傳送至數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，通過(guò)消息隊(duì)列進(jìn)行流水化處理后，進(jìn)設(shè)備的核心控制程序由華興公司自主開(kāi)發(fā)的組態(tài)軟件LMGPS數(shù)據(jù)外，其他機(jī)器運(yùn)行的數(shù)據(jù)（如通過(guò)控制器局域網(wǎng)絡(luò)controllerareanetwor，總線采集的發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)、控制器采集的設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)以及機(jī)器運(yùn)行中的一些過(guò)程數(shù)據(jù)都可以實(shí)時(shí)上傳。針對(duì)振動(dòng)等高頻數(shù)據(jù)，在程序中提取高頻信息的特征值，轉(zhuǎn)為低頻后再上傳；針對(duì)故障1min的高頻數(shù)據(jù)，打包后在非工作時(shí)段上傳；針對(duì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)（用秒級(jí)上傳；針對(duì)設(shè)備的定位等低頻數(shù)據(jù)5min上傳一次，

節(jié)省云平臺(tái)的存儲(chǔ)量。計(jì)算平臺(tái)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的快速存取和業(yè)務(wù)3所示。為了滿足10萬(wàn)級(jí)臺(tái)量每秒鐘數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接入需求，系統(tǒng)根據(jù)通信流量對(duì)通信網(wǎng)關(guān)進(jìn)行水平伸縮，數(shù)據(jù)通過(guò)Kafka消息隊(duì)列進(jìn)行緩沖，再寫(xiě)入NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)Cassandra。數(shù)據(jù)庫(kù)包括工程機(jī)械裝備詳理后的音頻/計(jì)算平臺(tái)使用高性能的ApacheSpark作為計(jì)算引擎。原始數(shù)據(jù)通過(guò)Spark進(jìn)行等業(yè)務(wù)需求則通過(guò)SparkSQL與SparkMLli進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)，供可視化平臺(tái)呈現(xiàn)。平臺(tái)運(yùn)維采用Mesosphere公司的數(shù)據(jù)中心操作系統(tǒng)datacentreoperation圖3計(jì)算平臺(tái)軟件棧systemDC/O進(jìn)行管理。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心采用服務(wù)器和虛擬機(jī)的模型，具有資源碎片化、管理和運(yùn)維復(fù)雜、部署和更新過(guò)程冗長(zhǎng)、資源利用率低等缺點(diǎn)。DC/OS將DC/OS在統(tǒng)一的平臺(tái)上對(duì)微服務(wù)容器、NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)集群、Spark集群進(jìn)行管理和調(diào)度，生更適用于現(xiàn)代化的運(yùn)維管理。業(yè)務(wù)平臺(tái)目前以挖掘機(jī)為主要對(duì)象，同時(shí)也接入了風(fēng)機(jī)、旋控鉆機(jī)等其他三一單預(yù)測(cè)以及挖掘機(jī)工況識(shí)別等方面為不同App

