当 “智慧城市产业联盟” 的首批项目在全国 10 个城市陆续启动时,辰星 AI 研发中心的实验室里,一场持续了八个月的技术攻坚正迎来关键节点。凌晨三点,实验室的灯还亮着,AI 算法工程师们围在大屏幕前,紧盯着不断跳动的 “故障预测准确率” 数据 —— 当数字最终稳定在 95.2% 时,整个实验室爆发出热烈的欢呼声,“工业设备故障预测算法” 终于突破了最后一道技术难关。
“我们成功了!这个准确率,比行业平均水平高出 18 个百分点!” 算法负责人陈默激动地挥舞着拳头。他面前的电脑屏幕上,显示着某重型机械厂的设备运行数据:通过算法分析,系统提前 72 小时预测出了一台轧机的轴承磨损故障,不仅标注了故障部位,还给出了维修建议。“之前我们的算法在处理‘多变量耦合故障’时一直卡壳,现在通过引入深度学习的注意力机制,终于能精准定位故障根源了。”
这款 “工业设备故障预测算法” 的研发,始于半年前的一次客户走访。当时,辰星的工业互联网团队在与三一重工长沙工厂合作时发现,工厂的大型机械臂平均每季度会出现 2-3 次突发故障,每次停机维修都会造成至少 50 万元的损失。“如果能提前预测故障,哪怕只提前 24 小时,我们就能安排计划性维修,避免停产损失。” 三一重工的生产总监当时的感叹,让林辰下定决心,让 AI 团队聚焦工业设备故障预测领域。
研发初期,团队就面临两大难题:一是工业设备的数据类型复杂,既有振动、温度等实时传感器数据,也有设备维护记录、零部件更换周期等非结构化数据,如何融合多源数据进行分析是关键;二是不同行业、不同设备的故障模式差异大,算法的通用性难以保证。为解决这些问题,AI 团队联合辰星工业互联网事业部,收集了来自汽车制造、重型机械、电子元件等 6 个行业、2000 多台设备的运行数据,构建了国内首个 “工业设备故障数据库”。
在算法模型设计上,团队创新性地采用 “卷积神经网络(cNN) 长短期记忆网络(LSt” 的混合架构:cNN 负责提取传感器数据中的特征信息,比如振动信号中的异常频率;LSt则用于分析设备运行状态的时序变化,捕捉故障发生前的细微趋势。为了提升算法的通用性,他们还引入了 “迁移学习” 技术 —— 将在某一行业设备上训练好的模型参数,迁移到类似设备上,大幅减少新场景下的训练数据需求和时间成本。
算法研发到第六个月时,团队遇到了 “准确率瓶颈”—— 无论如何调整参数,预测准确率始终卡在 88% 左右,无法突破。陈默带领核心成员连续一周住在实验室,逐一排查问题。最终发现,是设备的 “季节性干扰数据” 影响了模型判断 —— 比如夏季高温会导致设备温度传感器数据偏高,容易被算法误判为故障前兆。针对这个问题,团队加入了 “环境因素校正模块”,通过实时采集温度、湿度等环境数据,对设备运行数据进行动态校正,准确率终于突破 90%。
算法初步成型后,团队选择在三一重工长沙工厂进行试点应用。他们在工厂的 5 台大型机械臂上安装了专用传感器,实时采集振动、温度、电流等 128 项数据,通过工业互联网平台传输到算法系统。试点第一个月,算法就成功预测出 3 次潜在故障:一次是机械臂的减速器齿轮磨损,一次是伺服电机的轴承老化,还有一次是液压系统的密封件泄漏。工厂根据算法建议,提前安排维修,不仅避免了停产损失,还延长了设备零部件的使用寿命。
“以前我们是‘故障后维修’,现在是‘故障前预防’,设备故障率从之前的 12% 降到了 8.4%,维修成本每月减少了 30 万元。” 三一重工的生产总监在试点总结会上,对算法效果赞不绝口,当场决定将算法推广到工厂的 20 台核心设备上。
