上海隧道股份有限公司作為一家重資產(chǎn)企業(yè)，一直以來備受資產(chǎn)流失的困擾。這其中就包括機(jī)械設(shè)備管理、材料管理、方案與工法管理等不足，造成的重型資產(chǎn)——盾構(gòu)機(jī)損壞、損耗嚴(yán)重，以及人員傷亡，并由此引發(fā)項目滯后等。寄云科技為該工程公司提供了“建設(shè)盾構(gòu)法施工管控平臺的解決方案”，基于寄云NeuSeer工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺開展的設(shè)備故障診斷及遠(yuǎn)程運(yùn)維場景應(yīng)用，將工業(yè)設(shè)備與先進(jìn)的信息技術(shù)緊密結(jié)合，為客戶提供數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲和可視化展示，以及異常檢測、盾位追蹤等服務(wù)。通過預(yù)測性維修、統(tǒng)一管理等方法有效的降低盾構(gòu)機(jī)的維修與故障帶來的高額成本，并解決了其他管理方面的不足。
一、項目概況
寄云科技為該軌道交通企業(yè)提供了“軌道交通企業(yè)智能管控中心解決方案”，通過預(yù)測性維修、統(tǒng)一管理等方法有效的降低盾構(gòu)機(jī)的維修與故障帶來的高額成本，并解決了其他管理方面的不足。
1. 項目背景
目前，該軌道交通企業(yè)每年承建的隧道數(shù)量在100個以上，同時推進(jìn)的隧道數(shù)量不少于40個。隨著工程量的增加，管理難度越來越大。加之井下施工人員素質(zhì)、水平良莠不齊，管理人員無法及時掌控井下情況，野蠻施工、偷工減料時有發(fā)生，很多設(shè)備在出井后才發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞。同時不規(guī)范施工帶來的事故也越來越多，在近10多年來，盾構(gòu)作業(yè)已經(jīng)發(fā)生多次嚴(yán)重事故，輕則滯后項目進(jìn)度，重則造成多人傷亡，致使國家資產(chǎn)流失。
該軌道交通企業(yè)已經(jīng)明顯感覺在機(jī)械設(shè)備管理、材料管理、方案與工法管理、勞務(wù)管理等方面力不從心，尤其盾構(gòu)機(jī)這種重型資產(chǎn)的實(shí)時監(jiān)控和維保，更是燃眉之急。據(jù)了解，國產(chǎn)直徑6m的盾構(gòu)機(jī)，造價3000萬 – 5000萬人民幣；相近規(guī)格的進(jìn)口設(shè)備日系要3500萬左右，德系接近4000萬。因挖掘過程中操作不當(dāng)、監(jiān)控不到位導(dǎo)致主軸斷裂的維修等待時間超過一年，直接經(jīng)濟(jì)損失超千萬。
為此，該軌道交通企業(yè)計劃構(gòu)建智能管控中心項目，以實(shí)現(xiàn)對工程精確設(shè)計和模擬，圍繞施工過程管理，建立互聯(lián)協(xié)同、安全監(jiān)控、智能化生產(chǎn)等項目信息化生態(tài)圈，實(shí)現(xiàn)工程可視化智能管理，以提高工程管理信息化水平。經(jīng)初步調(diào)研，該軌道交通企業(yè)發(fā)現(xiàn)項目涉及的數(shù)據(jù)量級是龐大的，歷史數(shù)據(jù)顯示，盾構(gòu)機(jī)每掘進(jìn)100環(huán)就產(chǎn)生400+萬數(shù)據(jù)，平均每條線路需要掘進(jìn)1500-2000環(huán)，該軌道交通企業(yè)年均挖掘100-200條線路，即每年該軌道交通企業(yè)僅盾構(gòu)機(jī)數(shù)據(jù)就已經(jīng)達(dá)到了十億級別！傳統(tǒng)IT很難勝任，大數(shù)據(jù)無疑是其不二選擇。經(jīng)過層層篩選、嚴(yán)格把控，該軌道交通企業(yè)最終選擇了寄云科技提供的解決方案。
2. 項目簡介
為了更好協(xié)助該軌道交通企業(yè)能夠：
1）掌控施工情況，指導(dǎo)施工；
2）管理施工設(shè)備；
3）提高施工安全，
寄云科技向該軌道交通企業(yè)提出建設(shè)盾構(gòu)法施工管控平臺的解決方案，主要內(nèi)容有：
構(gòu)建以盾構(gòu)為中心的產(chǎn)品質(zhì)量生命周期管理平臺
根據(jù)制造產(chǎn)品的特點(diǎn)、制造質(zhì)量控制和管理的內(nèi)容，構(gòu)造產(chǎn)品的全質(zhì)量管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。該體系結(jié)構(gòu)以產(chǎn)品質(zhì)量過程管理為框架，在產(chǎn)品生命周期內(nèi)有效地進(jìn)行各種活動，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的統(tǒng)一管理，并方便的提供給用戶和應(yīng)用系統(tǒng)使用。
構(gòu)建盾構(gòu)法隧道施工相關(guān)數(shù)據(jù)模型
全面分析該軌道交通企業(yè)的業(yè)務(wù)定義、規(guī)則和數(shù)據(jù)，經(jīng)過抽象、歸納和集成，對數(shù)據(jù)進(jìn)行集中、清理、補(bǔ)錄和整合，構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行業(yè)數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)該軌道交通企業(yè)企業(yè)資源共享和統(tǒng)一的業(yè)務(wù)視圖，支持各部門管理和業(yè)務(wù)發(fā)展的分析型應(yīng)用。
支持其他應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)
