PRECOG / Datenauswertung

Wie PRECOG Ihre Daten auswertet

Diese Seite erklärt, wie PRECOG bei Maschinen im Dauerbetrieb arbeitet, etwa bei Wasser- und Ölpumpen, Motoren von Elektroautos und anderen gleichmässig laufenden Elektromotoren, und wie die Daten aufgebaut sind und ausgewertet werden.

Ablauf

Ablauf

PRECOG wertet jeweils eine Kennzahl aus. Die Eingabe ist eine einfache Tabelle mit Messwerten. Das Ergebnis ist eine Ampel, die mehr als 14 Algorithmen zusammenfasst, zusammen mit einer längerfristigen Vorhersage und den Details dahinter.

PRECOG AI liefert genauere und besser zugeschnittene Vorhersagen, sobald sie die Besonderheiten Ihres Projekts kennt. Die Beispieldaten auf dieser Seite stammen aus realen Messungen.

Vorhersagebeispiele

Beispiele für kurz-, mittel- und langfristige Vorhersagen

Die Diagramme sind Beispiele aus der Praxis. In allen gilt für den Indikator, dass niedriger besser ist, und er zeigt die Leistungsaufnahme eines Elektromotors.

Langfristige Vorhersage: Verschleiss durch Reibung

Langfristiges Beispiel, die erste Vorhersage: ein Liniendiagramm der Istwerte über 23 Perioden mit Ziel- und Grenzwertlinien und einer gelben Leuchte für eine Vorhersagewarnung in Periode 23, zwei Wochen vor dem Fehler
Die erste Vorhersage wird erstellt.
Langfristiges Beispiel, die Vorhersage tritt ein: Auf gelbe Warnungen ab Periode 23 folgt eine rote Warnung für den sich verschärfenden Fehler, danach kehren die Werte in den Normalbereich zurück
Die Vorhersage tritt ein.

Das System warnt vor Verschleiss durch ein Reibungsproblem in einer komplexen Anlage. Nach den täglichen Messungen läuft das Gerät normal, und die lineare Trendlinie zeigt keine Veränderung. In Periode 23 wird eine gelbe Warnung ausgegeben, weil PRECOG einen ungewöhnlichen Betrieb erkannt hat.

Auf die erste gelbe Warnung folgen jeden Tag weitere Warnungen. Das gibt dem Wartungspersonal zwei Wochen Zeit, die Inspektionen durchzuführen und die benötigten Teile zu beschaffen. Zwei Wochen später erreichen die Warnungen die rote Stufe, und am folgenden Tag führt das Wartungspersonal die Reparatur durch, bevor ein Fehler auftreten kann. Ab Tag 38 liegt der Energieverbrauch wieder im normalen Bereich, und die Warnungen verschwinden. Wartung und Austausch der fehlerhaften Komponenten erfolgen ohne Unterbrechung des Betriebs.

Mittelfristige Vorhersage: ein leistungsstarker Elektromotor

Mittelfristiges Beispiel, die erste Vorhersage: ein Liniendiagramm über 28 Perioden mit einer gelben Leuchte für eine Vorhersagewarnung in Periode 28
Die erste Vorhersage wird erstellt.
Mittelfristiges Beispiel, die Vorhersage tritt ein: Auf gelbe Warnungen in den Perioden 28 bis 30 folgt eine rote Warnung, danach überschreitet der Wert in Periode 32 den Zielwert
Die Vorhersage tritt ein.

Eine Fehlfunktion in einem leistungsstarken Elektromotor. Jeder Datenpunkt ist die höchste Leistungsaufnahme, die innerhalb jedes 4-Stunden-Intervalls gemessen wurde. Trotz eines negativen Trends wird eine gelbe Vorhersage gestellt. Nach der ersten Warnung werden zwei weitere gelbe Warnungen ausgegeben, bevor der rote Alarm kommt. Am Ende überschreitet die Leistungsaufnahme den Zielwert.

Die Fachleute hatten genug Zeit, den Ersatz des kritischen Motors durch ein anderes Gerät vorzubereiten. Das verhinderte Stillstand und Schäden an der betroffenen Ausrüstung, und die Betriebssicherheit blieb gewahrt. Nach der Reparatur konnte das Gerät wieder in Betrieb genommen werden.

Kurzfristige Vorhersage: ein plötzlich auftretender Fehler

Kurzfristiges Beispiel, die erste Vorhersage: ein Liniendiagramm über 26 Perioden mit einer roten Leuchte für ein plötzlich auftretendes ernstes Problem in Periode 26
Die erste Vorhersage wird erstellt.
Kurzfristiges Beispiel, die Vorhersage tritt ein: Nach der roten Warnung steigen die Werte stark über den Grenzwert und die Anlage wird instabil, danach kehren die Werte in den Normalbereich zurück
Die Vorhersage tritt ein.

