Εφαρμογή της AI στην Προγνωστική Συντήρηση Οχημάτων

Εφαρμογή της AI στην Προγνωστική Συντήρηση Οχημάτων

September 30, 2022 0 Von admin

Αυτό το άρθρο δημοσιεύτηκε ως μέρος του Data Science Blogathon.

Εισαγωγή

Με την ταχεία επέκταση των νέων και προηγμένων χαρακτηριστικών του αυτοκινήτου, οι παραδοσιακές μέθοδοι ανίχνευσης και ελέγχου σφαλμάτων γίνονται λιγότερο αποτελεσματικές, καθιστώντας αναγκαία την ανάπτυξη έξυπνων λύσεων. Τα νέα αυτοκίνητα είναι εφοδιασμένα με διάφορους αισθητήρες, όργανα και κάμερες που καταγράφουν πληθώρα δεδομένων που σχετίζονται με το αυτοκίνητο και τα εξαρτήματά του. Γιατί να μην αξιοποιήσετε αυτά τα πολυδιάστατα δεδομένα μαζί με τα αρχεία προηγούμενων σέρβις σε συνδυασμό με την τεχνητή νοημοσύνη για να παρέχετε πληροφορίες για κάθε πτυχή της λειτουργίας του οχήματος και την έγκαιρη απομακρυσμένη διάγνωση ελαττωματικών εξαρτημάτων; Λοιπόν, αυτό μπορεί να αλλάξει το παιχνίδι! Δεν μπορεί μόνο να προτείνει ποιο εξάρτημα/σύστημα χρειάζεται συντήρηση ή αντικατάσταση, αλλά να προτείνει και να ενεργοποιήσει μέτρα ελέγχου για διάφορα τεχνικά ζητήματα.

Μεσαίο

Η ικανότητα συλλογής και ανάλυσης δεδομένων σχετικά με τα περιουσιακά στοιχεία επιτρέπει σε έναν οργανισμό να μεταβεί από τη διορθωτική σε προγνωστική συντήρηση. Η προγνωστική συντήρηση είναι επίσης βασικός στόχος για τους φορείς εκμετάλλευσης στόλου, ιδιαίτερα τις εταιρείες μεταφορών και logistics, όπου ο χρόνος διακοπής λειτουργίας είναι εξαιρετικά δαπανηρός. Αρκετοί μεγάλοι κατασκευαστές έχουν δεσμευτεί να αξιοποιήσουν τα συγκεντρωμένα δεδομένα για να ενημερώσουν σχετικά με την προγνωστική συντήρηση των οχημάτων, επιτρέποντας την απομακρυσμένη διάγνωση των περισσότερων προβλημάτων του οχήματος πριν φτάσουν στη γραμμή σέρβις. Με το πλήθος των πιθανών πλεονεκτημάτων της προγνωστικής συντήρησης για μεμονωμένους ιδιοκτήτες οχημάτων, χειριστές στόλου και κατασκευαστές, η προγνωστική συντήρηση αναμένεται να υιοθετείται όλο και περισσότερο στην αυτοκινητοβιομηχανία.

Σε αυτήν την ανάρτηση, θα ρίξουμε μια ματιά στο τι είναι η προγνωστική συντήρηση, γιατί είναι απαραίτητη και μερικές από τις λύσεις που παρέχει η αυτοκινητοβιομηχανία.

Τι είναι η Προγνωστική Συντήρηση;

Η προληπτική συντήρηση είναι η βασισμένη σε δεδομένα προσέγγιση για την πρόβλεψη της αστοχίας του λειτουργικού εξοπλισμού και την εφαρμογή προληπτικής συντήρησης για την αποφυγή απρογραμμάτιστου χρόνου διακοπής λειτουργίας. Αξιοποιεί μια πληθώρα δεδομένων που συλλέγονται από αισθητήρες εντός του οχήματος, αρχεία προηγούμενων σέρβις και τεχνικές μηχανικής εκμάθησης για την ανάλυση διαφόρων συνθηκών εξοπλισμού που θα μπορούσαν ενδεχομένως να οδηγήσουν σε πιθανή αστοχία συστήματος/εξοπλισμού. Στη συνέχεια, το σύστημα AI ειδοποιεί τον χρήστη και τον κατασκευαστή/συντηρητή του αυτοκινήτου ότι ένα συγκεκριμένο εξάρτημα ή σύστημα απαιτεί συντήρηση ή αντικατάσταση.

