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何謂預測性維護?

以燈泡為重點的 IT 項目說明

概述

預測性維護是一種智慧型的業務實務,利用資料分析和人工智慧,主動找出設備可能發生故障的時間,以便在故障發生前進行維護。這可減少計劃外停機時間、避免不必要的維修、延長資產壽命,以及提高客戶滿意度和服務可用性。

透過收集和分析來自感測器和效能日誌的資料,組織可以即時監控設備的健康狀況,並從只能被動修復轉變為主動規劃。 

預測性維護包含偵測新出現的故障、預測容量問題、識別故障以及估計剩餘使用壽命等任務。

過去,維護工作通常是依據時間表進行,即在設定時間後更換零件,而不考慮是否需要。雖然這樣可以降低失敗的風險,但往往會浪費精力和成本。預測性維護可透過使用實際效能資料,將焦點放在真正需要注意的零件上,從而改善這一點。

預測性維護

預測性維護的四大支柱是什麼?

預測性維護使用即時監控、歷史資料和機器學習來評估設備健康狀況,並在故障發生前預測故障。預測性維護與預防性維護不同,預防性維護遵循固定的排程,而預測性維護則依據實際的效能資料來決定何時需要維護。

預測性維護的基礎有四大支柱:

  • 資料收集:感測器追蹤即時設備效能、環境狀況和關鍵指標。
  • 進階分析:演算法分析大型資料集,以偵測趨勢、異常現象和早期警示訊號。
  • 機器學習:模型使用過去的維護資料,隨著時間的推移提高故障預測的準確性。
  • 系統整合:與維護管理平台連接,自動觸發服務任務。

為什麼預測性維護很重要?

預測性維護有助於防止昂貴的設備故障和意外停機。在具有嚴格 SLA 的產業中,即使是短暫的服務中斷也可能導致罰金、收入損失及供應鏈中斷。

透過使用感測器、分析和 AI,預測性維護系統可即時監控設備的健康狀況。當零件開始故障時,系統會發出警示,讓您能在故障發生前採取行動。

主要優點

  • 只更換接近故障的零件 - 不浪費人力或材料。
  • 維持高系統正常運作時間,避免 SLA 罰款。
  • 在最方便的時間安排維修。
  • 降低庫存損失、客戶流失和作業延遲。
  • 提高客戶滿意度。
  • 與競爭對手的服務差異。

預測性維護對業務有何影響?

預測性維護有助於降低風險、控制成本並提高作業效率,尤其是在製造業和工業環境中,意外停機的成本可能極為高昂。

透過預測性維護,組織可以

  • 在故障發生前修復問題,將停工時間縮到最短。
  • 僅在必要時維護設備,以降低維護成本。
  • 防止嚴重損壞,延長資產使用壽命。
  • 及早偵測設備風險,提升安全性。
  • 以更可靠的作業改善 SLA 效能。
  • 實施智慧型服務實務。

預測性維護如何運作?

預測性維護利用感測器和真實線上資料來監控設備狀況,包括震動、溫度和能源消耗。這些感測器會將即時資料傳送至內部或雲端的連線系統,並使用 AI 和機器學習進行分析。

系統會尋找與已知磨損或故障跡象相符的模式。當偵測到問題時,它會提醒維護團隊,以便他們在問題導致停機之前進行修復。

隨著時間的推移,收集的資料越多,系統預測未來故障的能力就越強。這可讓您更明智地決定何時安排維修、訂購零件或指派技術人員,以維持設備的有效運轉並降低維護成本。


AI 和機器學習在預測性維護中扮演什麼角色?