Das System erkennt einen schweren Fehler, der plötzlich auftritt. Die Anlage arbeitete in ihrem üblichen Bereich, und die lineare Trendlinie zeigte nur einen sehr leichten Anstieg. Jeder Datenpunkt ist die höchste Leistungsaufnahme, die innerhalb jedes 2-Stunden-Intervalls gemessen wurde. In Periode 26 geht ein roter Alarm ein.

Nach dem roten Alarm hatte der Bediener etwa 4 Stunden, um die Ursache zu finden und die Behebung zu beginnen. Die Anlage abzuschalten, zu warten oder auf ein Reservesystem umzuschalten war nicht möglich. Kurz nach der Reparatur wurde das System wieder stabil. Der Bediener konnte das mit Unterstützung von PRECOG überprüfen, sodass keine weitere persönliche Überwachung nötig war.

Eingabedatei

Eingabedatei und was die Daten enthalten sollen

Die Eingabe ist eine Tabelle mit den folgenden Spalten. Jede Spalte lässt sich für Details öffnen.

Eine Tabelle mit den Spalten period, actual, target, tolerance und higher is better. Die ersten Zeilen zeigen die Periodennummer, den Messwert, einen Zielwert von 15, eine Toleranz von 2 und den Wert FALSE
Eine Tabelle mit zwei Hinweisen: Werden mehr Zielwerte dem letzten Zielwert zugeordnet, steigt die Genauigkeit langfristiger Vorhersagen, und die für längerfristige Vorhersagen verwendeten Perioden müssen zum letzten Zielwert mit einem Istwert passen
Periode

Der Zeitraum, in dem die Daten erhoben wurden, geordnet vom ältesten zum jüngsten Eintrag. Es können Zahlenwerte oder Datums- und Zeitstempel sein. Die Daten können für längere Zeiträume aggregiert werden, zum Beispiel lassen sich Messungen im Minutentakt zu Tagen zusammenfassen. Wenn möglich, sollte dies auf der Ebene der Rohdaten geschehen.

Im Allgemeinen werden gleichmässige Zeitintervalle wie Tage, Stunden oder Minuten empfohlen, die sich dann für längerfristige Analysen aggregieren lassen. In Sonderfällen, etwa bei komplexen mechanischen Anlagen im Freien, deren Messungen verrauscht sein können und zugrunde liegende Probleme verdecken, liefern Sie möglichst viele hochwertige Referenzdatensätze, idealerweise mindestens 10 aus einem beliebigen historischen Zeitraum. Die letzten 6 Datensätze sollten ausserdem die jüngsten Werte enthalten, gemessen in gleichmässigen Intervallen oder aggregiert.

Istwert

Der gemessene Wert der überwachten Anlage oder des überwachten Parameters. Die Eingabedatei muss mindestens 6 Datensätze enthalten.

Zielwert

Der maximale oder minimale Grenzwert, den die physikalische Eigenschaft nicht überschreiten soll, je nach Art der Kennzahl. Ist ein höherer Wert erwünscht, ist der Zielwert der maximal zulässige Wert. Ist ein niedrigerer Wert vorzuziehen, ist der Zielwert der minimal akzeptable Wert.

Legt der Hersteller den Zielwert nicht fest, wählen Sie ihn anhand von Testergebnissen so, dass er ausserhalb der oberen und unteren Intervalle liegt, die im Diagramm blau markiert sind. So werden häufige Alarme vermieden.

Der Zielwert kann sich über den gesamten Zeitraum der Daten ändern und die Vorhersage beeinflussen. Änderungen des Zielwerts können den Einfluss anderer physikalischer Grössen auf die Anlage abbilden, etwa Temperatur, Regen oder andere Umwelteinflüsse. Diese Anpassungen werden oft bei Geräten im Freien verwendet, wo Jahreszeiten und Wetterbedingungen die Anlage beeinflussen können.

Die Zielwert-Spalte legt auch fest, wie viele Perioden für längerfristige Vorhersagen nötig sind. Dazu werden die gewünschten Perioden mit Zielwerten und Toleranzen, aber ohne Istwerte hinzugefügt. Empfohlen werden 6 bis 10 Perioden. Mehr als 14 Perioden werden nicht empfohlen, weil die Unsicherheit exponentiell wächst und die Genauigkeit deutlich sinkt. Alle zusätzlichen Zielwerte müssen dem Zielwert des zuletzt gemessenen Istwerts entsprechen. Geht man die Perioden rückwärts durch, ist die langfristige Prognose umso genauer, je mehr Zielwerte mit dem letzten übereinstimmen.

Toleranz

Die zulässige Abweichung vom Zielwert. Es ist ein schmaler Grenzbereich, in dem die Ausrüstung noch arbeitet, in dem der Betrieb aber Schäden verursachen kann. Die Toleranz wird zum Zielwert addiert oder von ihm subtrahiert, je nachdem, ob der Kennzahltyp höher ist besser oder niedriger ist besser ist.