Αυτή η προσέγγιση ελαχιστοποιεί το κόστος της μη προγραμματισμένης συντήρησης, ενώ μεγιστοποιεί τη διάρκεια ζωής του εξαρτήματος, επιτρέποντάς μας να αποκομίσουμε περισσότερη αξία από ένα εξάρτημα.

Επιπλέον, τα συστήματα ποιοτικού ελέγχου που λειτουργούν με τεχνητή νοημοσύνη μπορούν να ενεργοποιηθούν για τον εντοπισμό πιθανών ελαττωμάτων σε εξαρτήματα προτού εγκατασταθούν.

Πώς να ξεκινήσετε με την Προγνωστική Συντήρηση χρησιμοποιώντας τη Μηχανική Εκμάθηση

Εικ. 1 Διάγραμμα που απεικονίζει την ουσία της Προγνωστικής συντήρησης

Γιατί είναι σημαντική η Προβλεπτική Συντήρηση;

Η προγνωστική συντήρηση έχει διάφορα οφέλη, όπως βελτιστοποίηση κατασκευής ανταλλακτικών, διαχείριση αποθεμάτων, βελτιστοποίηση κύκλου ζωής, διαχείριση ανακύκλωσης κ.λπ. Η έξυπνη συντήρηση είναι επίσης βασικός στόχος για τους φορείς εκμετάλλευσης στόλου, ιδιαίτερα τις εταιρείες μεταφορών και logistics για τις οποίες ο χρόνος διακοπής λειτουργίας είναι εξαιρετικά δαπανηρός.

Έχει τη δυνατότητα να ωφελήσει τους ιδιοκτήτες αυτοκινήτων, τους αντιπροσώπους και τους ΚΑΕ με τους ακόλουθους τρόπους:

Οφέλη για τους ιδιοκτήτες αυτοκινήτων:

  1. Οι ειδοποιήσεις σε πραγματικό χρόνο και οι έγκαιρες προειδοποιήσεις μειώνουν το κόστος της μη προγραμματισμένης συντήρησης, ενώ μεγιστοποιούν τη διάρκεια ζωής του εξαρτήματος, επιτρέποντάς μας να έχουμε μεγαλύτερη αξία από ένα εξάρτημα
  2. Μειώνει τα σενάρια βλάβης μέσω της προληπτικής επικοινωνίας από τον αντιπρόσωπο

Οφέλη για τους αντιπροσώπους:

  1. Δημιουργεί μια εξατομικευμένη σχέση με τους ιδιοκτήτες αυτοκινήτων μέσω βελτιωμένης επικοινωνίας και εμπιστοσύνης
  2. Βελτιώστε την εμπειρία των πελατών με παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο πιθανών σφαλμάτων
  3. Εξοικονομεί χρήματα σε απόθεμα και εργασία
  4. Αυξάνει τα έσοδα

Πλεονεκτήματα των OEM:

  1. Αυξάνει τα έσοδα από τις aftermarket πωλήσεις και τα γνήσια ανταλλακτικά/ανταλλακτικά
  2. Μειώνει την παραγωγή

Τρέχουσες λύσεις που παρέχονται από την Automotive Industry

1. HMG: Διάγνωση σφαλμάτων βάσει ήχου και προγνωστική συντήρηση

  • Το Ερευνητικό Εργαστήριο Engine NVH στο Κέντρο Έρευνας & Ανάπτυξης της Hyundai και της Kia Motors Namyang επινόησε μια νέα λύση που επιτρέπει την εκμάθηση AI-των ήχων αυτοκινήτων, επιτρέποντας στο AI να ανιχνεύει ελαττωματικά εξαρτήματα.

  • Ο ακατέργαστος ήχος εξάγεται από διάφορα μέρη πλήρως λειτουργικών και προκαλούμενων από σφάλματα κινητήρων για την εκπαίδευση του μοντέλου. Αυτοί οι συγκεντρωμένοι ήχοι επεξεργάζονται, αναλύονται και κατηγοριοποιούνται και γίνονται μέρος μιας αναπτυσσόμενης βάσης δεδομένων από την οποία το μοντέλο θα μπορούσε να μάθει.