随后,辰星的 AI 团队又与比亚迪西安汽车工厂、中车株洲电力机车厂等制造企业达成合作。在比亚迪的汽车焊接车间,算法通过分析焊接机器人的电流波动、焊接温度等数据,提前预测出焊接枪头的磨损故障,将设备故障率降低 32%,焊接良品率提升 2.5%;在中车的机车组装车间,算法成功预测出牵引电机的绝缘层老化问题,避免了机车出厂后的潜在安全隐患。
为了让算法更好地服务客户,团队还开发了配套的 “故障预测可视化平台”—— 客户可以通过电脑或手机端,实时查看设备的运行状态、健康评分和故障预警信息,平台还会自动生成维修工单,推送至维修人员的移动端。平台还具备 “故障溯源” 功能,能分析故障发生的根本原因,为客户提供设备维护优化建议。
算法大规模应用三个月后,辰星发布了《工业设备故障预测算法应用报告》:截至目前,算法已在 12 家制造企业的 156 台核心设备上落地应用,平均帮助客户降低设备故障率 30%,减少停机时间 40%,节省维修成本 25%-35%。报告发布后,国内多家大型制造企业主动联系辰星,希望引入该算法。
在辰星的季度技术成果发布会上,陈默向到场的客户代表和媒体展示了算法的工作原理和应用案例。当大屏幕上播放着三一重工机械臂在算法预警下顺利完成维修、恢复生产的画面时,台下响起了热烈的掌声。林辰在会上强调:“工业 AI 的价值,不在于技术多先进,而在于能否真正解决企业的痛点。‘工业设备故障预测算法’的突破,是辰星‘AI 工业互联网’战略的重要成果,未来我们还会继续深化研发,推出更多贴合制造企业需求的 AI 解决方案。”
此时的辰星 AI 团队,已不再是单纯的技术研发部门,而是成为了推动制造企业数字化转型的重要力量。而林辰知道,这只是辰星在工业 AI 领域的第一步 —— 接下来,团队还计划研发 “设备剩余寿命预测算法”“生产质量优化算法” 等更多产品,构建完整的工业 AI 解决方案体系,帮助更多制造企业实现 “智能制造”,为中国制造业的高质量发展注入 AI 动力。
“我们成功了!这个准确率,比行业平均水平高出 18 个百分点!” 算法负责人陈默激动地挥舞着拳头。他面前的电脑屏幕上,显示着某重型机械厂的设备运行数据:通过算法分析,系统提前 72 小时预测出了一台轧机的轴承磨损故障,不仅标注了故障部位,还给出了维修建议。“之前我们的算法在处理‘多变量耦合故障’时一直卡壳,现在通过引入深度学习的注意力机制,终于能精准定位故障根源了。”
这款 “工业设备故障预测算法” 的研发,始于半年前的一次客户走访。当时,辰星的工业互联网团队在与三一重工长沙工厂合作时发现,工厂的大型机械臂平均每季度会出现 2-3 次突发故障,每次停机维修都会造成至少 50 万元的损失。“如果能提前预测故障,哪怕只提前 24 小时,我们就能安排计划性维修,避免停产损失。” 三一重工的生产总监当时的感叹,让林辰下定决心,让 AI 团队聚焦工业设备故障预测领域。
研发初期,团队就面临两大难题:一是工业设备的数据类型复杂,既有振动、温度等实时传感器数据,也有设备维护记录、零部件更换周期等非结构化数据,如何融合多源数据进行分析是关键;二是不同行业、不同设备的故障模式差异大,算法的通用性难以保证。为解决这些问题,AI 团队联合辰星工业互联网事业部,收集了来自汽车制造、重型机械、电子元件等 6 个行业、2000 多台设备的运行数据,构建了国内首个 “工业设备故障数据库”。
