數(shù)智啟迪錄03 | 無(wú)處不在的數(shù)據(jù)，何以驅(qū)動(dòng)水務(wù)新未來(lái)？

無(wú)處不在的數(shù)據(jù)，何以驅(qū)動(dòng)水務(wù)新未來(lái)？

水務(wù)行業(yè)擁有豐富的實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析并應(yīng)用的價(jià)值已被廣泛認(rèn)可。然而，如何讓非數(shù)據(jù)科學(xué)家也能輕松駕馭這些工具，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為實(shí)際成果，卻仍是一個(gè)挑戰(zhàn)。

數(shù)據(jù)分析的優(yōu)勢(shì)顯而易見，通過(guò)挖掘現(xiàn)有數(shù)據(jù)即可獲得回報(bào)：

- 降低成本

- 提高效率

- 提升供水需求規(guī)劃的準(zhǔn)確性

- 減少非計(jì)劃性停機(jī)時(shí)間

- 優(yōu)化化學(xué)品管理

處理數(shù)據(jù)、構(gòu)建模型和算法通常被認(rèn)為是數(shù)據(jù)科學(xué)家的專業(yè)范疇，高技術(shù)門檻在一定程度上限制了數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用和價(jià)值。對(duì)于許多工程師和運(yùn)營(yíng)人員來(lái)說(shuō)，使用數(shù)據(jù)分析軟件仍是一項(xiàng)不小的挑戰(zhàn)。

工業(yè)數(shù)據(jù)分析——水務(wù)行業(yè)的“新利器”

對(duì)于公用事業(yè)公司而言，借助為特定應(yīng)用場(chǎng)景量身定制的即用型培訓(xùn)模型（如GE Vernova的Proficy CSense等解決方案），工業(yè)數(shù)據(jù)分析正變得更觸手可及。通過(guò)自助服務(wù)用戶界面，工程師可以整合各類工業(yè)數(shù)據(jù)源信息，迅速定位問(wèn)題，發(fā)掘根本原因，預(yù)測(cè)未來(lái)性能，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，從而持續(xù)提高運(yùn)營(yíng)質(zhì)量、設(shè)備利用率、生產(chǎn)效率及運(yùn)營(yíng)交付能力。

提前16天，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)故障

在最近的一個(gè)案例中，GE Vernova利用Proficy CSense，助力一家中型水務(wù)公司提前16天預(yù)測(cè)水泵故障。

值得一提的是，整個(gè)過(guò)程無(wú)需編寫任何代碼，系統(tǒng)生成的趨勢(shì)分析圖可直觀呈現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)，助力工程師識(shí)別故障征兆并采取應(yīng)對(duì)措施。

經(jīng)分析確定，問(wèn)題根源被定位到一個(gè)易腐蝕的關(guān)鍵螺栓上，由于其位置特殊，目視檢查相當(dāng)困難。當(dāng)螺栓遭受腐蝕時(shí)，其螺紋會(huì)逐漸松動(dòng)導(dǎo)致接觸不良，進(jìn)而導(dǎo)致葉輪輪轉(zhuǎn)失衡。由此引發(fā)的異常振動(dòng)會(huì)對(duì)電機(jī)及其聯(lián)軸器造成進(jìn)一步損壞。隨著腐蝕進(jìn)程推進(jìn)，螺栓頭將完全脫落，造成葉輪脫離泵體固定結(jié)構(gòu)，引發(fā)災(zāi)難性故障。結(jié)果就是，這顆價(jià)值低廉的螺栓將導(dǎo)致整臺(tái)造價(jià)高昂的水泵停運(yùn)數(shù)周之久。

這是一個(gè)必須消除的高成本故障點(diǎn)。

通過(guò)部署分析系統(tǒng)和訓(xùn)練完備的數(shù)據(jù)模型，水務(wù)公司現(xiàn)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)振動(dòng)信號(hào)的模式異動(dòng)及趨勢(shì)變化，從而有效預(yù)測(cè)未來(lái)可能出現(xiàn)的問(wèn)題。因此，公司得以提前兩周安排預(yù)防性維護(hù)工作，相比于被動(dòng)應(yīng)對(duì)突發(fā)停機(jī)事故，僅需安排單日檢修即可避免數(shù)周停工，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)效率的飛躍式提升。

