《工业大数据导论》 课件 第8章 工业大数据智能应用

工业大智能应用章节内容一、工业大数据在智能机床中的应用二、工业大数据在工程机械中的应用三、工业大数据在电网中的应用四、工业大数据在发动机中的应用五、工业大数据在白色家电中的应用思维导图8.1工业大数据在智能机床中的应用大数据数据采集温度传感器振动传感器系统内部电控数据数据传感器iNC-CloudAI算法库智能数控系统智能机床健康保障智能APP装配质量诊断工艺参数优化接口调用算法调用APP开发章节导图8.1工业大数据在智能机床中的应用8.1.1机床健康保障技术应用

通过对不同阶段CPS模型中的指令域波形图进行对比、分析，提取出指令域波形显著的特征信息，进而利用指令域的特征信息进行数控机床健康状态的检测与评估，并以雷达图表达单台机床各子系统间的健康状态和分色图表达单台机床所处的健康阶段，最终实现数控机床的健康保障目的。健康保障技术原理图

自检G指令运行内容提取出指令域波形显著的特征信息负载电流跟随误差换刀时间……机床健康状态检测与评估8.1工业大数据在智能机床中的应用机床健康保障将时域信号按照G指令进行划分，并提取相关时域信号的特征值，对特征值做相关聚类处理和可视化处理，得到数控机床进给轴、主轴和整机的健康指数，指数范围0~1，越接近1表示健康状况越好a)雷达图b）健康指数图

机床健康指数雷达图通过雷达图并利用时序分析和历史健康数据对数控机床的进给轴、主轴和整机的健康状态进行预测。Y轴健康指数异常，需重点关注！8.1工业大数据在智能机床中的应用使用健康保障对车间机床进行健康普查，提升机床健康度、提升机床稼动率；通过健康保障，故障在隐患阶段时就被监测并进行预警，提升设备维保效率。已检测到故障隐患：机床防护罩变形导致的进给轴电流波动大；继电器板基座接触不良导致的选刀、换刀时间偏长；缓冲点及过缓冲点速度设置不合理造成的换刀过程振动偏大等防护罩变形健康保障应用效果异常机床健康指数正常机床健康指数机床健康指数对比8.1工业大数据在智能机床中的应用8.1.2机床装配质量诊断技术应用图