AI 和機器學習在預測性維護中扮演關鍵的角色,透過分析大量的設備資料來偵測故障的早期跡象。這些技術可辨識傳統監控可能遺漏的模式,協助團隊在問題發生前採取行動。

透過持續從歷史和即時資料中學習,AI 和 ML 可提高故障預測的準確性、最佳化維護排程,並改善整體設備效率。

AI 如何實現先進的預測性維護

AI 透過分析大量感測器資料、歷史維護記錄和即時效能指標,為現代預測性維護提供強大的動力。它可以偵測到傳統方法可能會遺漏的細微異常現象和模式,協助團隊預防故障並縮短停機時間。

核心 AI 功能包括

  • 異常偵測:AI 模組可學習每項資產的「正常」狀態,即使是微小的偏差,也能標示未來可能發生的問題。
  • 預測故障建模:機器學習可根據目前的狀況和過去發生的故障,預測設備可能發生故障的時間和方式。
  • 複雜模式識別:AI 可將多種輸入的資料 (如震動、溫度、電力使用) 連結起來,找出單一傳感器警示可能遺漏的風險。

設備維護中的機器學習技術

機器學習可提供各種方法來識別和處理設備健康風險,從而增強預測性維護。

主要方法包括

  • 監督學習:根據歷史故障訓練的模型可預測目前資料中的類似情況,提供早期警告。
  • 無監督學習:這些演算法可找出設備行為的新模式,揭示未知的故障風險。
  • 深度學習:先進的神經網路會處理來自多個來源的複雜資料,以提供完整的設備狀況檢視。

AI 在預測性維護中有哪些實際應用?

各行各業正在將 AI 和機器學習應用於維護計劃中,以提高設備可靠性並縮短停機時間:

  • 製造:及早偵測刀具磨損,避免發生品質問題。
  • 能源預測渦輪機和電力系統的故障。
  • 運輸監控飛機和車輛組件,使操作更安全。
  • 醫療保健確保重要醫療設備的正常運作時間。
  • 物流最佳化車隊維護排程,減少故障。

基於 AI 的預測性維護有哪些常見挑戰?

儘管使用 AI 進行預測性維護有其好處,但也會遇到實施上的障礙:

  • 資料品質要求:AI 模型需要大型、乾淨的歷史資料集。
  • 高計算需求:大規模分析感測器資料需要強大的基礎架構。
  • 專業技能缺口:成功取決於具備 ML、資料科學和領域知識的團隊。
  • 持續的模型調整:ML 模型需要持續訓練才能保持精確度。
  • 整合複雜性:將即時感測器資料與傳統系統結合通常很困難。
  • 資料孤島:不一致的格式和儲存系統使資料彙集變得困難。
  • 運用 ML:許多團隊缺乏工具或專業知識,無法將 ML 的洞察力轉化為行動。
  • 誤報:調整不當的模型可能會觸發不必要的警示,導致疲勞。

OpenText™ Analytics Cloud提供專為工業用例設計的可擴充、整合式 AI 工具,有助於解決上述許多挑戰 - 可加快部署速度、提高模型精確度,並簡化維護資料整合。


實施預測性維護的挑戰是什麼?

大數據技術(包括機器學習和海量資料集的處理)的發展是為了盡量縮短停機時間和 MTTR(平均恢復時間)。雖然這些好處顯而易見,但現代組織也面臨數項挑戰,包括

資料密集流程

對於市面上大多數的分析資料庫來說,需要在長期歷史資料上進行大規模的機器學習模型訓練與維護,可能會令人望而生畏。

資料管理與整合

現代的工業設備會產生大量的感測器資料,這些資料必須有效地收集、儲存和分析。組織必須擁有強大的資料基礎架構,能夠處理這些連續不斷的資訊流,同時與現有的維護記錄和作業資料整合。

分析專長

實施有效的預測性維護需要資料科學、機器學習和工業流程等領域的專業知識。許多組織都很難找到並留住兼具技術與領域專業知識的人才。

模型的精確度和細化

要實現可靠的預測,需要根據新的資料和維護結果持續改進機器學習模型。組織必須建立監控模型效能和更新演算法的流程,以隨著時間的推移提高準確性。

不同的資料儲存

要進行精確的機器學習和其他形式的分析來識別故障模式,需要存取遠端資料倉庫和/或處理資料。彙集不同類型的資料,甚至是類似但不完全相同類型的資料 (例如從兩部裝置以不同時間間隔收集的時間序列資料),可能既費時又具挑戰性。

實作 ML 的困難

資料科學的複雜性和專業知識的缺乏,可能會妨礙團隊使用機器學習作為預測性維護工具箱中的重要能力。

誤報

當故障警示的規則過於僵化或模型模式定義過於嚴格時,可能會產生大量實際上不需要採取行動的警示。這會造成警戒疲勞。能夠修正並持續改善預測是預測性維護的一個重要方面。


反應式維護與預測式維護方法有何差異?

