1. INDASS Dashboard

Version 3.0 Release 1

1.1. 合理性分析(Rational Analysis)

合理性分析包括机理与约束的分析,参数的筛选及映像图等。

原本的分析对象的参数也许很多(比如,燃气真空锅炉的参数可能多达180个),INDASS本身倒是没有对分析参数的个数作出限制,但是,INDASS 却不建议分析全部的这些参数,一个是分析不过来(一个对象的分析内容很多,计算量非常大),再一个也没有这个必要。

因此,我们需要选择那些比较重要的参数。除了选择分析参数以外,每个对每个参数(温度,压力,频率,转速,等等),我们都需要给出一个“权重值”,叫 “Weight”。这些信息,我们都需要在Admin里面去记录。在Admin里面,直接输入每个参数的权重值这个数值就行了。

状态映像
Image - 状态映像

第⼀个分析内容是 “分析对象运行状态映像”。简单的说,可以理解成,我们把一台设备的运行数据,可视化,变成了一个容易识别,容易辨认,而且反映了这个设备运行的多个重要侧面信息的,这样一张图。随着设备运行的状态的变化,这个图也会随之发生变化。

INDASS 并不是简单的把设备运行的原始状态数据变成一张图,而是经过了一个特殊的Transformer(变换)计算,千万不要小看这一点,这里面包含着深奥的美学、逻辑学和哲学的思想。经过变换之后的这张图,达到的效果是 “如果设备正常,这张图就好看”。这是一个逻辑命题,反过来的逆否命题也是成立的,就是 “如果这张图不好看,设备就不正常”。

1.2. 指数分析(Index Analysis)

工业设备运行指数分析,就是把工业设备运行的多项数据进行高度抽象后,简化成一个简单的数字 -- “运行指数”,并通过这个指数和指数的变化,发现设备运行的各种状态变化,从而对工业设备的运行状态,以及运行状态的变化,进行评估和预测

物联网数据中,描述设备状态的数据是多元的,这个复杂程度是很高的。以发电机组为例,⼀台发电机组涉及到的参数差不多有180个之多,这些参数里面,有些是非常重要的参数,有些是一般的参数,有些是参考的参数。当⼀股脑给出180个数据,代表某⼀个瞬间设备运行的参数的时候,尽管能分得清主次轻重,但是也很难直观的判断这个设备到底现在是什什么情况。

我们举个股票的例子就明白了。任何⼀个股票交易所,都有很多股票在交易易,任何⼀个个股,都有涨有跌。如果只看某个个股在某一个瞬间的涨跌交易量,是很难判断整个股市的活跃程度和经济形势的。于是乎,我们有了⼀个股市的指数。所谓的指数,就是把每个参与到股市的个股的数据(交易价格、交易量),通过一定的权重相关的计算⽅方法,最终得出⼀个简单的数字,这个数字就是指数。这个指数,是⼀个宏观的综合的数字,反应当下股市整体的状况,而不是某一个股票的状况。通过指数的变化,就能大体知道当前股市是什么情况。比如,指数很低的时候,说明经济形势不不好;指数高的时候,说明经济泡沫正在形成。

我们再看股市的指数的计算方法,也是有很大的差别,这是由于指数实际上是有一个侧重面。比如,美国主板股市⽤用的是道琼斯工业指数,反应的侧重面是工业领域经济情况;纳斯达克股市侧重面是互联网和高新科技;香港恒生指数的侧重面是金融和地产经济形势。 我们根据工业设备物联网数据的特殊性,对这些数据进行分析和计算,得到一个数值,就是我们说的指数。这个指数可以反映一个“带有侧重的综合指标”。

具体来说,指数分析包括综合评价指数的计算,指数梯度、指数累积效应、指数在各参数方向上的梯度与累积效应的计算与分析。针对单个设备,可以有这样的指数:

  • 设备运行综合指数(侧重设备当前的健康状况)
  • 设备运行平稳指数(侧重设备当前运行的稳定⾏行行可靠性)
  • 设备运行耗指数(侧重设备当前运行的能耗指标)
  • 设备运行动力指数(侧重设备当前运行的动力特性)

  • 指数

指数
Image - 指数
  • 指数梯度
指数梯度
Image - 指数梯度
  • 指数累计效应
指数累计效应
Image - 指数累计效应

指数是描述元素当前状态的衡量数值;梯度代表了最近两条数据的变化速度;累计效应代表了选定数据的加速度,正多边形的每个点,就是指数在元素方向上的数值,反映了这种指数的变化快慢程度,这个是构成设备整体稳定性的一个侧面,这也就是所谓的独立稳定性。

1.3. 稳定性分析(Stability Analysis)

工业设备运行稳定性分析,就是通过对所采集的工业设备运行数据样本的分析,发现各运⾏行参数的变化规律,并通过这些数据的变化规律,对设备运行的稳定性进行评估。工业设备运行的稳定性在工业生产中是至关重要的,不稳定的运行除了可能导致设备自身的损坏,还有可能导致各种无法预期的潜在风险。

实际上,我们利用稳定性的方差值作为因子,也可以构成一个 “设备运行稳定性指数”。这个指数,可以⽐比较准确反映设备运行稳定性。

从这里可以看到,实际上,稳定性和指数,是可以灵活运用的。

包括稳定性变化梯度、稳定性变化累积效应、运行稳定型曲线,稳定性关联图谱等计算与分析。

稳定性变化梯度
Image - 稳定性变化梯度
稳定性变化累积效应
Image - 稳定性变化累积效应
  • 运行稳定性曲线

运行稳定性曲线代表的是稳定性指数描点的数值,在此处衡量的是稳定性的分数,由0-100。稳定性越接近于100,则代表该设备越稳定,稳定性越接近于0,则代表该设备越不稳定。

运行稳定性曲线
Image - 运行稳定性曲线
  • 稳定性相关图谱

其稳定性相关图谱反映的是各个参数之间的相关关系,元素点越红,则该点代表的两两参数之间呈正相关关系,即为一个参数值越大,另一个参数的值越大。元素点越蓝,则改点代表的两两参数之间呈负相关关系,即为一个参数值越大,另一个参数的值越小。

稳定性相关图谱
Image - 稳定性相关图谱

1.4. 趋势分析(Tendency Analysis)

INDASS提供了重要参数的多个时段(10分钟、30分钟、1小时)的运行趋势分析。设备运行趋势,实际上就是选定参数的数据的变化趋势预测。运行趋势的预测,对设备运行监控和预警有着非常重要的作用。当我们预测到设备的某个参数在1小时后的趋势将达到某个数值,而这个数值超过了该参数的限定阈值,那么就可以提前采取一些预警措施。

另外需要说明很重要的⼀一点,趋势预测是针对 “连续运行” 的预测,也就是说,如果设备的运行不是连续的,比如中途有停机,这个预测就会失效。

包括趋势预测,预测区间最大最小平均值,预测准确度的计算与分析。

其中,曲线中的蓝色曲线为预测的数值,红色曲线为当前实时数据描点得到的曲线。

趋势分析 趋势分析

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