在算法模型设计上,团队创新性地采用 “卷积神经网络(cNN) 长短期记忆网络(LSt” 的混合架构:cNN 负责提取传感器数据中的特征信息,比如振动信号中的异常频率;LSt则用于分析设备运行状态的时序变化,捕捉故障发生前的细微趋势。为了提升算法的通用性,他们还引入了 “迁移学习” 技术 —— 将在某一行业设备上训练好的模型参数,迁移到类似设备上,大幅减少新场景下的训练数据需求和时间成本。
算法研发到第六个月时,团队遇到了 “准确率瓶颈”—— 无论如何调整参数,预测准确率始终卡在 88% 左右,无法突破。陈默带领核心成员连续一周住在实验室,逐一排查问题。最终发现,是设备的 “季节性干扰数据” 影响了模型判断 —— 比如夏季高温会导致设备温度传感器数据偏高,容易被算法误判为故障前兆。针对这个问题,团队加入了 “环境因素校正模块”,通过实时采集温度、湿度等环境数据,对设备运行数据进行动态校正,准确率终于突破 90%。
算法初步成型后,团队选择在三一重工长沙工厂进行试点应用。他们在工厂的 5 台大型机械臂上安装了专用传感器,实时采集振动、温度、电流等 128 项数据,通过工业互联网平台传输到算法系统。试点第一个月,算法就成功预测出 3 次潜在故障:一次是机械臂的减速器齿轮磨损,一次是伺服电机的轴承老化,还有一次是液压系统的密封件泄漏。工厂根据算法建议,提前安排维修,不仅避免了停产损失,还延长了设备零部件的使用寿命。
“以前我们是‘故障后维修’,现在是‘故障前预防’,设备故障率从之前的 12% 降到了 8.4%,维修成本每月减少了 30 万元。” 三一重工的生产总监在试点总结会上,对算法效果赞不绝口,当场决定将算法推广到工厂的 20 台核心设备上。
随后,辰星的 AI 团队又与比亚迪西安汽车工厂、中车株洲电力机车厂等制造企业达成合作。在比亚迪的汽车焊接车间,算法通过分析焊接机器人的电流波动、焊接温度等数据,提前预测出焊接枪头的磨损故障,将设备故障率降低 32%,焊接良品率提升 2.5%;在中车的机车组装车间,算法成功预测出牵引电机的绝缘层老化问题,避免了机车出厂后的潜在安全隐患。
为了让算法更好地服务客户,团队还开发了配套的 “故障预测可视化平台”—— 客户可以通过电脑或手机端,实时查看设备的运行状态、健康评分和故障预警信息,平台还会自动生成维修工单,推送至维修人员的移动端。平台还具备 “故障溯源” 功能,能分析故障发生的根本原因,为客户提供设备维护优化建议。
算法大规模应用三个月后,辰星发布了《工业设备故障预测算法应用报告》:截至目前,算法已在 12 家制造企业的 156 台核心设备上落地应用,平均帮助客户降低设备故障率 30%,减少停机时间 40%,节省维修成本 25%-35%。报告发布后,国内多家大型制造企业主动联系辰星,希望引入该算法。
在辰星的季度技术成果发布会上,陈默向到场的客户代表和媒体展示了算法的工作原理和应用案例。当大屏幕上播放着三一重工机械臂在算法预警下顺利完成维修、恢复生产的画面时,台下响起了热烈的掌声。林辰在会上强调:“工业 AI 的价值,不在于技术多先进,而在于能否真正解决企业的痛点。‘工业设备故障预测算法’的突破,是辰星‘AI 工业互联网’战略的重要成果,未来我们还会继续深化研发,推出更多贴合制造企业需求的 AI 解决方案。”
此时的辰星 AI 团队,已不再是单纯的技术研发部门,而是成为了推动制造企业数字化转型的重要力量。而林辰知道,这只是辰星在工业 AI 领域的第一步 —— 接下来,团队还计划研发 “设备剩余寿命预测算法”“生产质量优化算法” 等更多产品,构建完整的工业 AI 解决方案体系,帮助更多制造企业实现 “智能制造”,为中国制造业的高质量发展注入 AI 动力。