A prediktív karbantartási megoldásgyorsító áttekintése
A prediktív karbantartási megoldásgyorsító olyan teljes körű megoldást nyújt az üzleti forgatókönyvekben, amely előrejelzi a meghibásodás várható idejét. Ezt a megoldásgyorsítót proaktív módon használhatja olyan tevékenységekhez, mint a karbantartás optimalizálása. A megoldás kombinálja a legfontosabb Azure IoT-megoldásgyorsító szolgáltatásokat, például a IoT Hub és egy Azure Machine Learning-munkaterületet. Ezen a munkaterületen egy modell található a repülőmotorok maradék hasznos élettartamának (RUL-jének) előrejelzéséhez egy nyilvános minta adatkészlet alapján. A megoldás az IoT üzleti forgatókönyv teljes megvalósítását biztosítja kiindulópontként, amellyel megtervezheti és megvalósíthatja ezt a megoldást a saját üzleti követelményeinek megfelelően.
A prediktív karbantartási megoldásgyorsító kódja elérhető a GitHubon.
Logikai architektúra
A következő diagram a megoldásgyorsító logikai összetevőit vázolja fel:
A kék elemek Azure-szolgáltatások, amelyek a megoldásgyorsító üzembe helyezésének régiójában vannak kiépítve.
A zöld elem egy szimulált repülőgépmotor. Ezekről a szimulált eszközökről a szimulált eszközökkel foglalkozó szakaszban tudhat meg többet.
A szürke elemek olyan összetevők, amelyek eszközfelügyeleti képességeket valósítanak meg. A prediktív karbantartási megoldásgyorsító jelenlegi kiadása nem biztosítja ezeket az erőforrásokat. Az eszközkezeléssel kapcsolatos további információkért tekintse meg a távoli monitorozási megoldásgyorsítót.
Azure-erőforrások
A kiépített erőforrások megtekintéséhez az Azure Portalon keresse meg a kiválasztott megoldásnévvel rendelkező erőforráscsoportot.
A megoldásgyorsító kiépítésekor egy e-mailt kap, amely tartalmazza a Machine Learning-munkaterületre mutató hivatkozást. Amikor a megoldás Kész állapotban van, elérhetővé válik egy csempe ezen az oldalon.
Szimulált eszközök
A megoldásgyorsítóban a szimulált eszköz egy repülőgépmotor. A megoldás egyetlen repülőhöz tartozó két motorral van kiépítve. Mindegyik motor négy típusú telemetriát bocsát ki: a 9. érzékelő, a 11. érzékelő, a 14. érzékelő és a 15. érzékelő telemetriáját, amelyek a motor fennmaradó hasznos élettartamának (RUL) kiszámítására szolgáló Machine Learning-modellhez szükséges adatokat biztosítják. Mindegyik szimulált eszköz a következő telemetriai üzeneteket küldi el az IoT Hubnak:
Ciklusszám. A ciklus egy két és tíz óra közötti időtartamú befejezett járat. A rendszer félóránként rögzíti a telemetriai adatokat a repülőutak közben.
Telemetria. Négy érzékelő rögzíti a motor attribútumait. Az érzékelők általában a 9. érzékelő, 11. érzékelő, 14. érzékelő és 15. érzékelő felirattal rendelkeznek. Ez a négy érzékelő elegendő telemetriát küld ahhoz, hogy hasznos eredményeket kapjon az RUL-modellből. A megoldásgyorsítóban használt modell egy nyilvános adatkészletből jön létre, amely valódi motorérzékelők adatait tartalmazza. További információ a modell eredeti adatkészletből való létrehozásáról: Cortana Intelligence Gallery Predictive Maintenance Template (A Cortana Intelligence Gallery prediktív karbantartási sablonja).
A szimulált eszközök a megoldás részét képező IoT Hubról küldött következő parancsokat tudják kezelni:
| Parancs | Leírás |
|---|---|
| StartTelemetry | A szimuláció állapotát vezérli. Elindítja a telemetriát küldő eszközt |
| StopTelemetry | A szimuláció állapotát vezérli. Leállítja a telemetriát küldő eszközt |
Az IoT Hub nyugtázza az eszközparancsokat.
Azure Stream Analytics-feladat
Feladat: A telemetria a bejövő eszköz telemetriai adatfolyamán működik két utasítással:
- Az első kiválasztja az összes telemetriát az eszközökről, és ezeket az adatokat Blob Storage-ba küldi. Innen látható a webalkalmazásban.
- A második kiszámítja az átlagos érzékelőértékeket egy kétperces csúszóablakban, és ezeket az adatokat az eseményközponton keresztül egy eseményfeldolgozóba küldi.
Eseményfeldolgozó
Az Event Processor Host egy Azure-beli webes feladatban fut. Az eseményfeldolgozó a befejezett ciklusok átlagos érzékelőértékeit kezeli. Ezután átadja ezeket az értékeket egy betanított modellnek, amely kiszámítja egy motor RUL-jának értékét. Az API hozzáférést biztosít a modellhez a megoldás részét képező Machine Learning-munkaterületen.
Machine Learning
A Machine Learning összetevő egy olyan modellt használ, amely valódi repülőgépek adataiból jött lére.
A Machine Learning-modell sablonként érhető el, amely bemutatja, hogyan használhatók az IoT-megoldásgyorsító-szolgáltatásokon keresztül gyűjtött telemetriai adatok. A Microsoft elkészítette egy repülőgépmotor regressziós modelljét a nyilvánosan elérhető adatok alapján[1], és részletes útmutatást a modell használatához.
Az Azure IoT prediktív karbantartási megoldásgyorsító az ebből a sablonból létrehozott regressziós modellt használja. A modell üzembe lesz helyezve az Azure-előfizetésben, és egy automatikusan létrehozott API-val lesz elérhetővé téve. A megoldás a 4 (összesen 100 motorból) és a 4 (összesen 21-ből) érzékelőadatfolyam tesztelési adatainak egy részét tartalmazza. Ezek az adatok elegendők ahhoz, hogy pontos eredményt biztosítsanak a betanított modellből.
[1] A. Saxena és K. Goebel (2008). "Turbofan Engine Degradation Simulation Data Set", NASA Ames Prognostics Data Repository (https://c3.nasa.gov/dashlink/resources/139/), NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA
Következő lépések
A prediktív karbantartási megoldásgyorsító fő összetevőinek áttekintése után érdemes lehet testre szabni azt.
Az IoT-megoldásgyorsítók néhány további funkcióját is megismerheti: