Управление производственными активами
Мониторинг, диагностика и прогноз технического состояния
Low-code платформа для ML-аналитики
Управление устройствами, сбор, обработка и аналитика данных
Вам когда-нибудь хотелось, чтобы ваш лучший инженер мог быть одновременно во всех филиалах? Чтобы системы диагностики точнее выявляли предотказные состояния или нарушения режима эксплуатации? Чтобы знания в компании сохранялись и легко масштабировались? Рассказываем, как с этим помогают экспертные правила в F5 PMM (Predictive Maintenance & Monitoring) — решении для мониторинга и прогноза технического состояния оборудования от Factory5.
Экспертные правила — это описание последовательности условий для технических параметров оборудования, которые могут привести к отказу. Такие последовательности могут быть описаны в документации на оборудование, или специалисты могут выявить их на практике в процессе эксплуатации. Например, «если насос включен, давление масла смазки меньше 45, и обороты турбины больше 2500, то это отказ маслонасоса».
«Движок» правил, или Rule Engine — это способ обработки и анализа данных. Например, его применяют в банковской сфере, чтобы принимать решение о выдаче кредита или выявлять подозрительные операции. Типовое правило, которое может пометить операцию как потенциально мошенническую, выглядит так: «Если расстояние между точками двух покупок более 200 км в течение 10 минут». Геолокация определяется по IP-адресу. Понятно, что человек не может переместиться на 200 км за 10 минут, поэтому банк отклонит такую операцию.
В отличие от аварийных порогов АСУ ТП, экспертные правила — это не одно условие, а система условий, что позволяет позволяет описывать более сложные состояния техники. На самом деле контроллер АСУ ТП можно запрограммировать и на более сложную логику, чем «если давление > 100, тогда авария». Но контроллер в первую очередь отвечает за управление технологическим процессом, а не за диагностику состояния оборудования. То есть АСУ ТП с помощью датчиков получает состояние технологического процесса, и в соответствии с заданной программой выдает управляющие воздействия. Кроме того, программу контроллера обычно не обновляют во время работы, даже если она поддерживает такую функцию. Экспертные правила можно корректировать, удалять или добавлять новые — это не повлияет на технологический процесс.
Сервис экспертных правил — это готовый модуль внутри нашего решения для мониторинга и прогноза технического состояния оборудования F5 PMM. Правила относятся к направлению мониторинга и, вместе с предиктивными MX-моделями, являются ядром продукта, с помощью которого PMM определяет общее состояние оборудования и вероятность поломки.
У сервиса экспертных правил 4 ключевых функции:
Мы называем правила экспертными, потому что их составляют эксперты — люди, которые разбираются в конкретном оборудовании, имеют большой опыт его эксплуатации и обслуживания. При написании правил они опираются на собственные знания, техническую документацию, научные статьи и исследования.
Эксперт — не программист, поэтому, чтобы он мог сам писать правила, нужен простой язык. Такая задача решается с помощью DSL (Domain Specific Language) — предметно-ориентированного языка. Так называют языки, созданные для узкой предметной области. Предметно-ориентированный язык используется даже в повседневной офисной работе — на нем написаны формулы в Excel:
Для сервиса экспертных правил в продукте F5 PMM мы разработали собственный DSL-язык. Его уникальность в том, что он адаптирован для данных телеметрии. Телеметрия — это непрерывный поток данных с датчиков. Для мониторинга состояния оборудования нужно не только знать его параметры в определенное время, но и динамику их изменений. Наш DSL-язык позволяет писать такие правила, которые могут сравнивать текущее значение параметра с предыдущим или отслеживать выполнение условия в течение заданного промежутка времени.
Посмотрим, как это выглядит на практике. Ниже приведены примеры правил разной сложности из реальных проектов.
При внедрении решения F5 PMM аналитики пишут правила совместно с экспертами предприятия, одновременно обучая их DSL-языку. Впоследствии при эксплуатации системы эксперты могут самостоятельно работать с правилами: язык легко освоить, а работа с модулем и синтаксис подробно описаны в руководстве пользователя.
Экспертные правила — это оцифрованные знания вашего лучшего инженера. Если раньше он должен был лично обучать новых сотрудников, то с PMM передача знаний происходит в разы быстрее и может масштабироваться на любое количество филиалов. Вы просто даете доступ к правилам нужным сотрудникам по всей географии присутствия вашей компании.
В отличие от лучшего эксперта, экспертные правила работают 24/7, не ходят в отпуск, не берут больничный и не уходят на пенсию. И, конечно, они быстрее анализируют данные и выявляют потенциальные проблемы.
Заменят ли экспертные правила инженера? Нет. Это инструмент, «помощник», но не альтернатива специалисту. Во-первых, правила сообщают не результат вида «компрессор сломается завтра», а результат «в компрессоре обнаружена аномалия, обратите внимание» — дальше решением проблемы занимается эксперт. Во-вторых, специалист должен критически оценивать полученный от системы результат. Сотрудник может редактировать экспертные правила и добавлять новые. В-третьих, экспертные правила больше подходят для рутинной работы и выявления типовых дефектов, а сложные случаи должен анализировать человек.
Экспертные правила по их роли в рабочем процессе можно сравнить с электронным документооборотом: он ускоряет работу и устраняет ошибки, связанные с «человеческим фактором» (невнимательность, опечатки), но это лишь инструмент в руках специалиста.
Экспертные правила применяются для повышения эффективности систем в самых разных областях. Например, их использует производитель антивируса McAfee для выявления и блокирования вредоносных программ. Экспертные правила могут быть самостоятельным продуктом. Таким примером является система управления бизнес-правилами Drools. Также экспертные правила широко применяются в антифрод-системах, чтобы распознавать мошеннические действия. Шире всего антифрод используется в банках и других финансовых организациях, но по сути он нужен всем бизнесам, которые предлагают товары и услуги. Например, собственные экспертные правила для борьбы с мошенниками разработал Grab, сингапурский суперапп, объединяющий такси, доставку еды, продуктов и посылок.