5所工業(yè)大數(shù)據(jù)的價(jià)值主要體現(xiàn)在診斷和可視化平臺(tái)從初始端的數(shù)據(jù)源到末端的客戶端，基于全息數(shù)據(jù)可視化構(gòu)架以及分布式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)、企業(yè)控制中心、裝配線智能車間監(jiān)控以及公司會(huì)議設(shè)備等視頻源的無(wú)縫銜接，形成端到圖4業(yè)務(wù)平臺(tái)模塊圖5精準(zhǔn)畫(huà)像表2健康診斷與需求預(yù)測(cè)功能模塊功能維度健康診斷挖掘機(jī)診斷效能、易損件殘值、核心件殘值、狀態(tài)信息操作手診斷工作飽和度、機(jī)器愛(ài)護(hù)度、使用黏性代理商診斷銷售業(yè)績(jī)、服務(wù)業(yè)績(jī)服務(wù)工程師診斷工作飽和度、工作能力、工作態(tài)度需求預(yù)測(cè)保養(yǎng)訂單預(yù)測(cè)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)保養(yǎng)訂單數(shù)量，合理安排工單故障維護(hù)預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)機(jī)器可能故障，提醒客戶提前采取措施整機(jī)銷量預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)不同區(qū)域不同型號(hào)機(jī)器銷量，為主機(jī)廠提供決策支持配件銷售預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)不同區(qū)域配件需求狀態(tài)，供代理商參考核心件庫(kù)存預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)核心件消耗狀態(tài)，降低庫(kù)存儲(chǔ)備二手機(jī)價(jià)值預(yù)測(cè)評(píng)估二手機(jī)殘值，為市場(chǎng)提供官方指導(dǎo)價(jià)格客戶流失預(yù)測(cè)根據(jù)用戶畫(huà)像和使用黏性，預(yù)測(cè)客戶流失，并采取合理措施意向客戶預(yù)測(cè)根據(jù)用戶畫(huà)像和使用黏性，預(yù)測(cè)客戶購(gòu)買意向端的可視化和信息化管理。硬件設(shè)備可按需擴(kuò)展，不會(huì)造成重復(fù)建設(shè)；軟件部分模塊化，數(shù)據(jù)源直接讀取計(jì)算平臺(tái)的結(jié)果數(shù)據(jù)，能夠?qū)⒏鞣N數(shù)據(jù)、視頻、音頻信號(hào)以任意大小、任意位置方式呈現(xiàn)在任意的顯示設(shè)備上，兼容主流瀏覽器，提供強(qiáng)大靈活的定制化顯示?？梢暬脚_(tái)拓?fù)淙鐖D6所示?？梢暬脚_(tái)主要面向管理層和客戶提供不同的服務(wù)。面向管理層，通過(guò)數(shù)據(jù)可視化平臺(tái)對(duì)全球范圍挖掘機(jī)的主要關(guān)注指標(biāo)進(jìn)行透明化展示，便于公司管理層統(tǒng)一可視化平臺(tái)與實(shí)時(shí)運(yùn)行的挖掘機(jī)數(shù)據(jù)對(duì)接展示公司的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力、高效的售后服務(wù)能力與運(yùn)維能力，進(jìn)一步提高企業(yè)形象、品牌價(jià)值和客戶滿意度。服務(wù)內(nèi)容包括決策、顯示和互動(dòng)。決策平臺(tái)可與公司現(xiàn)有視頻設(shè)備兼容，若辦公室已安裝視頻設(shè)備，不但可參加公司內(nèi)部會(huì)議，還可將云平臺(tái)信息以雙流形式傳送給其他參會(huì)會(huì)場(chǎng)，所有外接信號(hào)均可上屏顯示，協(xié)助快速精準(zhǔn)決策。顯示在各個(gè)園區(qū)的監(jiān)控中心可通過(guò)大屏實(shí)

時(shí)獲取云平臺(tái)所有展示信息，并將信號(hào)源以雙流形式進(jìn)行傳輸；可查看不同工廠的監(jiān)控視頻源，也可查看各施工現(xiàn)場(chǎng)以及主機(jī)內(nèi)部攝像頭的視頻源?；?dòng)可視化信息可在多個(gè)地點(diǎn)的大屏幕上任意調(diào)度顯示Pad實(shí)現(xiàn)各個(gè)裝備之間數(shù)據(jù)的聯(lián)動(dòng)；采用瀏覽器/服務(wù)器（B/架構(gòu)，兼容主流瀏覽器，隨時(shí)隨地訪問(wèn)可視能，每個(gè)屏幕顯示不同的數(shù)據(jù)和畫(huà)面，顯示不同三一集團(tuán)裝備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)畫(huà)面等，通過(guò)觸摸屏一鍵式切換大屏進(jìn)行互動(dòng)。工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用該系統(tǒng)是華興公司為工程機(jī)械領(lǐng)域打造的圖6可視化平臺(tái)拓?fù)?0易維訊系統(tǒng)從201312月31日上線12次改版，其中正式版升級(jí)5次。最初版本提供4大類42統(tǒng)面向代理商、操作手、挖掘機(jī)老板和研發(fā)人員4類主要用戶提供99

