人工智能在已經(jīng)有數(shù)十年的發(fā)展歷史,并且人們在深度學(xué)習領(lǐng)域也看到了巨大的進步(如IBM的Deep Blue和Google的AlphaGo)。但將人工智能應(yīng)用到企業(yè)生產(chǎn)中僅僅是近十年來才發(fā)生的變化。過去幾年中,整合了人工智能的Bi應(yīng)用呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。
在制造業(yè)領(lǐng)域,機器學(xué)習主要用于發(fā)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)中的異常模式識別以及預(yù)知性維護。異常監(jiān)測并不只針對工業(yè)生產(chǎn),但是應(yīng)用到特定的工業(yè)生產(chǎn)就不一樣了。
異常檢測
監(jiān)測異常的過程中,步就是建立起正常的基準線。已經(jīng)有歷史數(shù)據(jù)的機構(gòu)在這個領(lǐng)域更勝一籌,因為這些數(shù)據(jù)可以直接灌進絕大部分的機器學(xué)習系統(tǒng)中,以建立起基準線。不幸的是,如果機構(gòu)卻少這類的數(shù)據(jù),系統(tǒng)就需要一段時間來觀察收集數(shù)據(jù)才能確定基準線。這個積累的時間可長可短,取決于組織本身的屬性以及數(shù)據(jù)是否會隨時間大幅度變化,如不同的季度之間。
工業(yè)生產(chǎn)者可以從異常檢測中獲益頗多。典型的例子是,異常監(jiān)測可以在生產(chǎn)線上更早的找到有缺陷的產(chǎn)品。早期的異常檢測可以幫助機械操作員更早預(yù)警到生產(chǎn)流程中可能存在的宕機事件,從而使的事件可以被更快速的解決,甚至不需要關(guān)停流水線。
預(yù)知性維護
預(yù)知性維護是異常檢測一個子集,它專注在機械本身的狀態(tài)判斷上。例如,是否一個機器即將接近它的維修窗口,或者即將發(fā)生故障。通過將當前傳感器數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)做比對,系統(tǒng)可以使用預(yù)知性維護算法來更早的發(fā)現(xiàn)潛在的事件,使的公司可以更早的進行維護從而將潛在的影響降低到小。預(yù)知性維護也可以幫助公司減少昂貴的計劃外的維護,以及由于維護造成的利潤下降。
機器學(xué)習應(yīng)用
GE的Predix和Siemens的Sinalytics都將機器學(xué)習應(yīng)用到了他們的平臺中。Amazon的AWS機器學(xué)習平臺和Microsoft的Azure機器學(xué)習平臺也都在為那些已經(jīng)有大數(shù)據(jù)實踐并且想應(yīng)用機器學(xué)習的公司提供服務(wù)。還有很多同類的公司都在為工業(yè)界客戶提供機器學(xué)習的服務(wù),如Anodot或Plat.one。
現(xiàn)在,機器學(xué)習的使用環(huán)境也比以前更有好的多。大多數(shù)的機器學(xué)習工具都是基于規(guī)則的,甚至可以通過可視化界面幫助建模。這些模型,許多都是由Bi部門中知道如何編寫腳本的普通員工或者數(shù)據(jù)科學(xué)家構(gòu)建的,并且客戶在線部署而無需其它定制代碼。
更的機器學(xué)習功能還包括資產(chǎn)模擬。資產(chǎn)模擬可以將工業(yè)機械建模為軟件,在不同的環(huán)境下模擬運行。這種模擬可以幫助企業(yè)找出優(yōu)化資產(chǎn)的所有變量,大化各種情況下的使用效率。GE的Predix中,這個功能叫做Digital Twin,雖然目前還沒有能夠模擬任何一種機械,但是GE聲稱它幾乎可以通過軟件模擬所有的設(shè)備。
自然語言處理
目前,分析工業(yè)機械數(shù)據(jù)的大挑戰(zhàn)在于了解數(shù)據(jù)中的含義(如錯誤代碼和傳感器數(shù)據(jù))。數(shù)據(jù)格式(信息與其含義的對應(yīng))經(jīng)常深藏在操作手冊里,這意味著在利用這些數(shù)據(jù)之前,需要手工對這些數(shù)據(jù)進行映射。GE的Knowlege Discovery實驗室的Lead,Steven Gustafson,解釋道:
“(在一個工廠中)我們有許多不同生產(chǎn)商生產(chǎn)的不同類型的機器,他們經(jīng)常使用一種很初級的方式連接到中控系統(tǒng)中,只是用來做報警,關(guān)機或者一些安全相關(guān)的事情?,F(xiàn)在,我們想以一種全局性的方式來觀察整體的運轉(zhuǎn)情況,從而進行優(yōu)化。在數(shù)據(jù)側(cè),機器學(xué)習已經(jīng)成為了一種主要的分析手段。
因此,這里我們需要使用自然語言處理算法來分析提取機械故障報告,從而將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。因為如果你有一個運行著幾十種機械的工廠,他們產(chǎn)生的報警信息往往是不同的格式,描述著報警的內(nèi)容。而令人驚訝的是,自然語言處理可以將這些報警信息標準化,從而在數(shù)據(jù)回流的時候,這些報警信息將會是數(shù)字形式的——我更傾向于稱之為“兼容格式”。這樣我們就可以基于它們做出自動化的響應(yīng)。”
?。ㄔ瓨祟}:現(xiàn)在制造業(yè)的數(shù)據(jù)科學(xué):趨勢:工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析)