  • Μόλις το μοντέλο μάθει διάφορες αποχρώσεις των ήχων που συνδέονται με εξαρτήματα του οχήματος (ελαττωματικά και μη), μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναγνώριση παρόμοιων μοτίβων ήχων και την παροχή συναγόμενων διαγνωστικών. Με βάση αυτή την ανάλυση των ήχων, το μοντέλο προτείνει την πιο πιθανή αιτία του μη φυσιολογικού ήχου.

  • Ωστόσο, η ακρίβεια της ανάλυσης ήχου και των συναγόμενων διαγνωστικών εξαρτάται από την ποιότητα των δεδομένων στα οποία έχει εκπαιδευτεί το μοντέλο. Επί του παρόντος, η ισχυριζόμενη ακρίβεια ενός τέτοιου συστήματος είναι περίπου 88%.

διάγνωση ήχου hyudai

Εικόνα 2. Διάγραμμα που απεικονίζει τη μέθοδο διάγνωσης βλαβών βάσει ήχου για κινητήρα οχήματος (Πηγή: Hyundai)

Διαβάστε εδώ: https://tech.hyundaimotorgroup.com/article/worlds-first-ai-fault-detection-and-diagnostics-by-the-hmg/

2. Infosys: Vehicle Maintenance Workbe

Όταν το κόστος συντήρησης είναι υψηλό, είναι δελεαστικό να καθυστερήσετε την προγραμματισμένη συντήρηση, αλλά αυτό είναι συχνά πιο ακριβό και αυξάνει το χρόνο διακοπής λειτουργίας. Οι υπεύθυνοι συντήρησης στόλου χρησιμοποιούν οδηγίες προληπτικής συντήρησης ή OEM. Αν και αποφεύγει την απρογραμμάτιστη επισκευή, το υψηλό κόστος της προληπτικής συντήρησης (PM) και του ανεπιθύμητου χρόνου διακοπής λειτουργίας του οχήματος παραμένει. Η Infosys επινόησε έναν „Vehicle Maintenance Workbench (VMW)“ για να το παρακάμψει. Είναι μια ολοκληρωμένη πλατφόρμα για την αποδοτικότητα και την ασφάλεια της συντήρησης του στόλου που βασίζεται σε αλγόριθμους βελτιστοποίησης AI και ML.

Ο πάγκος εργασίας Infosys Vehicle Maintenance μπορεί να προβλέψει την αστοχία εκ των προτέρων. Βοηθά τους διαχειριστές συντήρησης στον αυτόματο προγραμματισμό της προληπτικής συντήρησης οχημάτων στα αντίστοιχα συνεργεία τους. Ο ενσωματωμένος αλγόριθμός του μπορεί να προγραμματίσει 5000+ εργασίες συντήρησης. Σε λίγα δευτερόλεπτα, δείχνει τη μέση χρήση του γκαράζ και τις ώρες διακοπής λειτουργίας των οχημάτων.

Η καρτέλα πρόβλεψης αποτυχίας του Infosys VMW δείχνει την πλήρη κατάσταση του στόλου. Υποδεικνύει ποια οχήματα χρειάζονται άμεσο σέρβις έναντι των οχημάτων που είναι ακόμα ασφαλή για οδήγηση. Δίνει ειδοποιήσεις για βλάβες κινητήρα και μετάδοσης, φρένα, διάρκεια ζωής μπαταρίας, ελαστικά, άξονες και προβλήματα διεύθυνσης. Με βάση αυτές τις ειδοποιήσεις, μπορεί να πραγματοποιηθεί δραστηριότητα συντήρησης.