机床主轴、进给轴装配质量诊断技术实现原理图项目的需求分析8.1.2机床装配质量诊断技术应用数据采集温度传感器振动传感器系统内部电控数据数据传感器主轴进给轴装配质量云系统内部数据传感器数据诊断数据质量诊断与预测结果装配质量较好装配质量不合格，需关注8.1工业大数据在智能机床中的应用8.1.3工艺参数优化技术应用实时加工大数据基于实测数据优化进给速度8.1工业大数据在智能机床中的应用8.1.3工艺参数优化技术应用效果在3C加工企业，工艺参数优化技术在保证加工质量的同时，无需修改任何加工工艺路线，可将加工效率提升5%~20%。8.2工业大数据在工程机械中的应用8.2.1性能监控与智慧工地窄带物联网移动网络无线网络终端油位数据平均油耗数据气压油压数据水温油温数据报警信息数据实时采集数据传输云数据平台云端状态监控异常提醒效率分析……数据分析数据处理性能监控8.2工业大数据在工程机械中的应用智慧工地物联网技术的“感、传、知、控"，使用前端感应器获取视频、考勤、设备、环境等工地现场数据。通过WSN、4G传输、有线传输等多种方式传输至中心。用户可以通过APP在手机上，通过网络盒子在监视器上，通过网页在电脑上查看工地实时信息。异常时设备自动控制，或者人为控制前端系统。Internetofthings智慧工地感视频图像感应塔吊状态感应工地环境感应人工信息录入传4G卡无线AP路由知手机电脑网页网络盒子控视频塔吊限制器淋喷系统信息下发8.2工业大数据在工程机械中的应用智慧工地8.2工业大数据在工程机械中的应用8.2.2远程运维与健康保障快速进行故障定位与分析，快速响应！云数据中心实时运行数据报警数据实时运行数据历史运行数据其他辅助数据远程指导用户自主维修远程运维不起作用根据工程车辆和服务车辆的定位，以及远程运维过程中掌握的故障信息，确认需要的备件类型，安排离故障设备最近的服务车携带最近的维修备件前往现场维修。实现快速响应。8.2工业大数据在工程机械中的应用8.2.2远程运维与健康保障云数据中心实时运行数据报警数据实时运行数据历史运行数据其他辅助数据tV0设备健康运行状态模型数据挖掘数据分析建模故障预测提前干预服务方式转变由被动服务转向主动服务由故障维修转变为故障预测8.2工业大数据在工程机械中的应用8.2.3产品与生产营销优化利用大数据技术，通过对地理位置数据进行关联分析发现泵车主油缸故障与沿海地区有很强的相关性，确定沿海地区的盐雾环境和水质导致油缸密封体腐蚀是主油缸故障的主要原因。杭深高铁盐雾环境腐蚀下一代油缸产品中针对故障原因作出相应优化，提高产品质量8.2工业大数据在工程机械中的应用8.2.3产品与生产营销优化通过对挖掘机、旋挖钻机、起重机等工程机械设备的运行时间、开工位置等某些敏感数据进行统计分析，及时、准确地发现市场需求。针对不同地区，不同产品，及时调整生产和销售策略，实现宏观决策分析。8.3工业大数据在电网中的应用电力大数据是指在发电、输电、变电、配电、用电、调度等各个环节，通过传感器、智能设备、视频监控设备、音频通信设备和移动终端等各种数据采集渠道采集到的各种结构化、半结构化和非结构化的海量业务数据的集合。章节导图8.3工业大数据在电网中的应用8.3.1电厂端：状态监测与故障智能预警电网大数据分类8.3工业大数据在电网中的应用状态监测早期的电网状态监测主要倾向于单台独立的设备，即设备与设备之间的监测数据相互独立，且数据量少，那么不同设备间的运行数据便无法进行综合监测及对比分析，因此很难实现对电网全景状态信息的监测。发电输电变电用电电网监测与调度中心电网运行过程全程监控数据在线监测与分析电网全景运行状态实时诊断数据采集8.3工业大数据在电网中的应用状态评估与智能预警初始数据实时监测数据历史运行数据设备故障数据数据采集神经网络算法深度学习算法数据挖掘设备异常状态关联模型在线评估趋势分析设备状态评估与智能预警的基本思路：8.3工业大数据在电网中的应用状态评估与智能预警设备状态评估是基于设备关联分析的，可为智能预警提供有力依据。重要意义：设备状态评估与智能预警对早期故障预测、检修策略制定等都具有重要意义，不但可以避免因检修不到位造成的故障停电，也能避免过度、重复检修造成资源浪费，降低检修成本，提供高检修效率和电网资产利用效率。关联分析算法设备A设备B异常报警异常报警98%概率设备A设备B异常报警检修维保故障预警智能预警原理8.3工业大数据在电网中的应用8.3.2企业端：电力负荷预测与智能调度实时用电信息气温降水其他气象数据电能是一种非常特殊的能源，它无法像其他商品一样通过大量的存储来满足用户突然大量的用电需求。因此，电能的生产、传输和使用要求同时完成，那么某一时刻发电量过多，就会造成资源浪费，过少则会造成停电，无法满足用电侧的用电需求。历史用电数据短期负荷预测：火电分配，新能源发电与传统发电并网协调，机组经济组合等调度方式中长期负荷预测：水库调度，线网规划，电厂建设等人口数据国民经济数据用地类型数据8.3工业大数据在电网中的应用8.3.3用户端：提升服务质量大数据分析不仅能帮助企业提高运营效率，还能改善客户体验、提升服务质量。