所示。除網(wǎng)頁(yè)版外，目前已開(kāi)發(fā)出iOS版和Android版手機(jī)App，使用戶可隨時(shí)隨地掌握機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)，極大提升了用戶的操作體驗(yàn)以及對(duì)設(shè)備的滿意度。用戶可從易維訊系統(tǒng)中了解市場(chǎng)信8、所示。挖掘機(jī)老板可以查看設(shè)備實(shí)時(shí)所示。對(duì)未按時(shí)還貸款的客戶進(jìn)行遠(yuǎn)程鎖1圖7易維訊系統(tǒng)功能分類圖8市場(chǎng)分析——行政區(qū)域臺(tái)量統(tǒng)計(jì)圖9市場(chǎng)分析——行政區(qū)域開(kāi)工率統(tǒng)計(jì)圖10設(shè)備管理——實(shí)時(shí)工況查看2016016-362016025-362016016-362016061-362016016-362017001-362016016-362017007-22016016-362017009-12016016-362016025-362016016-362016061-362016016-362017001-362016016-362017007-22016016-362016025-362016016-362016061-362016016-362017001-362016016-362017007-22016016-362017050-12016016-362016025-362016016-362016061-362016016-362017001-362016016-362017007-22016016-362016025-362016016-362016061-362016016-362017001-362016016-362017007-22016016-362017035-12016016-362016025-362016016-362016061-362016016-362017001-362016016-362017007-22016016-362016025-362016016-362016061-362016016-362017001-362016016-362017007-22016016-362017059-10 2016016-362016025-362016016-362016061-362016016-362017001-362016016-362017007-22016016-362017009-12016016-362016025-362016016-362016061-362016016-362017001-362016016-362017007-22016016-362016025-362016016-362016061-362016016-362017001-362016016-362017007-22016016-362017050-12016016-362016025-362016016-362016061-362016016-362017001-362016016-362017007-22016016-362016025-362016016-362016061-362016016-362017001-362016016-362017007-22016016-362017035-12016016-362016025-362016016-362016061-362016016-362017001-362016016-362017007-22016016-362016025-362016016-362016061-362016016-362017001-362016016-362017007-22016016-36圖11設(shè)備解鎖機(jī)管理山區(qū)工作的機(jī)器進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試，以最快的速度解決客戶的問(wèn)題?！叭弧敝笖?shù)是以三一集團(tuán)工程機(jī)械設(shè)備的海量工況數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，選擇一系列反映三一集團(tuán)工程機(jī)械設(shè)備作業(yè)狀況的指標(biāo)，進(jìn)行綜合處理，用以反映工程機(jī)械經(jīng)濟(jì)景氣活躍程度的綜合指數(shù)，也是借助工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)打造出來(lái)的第一個(gè)面向國(guó)家，反映宏觀經(jīng)濟(jì)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的統(tǒng)計(jì)值。大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)使一臺(tái)臺(tái)三一集團(tuán)裝備的運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋在易維訊平臺(tái)跡。海量機(jī)械的應(yīng)用場(chǎng)景和開(kāi)工率等來(lái)自一線的真實(shí)情況，挖掘機(jī)、旋挖鉆機(jī)、泵

工時(shí)的熱力圖幾乎就是一張基礎(chǔ)建設(shè)行業(yè)的活力圖。從2014年開(kāi)始，每月定期向政府部門(mén)上報(bào)“三一”指數(shù)數(shù)據(jù)。輔助挖掘機(jī)升級(jí)2015年西南地區(qū)某三一機(jī)型用戶集體抱怨挖掘無(wú)力，而其他區(qū)域用戶對(duì)挖掘力的評(píng)價(jià)很好。傳統(tǒng)的辦法是派遣多名服務(wù)工程師到各個(gè)使用者處調(diào)研，了解情況?，F(xiàn)在采用大數(shù)據(jù)技術(shù)方法可以提高效率。過(guò)海量數(shù)據(jù)逼近問(wèn)題的原因，事先找到解決問(wèn)題的辦法。首先，通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)該型號(hào)挖掘機(jī)用12南地區(qū)7檔頻率使用最8910檔使用頻率高，檔使用頻率也遠(yuǎn)高于其他圖12檔位分布從臺(tái)數(shù)上看，該種機(jī)型主要賣給西南判斷該地區(qū)用戶注重效率而非油耗，所以使用11檔頻率高。需要針對(duì)該機(jī)型的配置華興公司根據(jù)西南地區(qū)某三一機(jī)型的降油H模式的匹配使其更貼近發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳經(jīng)濟(jì)區(qū)，同時(shí)增大泵的流量與恒功率曲線，使其更充分吸收發(fā)動(dòng)升級(jí)后的程序通過(guò)易維訊平臺(tái)遠(yuǎn)程下發(fā)給各主機(jī)，用戶使用后，均表示滿意。（1）挖掘機(jī)工況識(shí)別挖掘機(jī)的工作原理是將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)