整個(gè)技術(shù)方案無(wú)需額外編寫代碼，直接利用現(xiàn)有歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)即可實(shí)施。當(dāng)GE Vernova專為水務(wù)行業(yè)研發(fā)的算法完成訓(xùn)練部署后，這套工業(yè)分析魔法便開始展現(xiàn)其變革力量——將傳統(tǒng)的事后維修模式轉(zhuǎn)變?yōu)榭深A(yù)測(cè)、可規(guī)劃的精準(zhǔn)運(yùn)維新范式。

在這個(gè)案例中，系統(tǒng)首先導(dǎo)入了基于文本格式的維護(hù)記錄。通過(guò)對(duì)這些記錄進(jìn)行分析，識(shí)別出兩次水泵故障，還捕捉到了之前被忽視的相關(guān)振動(dòng)異常?；谶@一發(fā)現(xiàn)，技術(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗后，采用“主成分分析”（PCA）的統(tǒng)計(jì)方法，精準(zhǔn)篩選出預(yù)測(cè)故障所需的最少標(biāo)簽數(shù)，從而有效減少了冗余信號(hào)的干擾。我們并不需要依賴數(shù)百個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)或數(shù)十個(gè)數(shù)據(jù)源，只需一組現(xiàn)成的正確數(shù)據(jù)即可構(gòu)建高精度預(yù)測(cè)模型。

通過(guò)整合新信息與現(xiàn)成的學(xué)習(xí)模型，以迭代訓(xùn)練算法, 優(yōu)化性能，達(dá)到最佳、可重復(fù)的性能表現(xiàn)。最終生成的數(shù)據(jù)可視化圖表能夠輕松識(shí)別異常情況，為預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃的制定提供了有力支持。

釋放數(shù)據(jù)潛力，開啟無(wú)限可能

這個(gè)案例證明，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，水務(wù)企業(yè)不僅可以精準(zhǔn)預(yù)測(cè)設(shè)備故障，還能優(yōu)化運(yùn)營(yíng)效率，實(shí)現(xiàn)最低的運(yùn)營(yíng)成本。如果您也在收集和存儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，您也將開啟無(wú)限可能。以下是一些數(shù)據(jù)分析可能產(chǎn)生重大影響的應(yīng)用場(chǎng)景：

- 優(yōu)化化學(xué)品使用（例如氨）

- 根據(jù)過(guò)程中資產(chǎn)的利用情況降低能源成本

- 提高水需求預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性并優(yōu)化流量

- 資產(chǎn)故障預(yù)測(cè)

數(shù)據(jù)分析蘊(yùn)藏?zé)o限潛力，您是否也想將其應(yīng)用到業(yè)務(wù)中呢？如需了解更多信息，請(qǐng)點(diǎn)擊下方“閱讀原文”觀看網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)視頻《使用自助數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)資產(chǎn)故障和過(guò)程變化》。

本文作者

Cobus van Heerden

數(shù)據(jù)分析、人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)軟件高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理

GE Vernova Proficy?軟件與服務(wù)

Cobus van Heerden在工業(yè)分析軟件的開發(fā)、應(yīng)用和商業(yè)化方面擁有25年的全球經(jīng)驗(yàn)，并在制造業(yè)領(lǐng)域擁有深厚的專業(yè)知識(shí)。他專注于通過(guò)應(yīng)用數(shù)字技術(shù)、高級(jí)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)，助力工業(yè)組織實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力的突破性提升。

關(guān)于GE Vernova’s Electrification Software

GE Vernova推出的Proficy?軟件與服務(wù)，旨在賦能團(tuán)隊(duì)，照亮通往更綠色、更具盈利能力的未來(lái)之路。這款成熟的工業(yè)級(jí)軟件能夠加速創(chuàng)新，助力互聯(lián)員工，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)運(yùn)營(yíng)。全球逾20,000家客戶正借助Proficy的力量實(shí)現(xiàn)顯著提升。

Proficy系列產(chǎn)品涵蓋了基于云端及本地部署的HMI/SCADA、MES、工業(yè)數(shù)據(jù)管理以及分析工具等功能模塊。這款強(qiáng)大的軟件能有效應(yīng)對(duì)各類嚴(yán)苛的工業(yè)挑戰(zhàn)，廣泛應(yīng)用于離散制造、混合制造、連續(xù)制造、公用設(shè)施自動(dòng)化、城市軌道交通等諸多領(lǐng)域。Proficy具備靈活的架構(gòu)適應(yīng)能力，無(wú)論是單一設(shè)備、遠(yuǎn)程變電站，還是橫跨多廠區(qū)、多地域的復(fù)雜分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，都能輕松駕馭。探索Proficy軟件與服務(wù)。