通过对用户资料、用电信息、以及客服电话录音等数据进行收集，并通过模式识别与机器学习等技术，统计分析用户关注与诉求最高的问题点，针对重点问题及时制定处理方案，通过主动服务来改善用户体验，提升服务质量。GulfPower海湾电力公司通过大数据分析发现，公司在发布计划停电信息后，如果：供电恢复时间比预期计划时间早10分钟客户满意度最高2小时客户满意度会更高吗？反而会对客户满意度产生负面影响，造成用户投诉通过大数据分析得到的类似这样的指标，能帮助电力企业解决他们最关注的客户体验问题，提高客户满意度和客户留存率。8.4工业大数据在发动机中的应用航空发动机大数据主要产生在设计制造、运行使用和维护修理三个阶段。发动机设计、制造、使用、维护、报废等全生命周期的所有数据构成了发动机多元多维度的大数据来源。根据产生阶段，发动机数据可分为：2、运行数据主要是指发动机运行使用过程中产生的数据，如发动机起降过程参数、运行过程中飞机的高度、速度、航向、油液压力和温度、进气和排气温度、发动机振动值等。发动机运行环境如天气状况、航班、飞行时间等也是构成发动机运行数据的重要来源。1、初始数据主要是发动机设计与制造阶段产生的数据，主要包括发动机的初始构型清单、适航指令状态清单、发动机出厂信息、初始尺寸参数、初始运行参数等。还包括发动机设计制造公式、图纸、文件、代码等信息。3、维修数据包括航线使用维护（如滑油消耗分析数据、特情维护等）、车间修理（如修理后的构型清单、修理方案、维修大纲及维修成本等）以及涉及维护维修的设备、材料和维护管理人员等数据。8.4工业大数据在发动机中的应用8.4.1发动机状态监控与故障预警起降、巡航等480个飞行参数大数据Predix工业互联网平台1级预警警告位于美国辛辛那提或中国上海的GE发动机机队支援中心会立即收到通知状态监控2级预警警告3级预警警告predix会将该事件反馈给发动机机队监控团队的专家处理说明情况非常严重，必须由发动机的设计和制造工程师们亲自解决故障预警8.4工业大数据在发动机中的应用8.4.2发动机数字化双胞胎技术DigitalTwin（数字化双胞胎）技术是指通过技术手段，将实际产品、设备、生产工艺等物理对象以数字化的方式进行仿真，从而得到一个被“数字克隆”过的虚拟对象。同济大学陈明教授指出，数字化双胞胎模型指的是以数字化方式在虚拟空间呈现物理对象，即以数字化方式为物理对象创建虚拟模型，模拟其在现实环境中的行为特征。物理对象虚拟对象虚拟调试数字信息协同模型优化优化产品降低成本节省时间数字化双胞胎通过互联网平台收集和分析数据，将发动机的运行数据映射到对应的数字化双胞胎模型中，在服务器里得到一个被“数字克隆”的发动机，在数字模型中进行虚拟现实操作，就可实现对数字模型发动机的监测和调试，从而给出实物发动机零部件的更换建议和更加科学的维护计划，极大地提高了GE公司物理资产的利用价值。8.4工业大数据在发动机中的应用8.4.3发动机健康管理设计数据制造数据飞行数据飞行天气状况飞行员操作飞行航线远程维修预防性维护维保计划寿命管理健康管理其他数据“发动机健康管理”系统（EngineHealthManagementEHM）发动机监控8.5工业大数据在白色家电中的应用8.5.1工业大数据在智能白色家电中的应用智能冰箱除了最基本的温度智能控制外，还能实现食品安全追溯、食品保质期预警、健康食谱推送等功能。它通过采用图像识别技术，对放入冰箱的食材进行自动识别，记录食材的种类、特色和放入时间，当食材接近保鲜期时，冰箱就可提醒用户及时处理。同时，通过记录用户的日常饮食数据，分析用户饮食习惯，并结合RealSense（实感技术）对人身体维度信息进行测量，计算出人体的BMI（身体质量指数）、BMR（基础代谢率）等数据，那么结合用户饮食习惯与身体维度信息，可为用户推荐最全面、最营养的健康膳食食谱和运动建议。智能家居通过配套的智能家居APP，可以通过智能设备感应或人为情景设置切换智能家电不同的工作模式，比如当PM2.5检测仪检测到当前环境PM2.5浓度高于75μg/m³时，自动开启空气净化器；又比如下班时通过APP设置“回家模式”，空调便开始工作，回到家中开锁时，智能门锁便“告诉”智能家居系统打开客厅的灯和电视，而此时，提前工作的空调已经让客厅的温度达到预设的值。标签二维码扫描智能标签识别获取衣物面料信息用水量自动选择洗衣液及用量自动选择最佳洗涤程序设置衣物量自动感知获取衣物数量或重量智能洗衣机8.5工业大数据在白色家电中的应用8.5.2工业大数据在多联机空调中的应用安装调试层面：规范工程安装流程，指导安装调试人员进行高质量的安装调试产品使用层面：实时监控空调设备的运行状态，保证空调健康工作售后维保层面：通过海量实时数据和历史数据，提前发现空调设备可能会出现的故