Höher ist besser

Ein binärer Indikator, TRUE oder FALSE, der von der Art der Kennzahl abhängt. Bedeutet ein höherer Wert eine bessere Leistung (auch grün, gelb, rot oder GYR genannt), ist die Spalte TRUE. Bedeutet ein niedrigerer Wert eine bessere Leistung (rot, gelb, grün oder RYG), ist die Spalte FALSE.

Prüfung und Auswertung der Ergebnisse

Der Ergebnisbildschirm einer Analyse: die Lampe mit der Zusammenfassung der Analyse, die kritische Alarmmeldung, die Wahrscheinlichkeit der Gesamtleistung 5 Perioden später und ein Diagramm mit den Istwerten, dem Zielwert, dem toleranzbereinigten Zielwert und den Intervallen
Ampel

Das wichtigste Ergebnis der Analyse ist die Ampel. Sie zeigt das zusammenfassende Ergebnis von mehr als 14 verschiedenen Algorithmen, die für die Kennzahl Warnungen vorhersagen oder kritische Alarme anzeigen können. Weitere Informationen stehen im Abschnitt Details.

NormalWarnungKritischer Alarm
Längerfristige Vorhersage

Die längerfristige Vorhersage nutzt mehrere Vorhersagealgorithmen, um die Wahrscheinlichkeit der Gesamtleistung einer Kennzahl über einen längeren Zeitraum abzuschätzen. Auch die kurzfristige Vorhersage stützt sich auf viele Algorithmen, weshalb die Ampel passende Vorhersagen liefert.

Die längerfristige Vorhersage beurteilt die Wahrscheinlichkeit, mit der eine Kennzahl ihre Leistung erbringt, auch wenn sie noch nicht erfüllt wurde. Die Anzahl der Perioden lässt sich über den festgelegten Zielwert anpassen. Im Allgemeinen ist das Risiko einer Nichterfüllung bei Werten unter 70% hoch.

Häufig gestellte Fragen

Wie unterscheidet sich unsere Lösung von einer gängigen prädiktiven KI-Lösung?

Einfach gesagt wurde unsere KI im Laufe von 7 Jahren mit Millionen von Datensätzen aus realen Daten verschiedener Branchen gespeist und beruht auf fortgeschrittener Mathematik.

Wie viele Datensätze braucht PRECOG für eine erfolgreiche Auswertung?

Mindestens 6. Das Maximum ist eine vernünftige Anzahl.

Wir haben einen Zielwert. Was bewirkt die Toleranz und worin besteht der Unterschied?

Der Zielwert ist zum Beispiel die vom Hersteller empfohlene Leistung, oder er kann beim Testen festgelegt werden. Die Toleranz ist ein schmaler Grenzbereich, in dem die Ausrüstung noch funktioniert, der Betrieb aber schädlich ist. Ist der Zielwert die Grenze, bei der das Gerät beschädigt wird, muss die Toleranz null sein.

Meine Ausrüstung hat mehrere Datentypen. Wie werden sie ausgewertet?

Der Algorithmus läuft jeweils für einen Datentyp. Am besten lässt man ihn für jeden Datentyp laufen. Liefert einer davon eine gelbe oder rote Ampel, gilt die gesamte Auswertung als gelb oder rot. Um den Einfluss verschiedener physikalischer Grössen wie Jahreszeiten, Regen oder Temperatur abzubilden, kann der Zielwert geändert werden. Das ist vor allem bei Geräten im Freien sinnvoll.

In welcher Einheit wird die Periode gemessen: Wochen, Tage, Stunden, Minuten?

Sie können beliebige Daten verwenden, solange sie einheitlich sind.

Kann ich in einer Auswertung verschiedene Zeiteinheiten verwenden?

Ja. Im Allgemeinen werden gleichmässige Zeitintervalle wie Tage, Stunden oder Minuten empfohlen, die sich für eine längerfristige Analyse aggregieren lassen. In besonderen Fällen, etwa bei komplexen mechanischen Anlagen im Freien, deren Messungen verrauscht sein können und zugrunde liegende Probleme überdecken, liefern Sie möglichst viele hochwertige Referenzdatensätze, idealerweise mindestens 10 aus einem beliebigen historischen Zeitraum. Die letzten 6 Datensätze sollten auch die aktuellsten Werte enthalten, gemessen in gleichmässigen Intervallen oder aggregiert.

Wie lange dauert es, bis Kunden von PRECOG profitieren?

Ein Projekt dauert in der Regel 2 bis 4 Monate pro Ausrüstungstyp. Das gilt, wenn Sie auf der niedrigsten Reifestufe beginnen und die höchste erreichen wollen. Nach der Einführung folgen weitere 2 Monate für Beobachtung und Anpassung.