Μόλις το όχημα φτάσει στο γκαράζ για επιθεώρηση βάσει προειδοποιητικής ειδοποίησης συντήρησης, υποβάλλεται σε διεξοδικούς ελέγχους με βάση τους τύπους ειδοποιήσεων και εκτελούνται οι απαραίτητες εργασίες επισκευής. Σε περίπτωση που δεν υπάρχουν προβλήματα με το όχημα, ο τεχνικός ενημερώνει τον σχεδιαστή παρακάμπτει τη σημαία ως «όχι» και με τα σχετικά σχόλια στην ενότητα παρατηρήσεων, και αποθηκεύει τη λεπτομέρεια. Το μοντέλο μηχανικής εκμάθησης θα αξιοποιήσει περαιτέρω αυτές τις λεπτομέρειες για να προσαρμόσει και να βελτιώσει την ακρίβεια της μελλοντικής πρόβλεψης αποτυχίας.

Ειδικά χαρακτηριστικά:

  1. Βελτιώνει τη διαθεσιμότητα του οχήματος κατά 10+ %
  2. Αυξάνει τη διάρκεια ζωής του οχήματος και των ανταλλακτικών κατά 15%
  3. Μειώνει το TCO κατά περισσότερο από 20%

Δείτε εδώ| https://www.youtube.com/watch?v=A6ECsJhxYbk

3. Intuceo: Predictive Maintenance Solutions

Πώς να ξεκινήσετε με την Προγνωστική Συντήρηση χρησιμοποιώντας τη Μηχανική Εκμάθηση

Εικόνα 3. Διάγραμμα που απεικονίζει την επισκόπηση της μεθόδου. (Πηγή: Intuceo)

Η Intuceo αξιοποίησε πληθώρα δεδομένων αισθητήρων και αλγορίθμων μηχανικής μάθησης για να παρέχει προγνωστικές λύσεις συντήρησης για ΚΑΕ και αντιπροσώπους. Αυτή η λύση ισχυρίζεται ότι μετασχηματίζει και αναλύει τα δεδομένα αισθητήρων εντός του οχήματος (αυτοκίνητα, φορτηγά, EV), επιτρέποντας στους πελάτες να αναπτύξουν αυτήν τη λύση στην αυτοκινητοβιομηχανία για να μειώσουν το χρόνο διακοπής λειτουργίας και το κόστος, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3.

Διαβάστε εδώ| https://www.intuceo.com/blog/how-to-get-started-with-predictive-maintenance-using-machine-learning/

4. Questar: Predictive Analytics που βασίζεται σε AI για να κρατάτε τους στόλους στο δρόμο

Η Questar αυτοχρηματοδοτείται ως «προγνωστική εταιρεία υγείας οχημάτων» και παρέχει μια Πλατφόρμα Διαχείρισης Υγείας Οχημάτων (VHM) που αξιοποιεί συγκεντρωμένα δεδομένα εντός του οχήματος και τεχνικές τεχνητής νοημοσύνης για τη δημιουργία έγκαιρης προειδοποίησης για πιθανές δυσλειτουργίες στα οχήματα.

Αυτή η εταιρεία ισχυρίζεται ότι η πλατφόρμα VHM της εντόπισε σοβαρές δυσλειτουργίες στο 10% των λεωφορείων ενός στόλου που εκμεταλλεύεται η ισραηλινή εταιρεία Δημοσίων Μεταφορών Kavim σε ένα πιλοτικό πρόγραμμα.

Επιπλέον, τα δεδομένα πεδίου δείχνουν ότι χρησιμοποιώντας τη λύση VHM, Οι φορείς εκμετάλλευσης στόλων μπορούν να επιτύχουν μείωση 30% στο κόστος ανταλλακτικών, μείωση 10% στην κατανάλωση καυσίμου, μείωση 20% στα ατυχήματα και έως και 75% μείωση στον περιττό χρόνο διακοπής λειτουργίας. Η παρακολούθηση της υγείας σε πραγματικό χρόνο βελτιστοποιεί το φιλτράρισμα των εκπομπών και εξοικονομεί καύσιμα, καθιστώντας τους στόλους πιο περιβαλλοντικά βιώσιμους.

Διαβάστε εδώ| https://www.fierceelectronics.com/sensors/questar-uses-ai-predictive-analytics-keep-fleets-road

5. IBM: Connected Vehicle Predictive Maintenance Solution

Η IBM ανέπτυξε μια λύση για την παρακολούθηση συνδεδεμένων οχημάτων για προγνωστική ανάλυση. Οι λύσεις συνδεδεμένων οχημάτων περιλαμβάνουν συνήθως το όχημα, αλλά με κινητικότητα ως υπηρεσία (MaaS), όπου ο χρήστης μπορεί να βρίσκεται στο όχημα ως οδηγός ή επιβάτης ή εκτός του οχήματος.