企業通常會依賴兩種維護策略中的一種:被動式(故障時修復) 或預測式(故障發生前預防)。瞭解其差異對於減少停機時間、管理成本及提升資產效能至關重要。

被動式維護策略

反應式維護(Reactive maintenance)也稱為故障修復(break-fix),是指在故障發生後才維修設備。這很簡單,但往往成本高昂。

典型的反應式製程:

  1. 設備意外故障
  2. 停機時間開始
  3. 問題已報告並記錄
  4. 技術人員現場排除故障
  5. 已訂購並交付零件
  6. 維修完成
  7. 系統恢復運作
  8. 問題通常由終端使用者報告

主要缺點:

  • 意外停機
  • 高昂的維修和運費
  • 緊急服務費用
  • 設備壽命更短
  • 損失生產力和客戶信任

預測性維護的優勢

預測性維護利用感應器、分析、資料和機器學習來識別故障的早期跡象,並在故障發生前安排維修。

預測過程:

  1. 即時監控偵測效能問題
  2. 警示會觸發主動服務排程
  3. 在計劃停機期間執行維護

預測性維護的優點:

  • 將意外停機時間降至最低
  • 降低維護成本
  • 更好的庫存和資源規劃
  • 設備壽命更長
  • 更高的服務可靠性
  • 更高的客戶滿意度

業務影響比較

反應式維護成本:

  • 48 小時以上的意外停機時間
  • 緊急維修和急件
  • 生產和收入損失
  • 違反 SLA 與客戶流失

預測性維護節省成本:

  • 低影響期的計劃服務
  • 標準出貨,減少零件短缺
  • 降低二次傷害的風險
  • 穩定的效能與客戶滿意度

OpenText 如何實現預測性維護?

OpenText 提供全面的資料分析解決方案,透過強大的分析、機器學習和即時資料處理,協助組織大規模實施預測性維護。我們的整合式解決方案可提供可行的洞察力,以減少停機時間並提昇資產效能。


OpenText Analytics Cloud 的預測性維護是什麼?

OpenText™ Analytics Database(前身為 Vertica)專為高效能分析而設計,是預測性維護的理想選擇。

核心能力

  • 大規模即時處理感測器資料。
  • 時間序列分析與事件模式偵測。
  • 超過 650 個內建的異常偵測和統計建模功能。
  • 用於分析多年歷史資料的可擴充機器學習。
  • 彈性部署 (內部部署、雲端或混合)。

如何運作

  1. 維護日誌和感測器的歷史資料會儲存在 HDFS 或 S3 等系統中。
  2. 訓練機器學習模型來偵測故障模式。
  3. 新資料會即時傳入並進行分析。
  4. 該模型可在故障發生之前提示潛在問題。
  5. 團隊主動採取行動,避免昂貴的停機時間。

整合維護最佳化

OpenText 不僅提供預測性警示,還提供可全面最佳化維護工作流程的工具:

  • 與企業資產管理 (EAM) 系統無縫整合。
  • 由預測洞察力觸發的自動化工作指令。
  • 用於規劃和優先順序的視覺儀表板。
  • 維護團隊的協作工具。
  • 詳細報告可追蹤投資回報率和計畫績效。

預測性維護的未來

OpenText 的定位是在新技術出現時,支援不斷演進的預測性維護策略。

下一步是什麼?

  • 更深入的物聯網整合,提供更細緻的設備監控。
  • 更聰明的人工智慧,提供更精準的預測。
  • AR 工具可引導技術人員完成維修。
  • 數位孪生可模拟和优化资产行为。
  • 用於即時、現場分析的邊緣運算。

現在投資於預測性維護的組織,既能獲得即時的價值,也能為未來的創新打下堅實的基礎。

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