工業(yè)大數(shù)據(jù)分析實踐

目 錄
第1章 工業(yè)大數(shù)據(jù)概論 001
1．1 工業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的背景 001
1．1．1 工業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路 001
1．1．2 支撐技術(shù)的演化 002
1．1．3 對工業(yè)大數(shù)據(jù)的期望 003
1．1．4 各國的戰(zhàn)略 003
1．2 工業(yè)大數(shù)據(jù)的典型應(yīng)用場景 004
1．2．1 業(yè)務(wù)領(lǐng)域視角 004
1．2．2 應(yīng)用系統(tǒng)視角 005
1．3 工業(yè)大數(shù)據(jù)的特點與關(guān)鍵技術(shù) 006
1．3．1 特點 006
1．3．2 關(guān)鍵技術(shù) 008
1．4 本章小結(jié) 012
參考文獻 014
第2章 工業(yè)大數(shù)據(jù)分析概論 016
2．1 工業(yè)大數(shù)據(jù)分析的特點與挑戰(zhàn) 016
2．1．1 數(shù)據(jù)視角 016
2．1．2 應(yīng)用視角 017
2．2 工業(yè)大數(shù)據(jù)分析的范疇 018
2．2．1 典型分析主題 018
2．2．2 分析模型的形態(tài)與融合方式 021
2．2．3 分析模型的應(yīng)用模式 023
2．3 工業(yè)大數(shù)據(jù)分析的關(guān)鍵技術(shù) 024
2．3．1 模型和算法 024
2．3．2 分析項目管理方法與工程化 025
2．3．3 數(shù)據(jù)分析軟件與平臺 025
2．4 本章小結(jié) 025
參考文獻 026
第3章 工業(yè)大數(shù)據(jù)分析的工程方法 027
3．1 CRISP-DM方法論 027
3．1．1 CRISP-DM方法論簡介 027
3．1．2 分析問題的實際執(zhí)行路徑 028
3．2 數(shù)據(jù)驅(qū)動的機器學(xué)習(xí)工程方法 030
3．2．1 分析問題識別與定義 031
3．2．2 業(yè)務(wù)理解 034
3．2．3 數(shù)據(jù)理解 041
3．2．4 數(shù)據(jù)準備 042
3．2．5 模型建立 042
3．2．6 模型評價 043
3．2．7 模型部署 044
3．3 專家規(guī)則開發(fā)的工程方法 044
3．3．1 業(yè)務(wù)規(guī)則的技術(shù)和方法 045
3．3．2 專家規(guī)則的特點 047
3．3．3 專家規(guī)則開發(fā)的AI-FIT-PM方法論 049
3．3．4 專家規(guī)則模型對軟件平臺的需求 054
3．4 本章小結(jié) 055
參考文獻 056
第4章 設(shè)備故障診斷與健康管理（PHM） 058
4．1 工業(yè)設(shè)備管理的現(xiàn)狀與需求 058
4．1．1 工業(yè)設(shè)備分類 059
4．1．2 運維管理 060
4．1．3 狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷 062
4．1．4 相關(guān)標準 064
4．2 PHM的分析范疇與特點 066
4．2．1 術(shù)語約定與名詞辨析 066
4．2．2 PHM的內(nèi)容 067
4．2．3 PHM的應(yīng)用模式 069
4．3 PHM分析問題定義：CRAB四步法 070
4．3．1 業(yè)務(wù)上下文理解 070
4．3．2 資源能力分析 072
4．3．3 業(yè)務(wù)模式與技術(shù)方案分析 075
4．3．4 執(zhí)行路線 075
4．4 PHM分析主題 077
4．4．1 技術(shù)挑戰(zhàn) 077
4．4．2 技術(shù)路線 078
4．4．3 傳感器數(shù)據(jù)處理 080
4．4．4 狀態(tài)監(jiān)測 088
4．4．5 健康管理 091
4．4．6 故障診斷 091
4．4．7 故障預(yù)測 092
4．4．8 運維優(yōu)化 097
4．4．9 專家規(guī)則引擎 099
4．5 PHM的數(shù)據(jù)模型與應(yīng)用架構(gòu) 113
4．5．1 PHM的數(shù)據(jù)模型 113
4．5．2 PHM的應(yīng)用架構(gòu) 118
4．6 本章小結(jié) 124
參考文獻 124
第5章 生產(chǎn)質(zhì)量分析（PQM） 126
5．1 PQM的分析范疇與特點 126
5．1．1 PQM的特點 126
5．1．2 PQM分析場景 128
5．1．3 PQM的5個層面 130
5．1．4 PQM的應(yīng)用 131
5．2 PQM分析問題定義：CAPE方法 132
5．2．1 業(yè)務(wù)上下文理解 132
5．2．2 數(shù)據(jù)資產(chǎn)評估 136
5．2．3 設(shè)計與計劃 138
5．2．4 部署與評估 140
5．3 PQM分析主題 140
5．3．1 基礎(chǔ)分析 141
5．3．2 質(zhì)量時空模式分析 145
5．3．3 質(zhì)量異常預(yù)警 147
5．3．4 控制參數(shù)優(yōu)化 148
5．3．5 質(zhì)量根因分析 151
5．4 PQM的數(shù)據(jù)模型與應(yīng)用架構(gòu) 152
5．4．1 PQM的數(shù)據(jù)模型 152
5．4．2 PQM的應(yīng)用架構(gòu) 156
5．5 本章小結(jié) 157
參考文獻 159
第6章 生產(chǎn)效率優(yōu)化（PEM） 160
6．1 PEM的分析范疇與特點 160
6．1．1 PEM的內(nèi)容 160
6．1．2 PEM的常見誤區(qū) 161
6．2 PEM分析問題定義：SOFT方法 163
6．2．1 PEM的要素 163
6．2．2 PEM分析問題定義的SOFT方法 165
6．2．3 PEM分析問題探索 168
6．3 PEM分析主題 168
6．3．1 能力規(guī)劃 168
6．3．2 生產(chǎn)計劃與排程 169
6．3．3 動態(tài)調(diào)整 171
6．3．4 物耗能耗優(yōu)化 171
6．4 本章小結(jié) 173
參考文獻 173
第7章 其他分析主題 175
7．1 生產(chǎn)安全分析 175
7．1．1 微觀管理 175
7．1．2 宏觀管理 178
7．2 營銷優(yōu)化分析 179
7．3 研發(fā)數(shù)據(jù)分析 180
7．4 本章小結(jié) 184
參考文獻 185
第8章 工業(yè)大數(shù)據(jù)分析算法 186
8．1 統(tǒng)計分析算法 186
8．1．1 描述性統(tǒng)計 186
8．1．2 推斷統(tǒng)計 187
8．2 機器學(xué)習(xí)算法 192
8．2．1 回歸 192
8．2．2 分類 195
8．2．3 聚類 196
8．2．4 降維 197
8．2．5 關(guān)聯(lián)規(guī)則 198
8．2．6 近期發(fā)展 198
8．2．7 模型評價 203
8．2．8 不同算法的要求 207
8．3 時序數(shù)據(jù)挖掘算法 208
8．3．1 時序分割 209
8．3．2 時序分解 212
8．3．3 時序再表征 217
8．3．4 序列模式 219
8．3．5 異常檢測 223
8．3．6 時序聚類 223
8．3．7 時序分類 225
8．3．8 時序預(yù)測 226
8．3．9 可視化 227
8．3．10 工具與應(yīng)用 228
8．4 工業(yè)知識圖譜 230
8．4．1 知識圖譜的構(gòu)建過程與應(yīng)用技術(shù) 231
8．4．2 知識圖譜實踐建議 232
8．5 其他算法 234
8．5．1 系統(tǒng)辨識算法 234
8．5．2 運籌優(yōu)化算法 235
8．5．3 規(guī)則推理算法 237
8．5．4 基于遺傳算法的特征提取算法 238
8．6 本章小結(jié) 240
參考文獻 240
第9章 工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺技術(shù) 242
9．1 工業(yè)大數(shù)據(jù)對平臺的需求 242
9．1．1 數(shù)據(jù)負載特性 243
9．1．2 數(shù)據(jù)分析的特點 244
9．1．3 數(shù)據(jù)應(yīng)用的需求 246
9．2 工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺架構(gòu) 247
9．2．1 功能架構(gòu) 247
9．2．2 關(guān)鍵技術(shù) 248
9．3 數(shù)據(jù)接入 250
9．3．1 時序數(shù)據(jù)接入 250
9．3．2 非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)接入 251
9．3．3 時序數(shù)據(jù)消息隊列 251
9．3．4 數(shù)據(jù)ETL服務(wù) 252
9．4 數(shù)據(jù)管理 252
9．4．1 數(shù)據(jù)治理管理 252
9．4．2 時序數(shù)據(jù)庫（TSDB） 253
9．4．3 時序數(shù)據(jù)倉庫（TSDW） 253
9．4．4 對象數(shù)據(jù)存儲服務(wù)（OBJ） 255
9．4．5 數(shù)據(jù)查詢服務(wù) 256
9．5 數(shù)據(jù)分析 256
9．5．1 應(yīng)用方式 259
9．5．2 關(guān)鍵技術(shù)：分組識別和匹配技術(shù) 259
9．5．3 關(guān)鍵技術(shù)：非侵入式封裝技術(shù) 261
9．6 本章小結(jié) 262
參考文獻 265
第10章 工業(yè)大數(shù)據(jù)分析案例 266
10．1 風(fēng)電大數(shù)據(jù)分析 266
10．1．1 概述 266
10．1．2 實例一：運行邊界探索用于設(shè)計優(yōu)化 270
10．1．3 實例二：機器學(xué)習(xí)用于運維優(yōu)化 272
10．1．4 實例三：風(fēng)電機理與機器學(xué)習(xí)的深度融合 280
10．1．5 小結(jié) 283
10．2 透平設(shè)備智能運維 284
10．2．1 業(yè)務(wù)問題 284
10．2．2 故障預(yù)警知識庫 286
10．2．3 小結(jié) 288
10．3 氣化爐參數(shù)優(yōu)化 289
10．3．1 業(yè)務(wù)問題 289
10．3．2 氣化裝置建模面臨的技術(shù)挑戰(zhàn) 290
10．3．3 基于多模態(tài)學(xué)習(xí)的氣化爐操作參數(shù)優(yōu)化技術(shù) 292
10．3．4 小結(jié) 299
10．4 磨煤機堵磨預(yù)警 300
10．4．1 業(yè)務(wù)問題 301
10．4．2 磨煤機的動力學(xué)模型 302
10．4．3 小結(jié) 310
10．5 沖壓排產(chǎn)優(yōu)化 310
10．5．1 業(yè)務(wù)問題 310
10．5．2 沖壓排產(chǎn)計劃 311
10．5．3 小結(jié) 314
10．6 軌道車輛懸掛系統(tǒng)故障診斷 315
10．6．1 業(yè)務(wù)問題 315
10．6．2 問題描述 316
10．6．3 技術(shù)挑戰(zhàn) 317
10．6．4 算法實現(xiàn) 319
10．6．5 小結(jié) 322
10．7 本章小結(jié) 323
參考文獻 324