建設(shè)企業(yè)分析視圖（盾構(gòu)、盾構(gòu)法施工分析主體統(tǒng)一視圖）。逐步建設(shè)匯總數(shù)據(jù)層等數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)基礎(chǔ)功能，支持統(tǒng)計報表和分析型客戶關(guān)系管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)集市的要求和其他應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)建。
建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙
建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙服務(wù)功能，為企業(yè)管理和決策層提供及時、精準(zhǔn)的經(jīng)營信息。實(shí)現(xiàn)對企業(yè)關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標(biāo)的統(tǒng)一管理，能夠在“第一時間”統(tǒng)一、自動地產(chǎn)生所有指標(biāo)，支持時間、機(jī)構(gòu)等多維分析，支持歷史趨勢分析。
逐步修訂盾構(gòu)機(jī)關(guān)鍵部件的預(yù)測性維修目標(biāo)
盾構(gòu)關(guān)鍵部件維修費(fèi)用昂貴，通過對關(guān)鍵部件傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，結(jié)合維修保養(yǎng)等數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測性維修，為該軌道交通企業(yè)在設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)上大幅節(jié)約成本、降低故障發(fā)生率，提高生產(chǎn)效率。
3. 項目目標(biāo)
該軌道交通企業(yè)計劃構(gòu)建智能管控中心項目，旨在實(shí)現(xiàn)工程精確設(shè)計和模擬，圍繞施工過程管理，建立互聯(lián)協(xié)同、安全監(jiān)控、智能化生產(chǎn)等項目信息化生態(tài)圈，實(shí)現(xiàn)工程可視化智能管理，提高工程管理信息化水平。
二、項目實(shí)施概況
1. 項目總體架構(gòu)和主要內(nèi)容
（1）項目頂層設(shè)計架構(gòu)
從技術(shù)架構(gòu)方面，寄云為該軌道交通企業(yè)量身制定的盾構(gòu)法施工管控平臺解決方案，向上對接企業(yè)用戶管理、角色管理、門戶管理、統(tǒng)計報表和商業(yè)智能等客戶應(yīng)用，向下接入傳感器、故障信號，將所有數(shù)據(jù)整合、存入數(shù)據(jù)庫內(nèi)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的可視化展現(xiàn)，業(yè)務(wù)端用戶則可以得到基于大數(shù)據(jù)平臺的統(tǒng)計分析和實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)預(yù)測性維修與健康管理，數(shù)據(jù)分析的結(jié)果反饋業(yè)務(wù)流程中，進(jìn)而健全全生命周期系統(tǒng)。具體架構(gòu)圖如下所示：
軌道交通企業(yè)智能管控中心項目架構(gòu)圖
（2）項目總體架構(gòu)流程
1. 數(shù)據(jù)獲取、匯總
平臺的數(shù)據(jù)入口，收集、匯總數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫中，包括施工現(xiàn)場通過公有云上傳的傳感器數(shù)據(jù)和施工現(xiàn)場情況數(shù)據(jù)，重型設(shè)備的外部維修數(shù)據(jù)，以及土壤、地形、溫度等環(huán)境數(shù)據(jù)，移動App等應(yīng)用端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；
2. 數(shù)據(jù)分析可視化
結(jié)合專業(yè)的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，提取數(shù)據(jù)庫內(nèi)關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息，將數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示在應(yīng)用中，包括指揮中心大屏、移動App、各種報表類應(yīng)用端，便于各層級相關(guān)人員查詢和遠(yuǎn)程監(jiān)控工程和業(yè)務(wù)的實(shí)時進(jìn)展和狀態(tài)；
3. 盾構(gòu)機(jī)預(yù)測性維修
利用寄云大數(shù)據(jù)平臺，基于行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，建立分析模型，對龐大的數(shù)據(jù)流進(jìn)行統(tǒng)計分析，實(shí)現(xiàn)了故障分析和健康趨勢監(jiān)控，找到了在施工過程中重型設(shè)備出現(xiàn)故障的根本原因；再經(jīng)過長時間的積累，結(jié)合日常維護(hù)信息，最終實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)的預(yù)測維修與健康管理（PHM）；
4. 實(shí)現(xiàn)應(yīng)用間的數(shù)據(jù)共享
寄云大數(shù)據(jù)平臺通過數(shù)據(jù)接口，將業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行反饋，作用于全生命周期管理等業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用間的數(shù)據(jù)共享，指導(dǎo)業(yè)務(wù)改進(jìn)，提升整體業(yè)務(wù)流程的效率。