械能轉(zhuǎn)化為液壓能，再通過(guò)復(fù)雜的液壓回路將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而實(shí)現(xiàn)整機(jī)作業(yè)的過(guò)程[8]。挖掘機(jī)工作的過(guò)程中環(huán)境惡劣、負(fù)載隨機(jī)、工況多變，不同工況下的匹配模式不同，設(shè)計(jì)要求不同，元件的故障概率也不同。因此精確掌握在外挖掘機(jī)的工況對(duì)研發(fā)支持（如故障診斷和產(chǎn)品升級(jí)）、售后服務(wù)（如二手機(jī)評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)）都有重要的作用。傳統(tǒng)對(duì)工況的區(qū)分都是采用服務(wù)工程師現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)的方式，只能針對(duì)個(gè)別機(jī)器進(jìn)行少量的采樣。大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，使全面了解各種機(jī)器的工況變成了可能。由于在外運(yùn)行的挖掘機(jī)沒(méi)有工況標(biāo)簽，無(wú)法進(jìn)行訓(xùn)練，因此在三一集團(tuán)試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)對(duì)大、中、小挖掘機(jī)各2款機(jī)型進(jìn)行8種常見(jiàn)工況的測(cè)試。為了排除操作手的影響，每個(gè)挖掘機(jī)都由多名操作手進(jìn)行測(cè)試，每種工況連續(xù)測(cè)試1，同時(shí)為8況分別打上標(biāo)簽，并保存測(cè)試數(shù)據(jù)，供訓(xùn)練使用。由于訓(xùn)練好的模型需要應(yīng)用在全部在外運(yùn)行的挖掘機(jī)上，因此數(shù)據(jù)采集時(shí)不能單獨(dú)加裝傳感器，全部使用量產(chǎn)挖掘機(jī)自帶的傳感器。記錄下來(lái)的數(shù)據(jù)按照均值類特征、波動(dòng)類特征和占比類特征進(jìn)行分類，歸一化后進(jìn)入訓(xùn)練模型。使用多種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、隨機(jī)森林等，根據(jù)初步測(cè)試的結(jié)果選取模型進(jìn)行細(xì)節(jié)調(diào)優(yōu)，再用實(shí)際工況數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，最終模型工況識(shí)別的準(zhǔn)確率在85%以上。（2）風(fēng)機(jī)健康評(píng)估華興工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)不僅接入了挖掘機(jī)等工程機(jī)械數(shù)據(jù)，還接入了三一集團(tuán)風(fēng)機(jī)的全部數(shù)據(jù)。以風(fēng)機(jī)整體運(yùn)行狀態(tài)為例，采用健康值對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。健康值是0~14示當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)分布完全與健康數(shù)據(jù)分布重合，隨著系統(tǒng)之間衰退，測(cè)試數(shù)據(jù)分布逐漸偏移，兩個(gè)分布的重疊部分逐漸減小，健康數(shù)值也隨之減小。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)設(shè)定的閾值用于判斷系統(tǒng)是否衰退到了需要進(jìn)一步進(jìn)行故障診斷的級(jí)別。利用風(fēng)機(jī)從切入風(fēng)速到切出風(fēng)速的功率曲線，使用多工況建模的手段建立風(fēng)機(jī)在健康狀態(tài)下的功率隨風(fēng)速變化的分布模型。在健康狀態(tài)下，風(fēng)機(jī)的風(fēng)功率散點(diǎn)圖應(yīng)分布在設(shè)計(jì)的功率曲線周圍，而當(dāng)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)性能衰退或故障時(shí)，風(fēng)機(jī)的功率分布將偏離設(shè)計(jì)的功率曲線，如15（a）所示。另外，通過(guò)建立功率與風(fēng)速的關(guān)系模型，對(duì)比當(dāng)前風(fēng)速下預(yù)期發(fā)電功率和實(shí)際發(fā)電功率之間的差異，就可以評(píng)估由于風(fēng)機(jī)衰退造成的發(fā)電量損失，如15（b）所示。通過(guò)對(duì)比維修或維護(hù)前后功率曲線的變化以及發(fā)電能力的恢復(fù)情況，就可以評(píng)估該維護(hù)或維修活動(dòng)的效果。割和歸一化，然后基于專家知識(shí)從數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制supervisorycontroland

圖13負(fù)載分布圖14健康值計(jì)算方法dtauSA系統(tǒng)的多個(gè)變量GussianmixturemodeGMsel-organizingmapSO、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)tkfuN應(yīng)的距離算法計(jì)算出評(píng)估性能差異的模型L2MQE部件級(jí)別的健康管理采用的方法與上面類似，只是針對(duì)不同部件選擇的參數(shù)和應(yīng)用方面已有了一些基礎(chǔ)，但目前整體尚處于起步階段。一方面數(shù)據(jù)的采集還需要根據(jù)應(yīng)用目標(biāo)提升數(shù)量和質(zhì)量，另一方面更多零部件故障預(yù)測(cè)模型還有待建立，以形成可以實(shí)用的大數(shù)據(jù)模型。工業(yè)大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)分析要與工業(yè)知識(shí)體系和邏輯相結(jié)合，未來(lái)的知識(shí)體系不是依靠專業(yè)人士的經(jīng)驗(yàn)，而是以數(shù)字的方式保存下來(lái)，需要在持續(xù)的運(yùn)營(yíng)中將知