工業(yè)領域傳統(tǒng)的故障預警

根據(jù)設備運行規(guī)律或數(shù)據(jù)變化趨勢，在設備真正發(fā)生故障之前，及時發(fā)現(xiàn)設備的異常狀況并進行相關的報警推送，我們把這一過程稱之為故障預警。故障預警的目的在于在發(fā)生故障的早期進行設備的及時保養(yǎng)和采取針對性維護策略，將設備的潛在隱患消除。以下幾種是當前主流的故障預警模型：

1、基于專家經(jīng)驗的預警模型。主要以相關專家、操作人員的積累經(jīng)驗知識為基礎，定性或定量描述故障過程各設備的故障現(xiàn)象及故障模式。在設備出現(xiàn)異常征兆后通過系統(tǒng)推理、演繹等方式模擬過程專家在監(jiān)測上的推理能力，從而自動完成設備故障預警。說白了就是把電廠集控規(guī)程中“典型事故處理”配上專家的經(jīng)驗權重，用計算機編程的方式做成系統(tǒng)罷了。

局限性：該類方法無需精確的數(shù)學模型，但依賴于經(jīng)驗知識，主觀性比較大。

2、基于智能硬件分析的故障預警模型。這種預警思路需要在監(jiān)控的設備上加裝高性能傳感器，通過信號的采集解調(diào)分析進行超前預警，常見于轉(zhuǎn)動機械的振動分析。比如艾默生的“CSI2104”。

局限性：成本較高—需要昂貴的進口傳感器；門檻較高—需要足夠資深的振動分析師。

3、基于報警跳閘限值的故障預警模型。

這種預警模式主要的監(jiān)控標準是廠家閾值或者行業(yè)閾值，在待監(jiān)控設備參數(shù)超限后進行及時的報警或跳閘，保護設備及人身安全。

局限性：故障預警時間處于故障的晚期，大多數(shù)無法早期發(fā)現(xiàn)，從而造成一定的經(jīng)濟損失，同時也無法檢測到閾值以內(nèi)的故障隱患。

基于大數(shù)據(jù)的故障預警新解

通過上面可以了解到，現(xiàn)在工業(yè)領域故障預警總會存在這樣或那樣的缺憾，無法真正意義上滿足企業(yè)對故障預警的要求，如何打破這一桎梏。基于大數(shù)據(jù)的故障預警應運而生，其預警原理是通過大量歷史數(shù)據(jù)的梳理和分析，將故障發(fā)生前的一段時間內(nèi)所有故障相關影響參數(shù)進行趨勢量化處理，打標簽后形成帶有本地特色的故障模型。在工業(yè)領域日常生產(chǎn)活動中監(jiān)測的參數(shù)實時對比本地化故障模型，達到觸發(fā)條件后進行預警。

圖形案例說明：

這是某機組設備發(fā)生故障的歷史曲線曲線（圖形下半部）及算法擬合故障概率曲線（圖形上半部）。通過圖形不難看出，在設備故障發(fā)生的前4天就能向運行管理人員推送該設備故障預警信息，并隨著時間的延長，故障發(fā)生概率逐漸增加。

基于大數(shù)據(jù)的故障預警與傳統(tǒng)的故障預警相比的優(yōu)勢：

1、投入成本低，使用門檻低

大多數(shù)電廠在轉(zhuǎn)機振動故障預警監(jiān)測投入一般都比較大，　而且需要極其深厚的頻譜解調(diào)分析功底。但電力企業(yè)經(jīng)濟預算有限，一般人員也沒有頻譜分析功底。大數(shù)據(jù)故障預警監(jiān)測的數(shù)據(jù)源均來自企業(yè)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)集成中心，例如sis、DCS等。只需要在軟件處理上做一些接口對接工作，無需購置昂貴的檢測分析儀器，而且分析過程均由機器自動完成，不用人為參與，分析結果實時自動推送。

2、模型通用性強，帶有強烈的企業(yè)特色。

目前，監(jiān)測汽輪軸系狀態(tài)的有TDM、BCT101等；監(jiān)測鍋爐受熱面的有四管泄露監(jiān)測系統(tǒng)；監(jiān)測轉(zhuǎn)機振動的有TSI…每個設備由于其原理及構造的不同都有不同的監(jiān)測模型，而且都是標準產(chǎn)品。而大數(shù)據(jù)故障預警系統(tǒng)可用于電廠所有系統(tǒng)各種類型設備的故障模型搭建，而且模型訓練數(shù)據(jù)均來自企業(yè)本身，量身定做故障預警模型，更加貼近企業(yè)真實情況。

3、超前預警

在集控室中我們最不愿意聽到的就是事故喇叭的滴滴聲，也不愿意看到報警畫面頻繁報警閃爍。以上情況是因為事故已發(fā)生，或者趨勢形成已經(jīng)達到危害機組的程度，從處理流程和及時性來說應該算事后處理，比較被動，同時對機器安全形成極大隱患。基于大數(shù)據(jù)的故障預警可及時發(fā)現(xiàn)故障/事故的潛伏期，并通過算法擬合成一條概率曲線，進行實時報警推送，超前預警。

大數(shù)據(jù)故障預警的意義

總的來說，基于大數(shù)據(jù)的故障預警應用覆蓋面非常廣泛，它的意義在于超前的故障預警提醒企業(yè)管理運維人員制定針對性的保養(yǎng)維護策略，將設備的缺陷隱患消除在萌芽狀態(tài)，延長設備的使用壽命，真正意義上實現(xiàn)了狀態(tài)驅(qū)動運維的模式。對于無法避免的故障可以進行及時針對性的事故演練，保證充足的備件調(diào)配準備時間，避免人為因素造成二次事故，同時也大大減少因備件因素造成的非計停時間延長情況的發(fā)生。

未來與挑戰(zhàn)

基于大數(shù)據(jù)的故障預警模式被廣泛應用后，你會發(fā)現(xiàn)：企業(yè)設備故障率明顯下降了；企業(yè)基層員工都成為設備故障診斷專家了；電廠鍋爐受熱面泄露故障前10天就預知了；想關注的設備都能進行故障預警了；非計停的緊張感再也沒有了，應對更加從容……在開創(chuàng)大數(shù)據(jù)故障預警的道路上