（3）盾構(gòu)法施工管控平臺總體規(guī)劃
對重型設(shè)備的維護(hù)和使用方面，從執(zhí)行層面盾構(gòu)法施工管控平臺總體分為四個階段：
第一階段：實(shí)驗(yàn)、探索階段
? 業(yè)務(wù)調(diào)研，了解數(shù)據(jù)情況及可用性；
? 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備及清洗；
? 對數(shù)據(jù)進(jìn)行探索；
? 建立分析模型；
? 導(dǎo)入關(guān)鍵部件維修數(shù)據(jù)、庫存?zhèn)浼?shù)據(jù)
第二階段：提高、優(yōu)化階段
? 關(guān)鍵參數(shù)曲線的自動生成；
? 模型評估，優(yōu)化、調(diào)整；
? 考慮加入外部環(huán)境數(shù)據(jù)，如土壤信息，地形，溫度等及其他影響因素；
第三階段：嘗試進(jìn)行預(yù)測性維修
? 關(guān)鍵部件狀態(tài)分析
? 預(yù)診斷
第四階段：推廣階段
? 自動化
? 對其他型號盾構(gòu)機(jī)的分析
? 決策優(yōu)化
三、下一步實(shí)施計劃
在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)主要設(shè)備的維修監(jiān)控和未來逐步實(shí)現(xiàn)智能管控平臺項目的功能，并且將進(jìn)一步融合業(yè)務(wù)端的數(shù)據(jù)流，完成生產(chǎn)和業(yè)務(wù)的整合，企業(yè)資源和情況的共享，為管理和決策層提供更加全面的經(jīng)營和生產(chǎn)信息分析結(jié)果，為幫助企業(yè)轉(zhuǎn)型為數(shù)字化企業(yè)，實(shí)現(xiàn)IT和OT的進(jìn)一步融合，提升企業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)營效率，提升競爭力。
四、項目創(chuàng)新點(diǎn)和實(shí)施效果
1. 項目先進(jìn)性及創(chuàng)新點(diǎn)
寄云盾構(gòu)法施工管控平臺解決方案主要實(shí)現(xiàn)了以下價值：
（1）根據(jù)制造產(chǎn)品的特點(diǎn)、制造質(zhì)量控制等構(gòu)建以盾構(gòu)為中心的產(chǎn)品質(zhì)量生命周期管理平臺；
（2）通過全面分析該軌道交通企業(yè)的業(yè)務(wù)定義、數(shù)據(jù)等，對數(shù)據(jù)進(jìn)行集中清理，從而構(gòu)建盾構(gòu)法隧道施工相關(guān)數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源統(tǒng)一共享和業(yè)務(wù)發(fā)展；
（3）逐步建設(shè)數(shù)據(jù)層等數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)基礎(chǔ)功能，支持系統(tǒng)數(shù)據(jù)集市的要求和其他應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)；
（4）建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙服務(wù)功能，為管理和決策層提供及時、精準(zhǔn)的經(jīng)營信息；
（5）通過對關(guān)鍵部件傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，結(jié)合維修保養(yǎng)等數(shù)據(jù)，逐步實(shí)現(xiàn)修訂盾構(gòu)機(jī)關(guān)鍵部件的預(yù)測性維修目標(biāo)為該軌道交通企業(yè)能在設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)上大幅節(jié)約成本、提高生產(chǎn)效率。
2. 實(shí)施效果
1、更好的了解實(shí)時施工情況
對各工程的施工進(jìn)度、生產(chǎn)作業(yè)狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)控，為合理安排施工作業(yè)計劃提供決策支持。
2、了解施工設(shè)備的健康狀態(tài)
創(chuàng)建有效的異常檢測模型，實(shí)現(xiàn)對關(guān)鍵推進(jìn)部件的健康度進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控和報警，為預(yù)測性維修提供決策支持，降低計劃外停機(jī)檢修時間，提升盾構(gòu)設(shè)備的生產(chǎn)效率，有效的減少關(guān)鍵部件的意外故障。
3、降低盾構(gòu)機(jī)的維修與故障帶來的高額成本
借由預(yù)測性維修決策的支持，有效地提高了盾構(gòu)機(jī)械設(shè)備維修的周期，減少了維修次數(shù)。另一方面，提升盾構(gòu)設(shè)備的生產(chǎn)效率的同時，也大幅降低了因盾構(gòu)設(shè)備故障所帶來工期延誤的高額成本。
寄云科技解決方案切實(shí)解決了該企業(yè)面臨的問題，并且考慮到了未來的業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)的發(fā)展情況，總體來說，通過盾構(gòu)法施工管控平臺客戶可以更好的了解實(shí)時施工情況，便于安排后續(xù)施工作業(yè)計劃，同時通過預(yù)測性維修可直觀了解到施工設(shè)備的健康狀態(tài)，有效的減少關(guān)鍵部件的意外故障，進(jìn)而切實(shí)有效提高了盾構(gòu)機(jī)械設(shè)備維修的周期，并提升了盾構(gòu)設(shè)備的生產(chǎn)效率，大大降低盾構(gòu)機(jī)的維修與故障帶來的高額成本。