Οι επιβάτες μπορούν να επικοινωνούν με το όχημα μέσω της διεπαφής χρήστη (διασύνδεση ανθρώπου-μηχανής) HMI ή χρησιμοποιώντας μια εξωτερική εφαρμογή ή συσκευή.

Οι ενσωματωμένοι αισθητήρες και κάμερες παρακολουθούν συνεχώς την υγεία των εξαρτημάτων στο συνδεδεμένο αυτοκίνητο. Επιπλέον, οι υπηρεσίες AI αναλύουν και ενεργούν με βάση τα δεδομένα από τους αισθητήρες και τις κάμερες παρέχοντας συστάσεις στον οδηγό.

Διαβάστε εδώ| https://www.ibm.com/cloud/architecture/architectures/automotive-car-sensors/

6. BMW: Προγνωστικά μέτρα ελέγχου συντήρησης από την BMW

Το BMW Group έχει επινοήσει λύσεις πρόβλεψης συντήρησης που βασίζονται στο cloud για να αυξήσει την αποτελεσματικότητά του και τη βιωσιμότητά του. Αυτή η τεχνολογία αξιοποιεί αισθητήρες για την παρακολούθηση της τρέχουσας κατάστασης/υγείας των εξαρτημάτων και των αναλυτικών στοιχείων δεδομένων και άλλων αλγορίθμων μηχανικής εκμάθησης για την πρόβλεψη βλαβών προτού συμβούν. Με βάση την κατάσταση που ανιχνεύτηκε, το σύστημα πρόβλεψης συντήρησης προτείνει πότε πρέπει να αντικατασταθούν εξαρτήματα ως προληπτικό μέτρο για να αποφευχθούν τυχόν περιττοί χρόνοι διακοπής λειτουργίας ή αφανείς βλάβες που προκαλούνται από την καταστροφή των εξαρτημάτων. Αυτό θα μειώσει το κόστος συντήρησης και θα παράσχει στην εταιρεία δίκαιες πληροφορίες σχετικά με το σχεδιασμό ή το σφάλμα που σχετίζεται με τη λειτουργικότητα.

Η προγνωστική συντήρηση είναι ενεργοποιημένη σε όλες τις γραμμές παραγωγής, επιτρέποντας την αλλαγή φθαρμένων εξαρτημάτων και τον εντοπισμό βλαβών προτού προκαλέσουν λειτουργικά προβλήματα. Εάν τα επίπεδα αποθεμάτων συγκεκριμένων ανταλλακτικών είναι πολύ υψηλά σε ορισμένες τοποθεσίες και πολύ χαμηλά σε άλλες, ή εάν συγκεκριμένοι πόροι μεταφοράς είναι περιορισμένοι ή υπερβολικοί πόροι, όλα αυτά μπορεί να προσαρμοστούν αμέσως.

Διαβάστε εδώ| https://www.press.bmwgroup.com/global/article/detail/T0338859EN/predictive-maintenance:-when-a-machine-knows-in-advance-that-repairs-are-needed?language=en

7. Ford: Συνεργασία δεδομένων συνδεδεμένων οχημάτων

  • Η Ford συνεργάστηκε με την CARUSO και την HIGH MOBILITY για να παρέχει σε τρίτες επιχειρήσεις πρόσβαση σε δεδομένα που δημιουργούνται από το όχημα με ασφάλεια και ασφάλεια με τη συγκατάθεση των οδηγών για τη δημιουργία καινοτόμων, προσαρμοσμένων προϊόντων και υπηρεσιών, όπως ασφάλιση βασισμένη στη χρήση, έξυπνη συντήρηση και έξυπνη ανάκτηση στο δρόμο.

  • Συγκεκριμένα, οι ιδιοκτήτες οχημάτων διατηρούν τον έλεγχο των δεδομένων τους, με τη δυνατότητα να ελέγχουν με ποιον και πώς μοιράζονται τα δεδομένα του οχήματος.

  • Δεν ισχύει για πελάτες στόλου.

Διαβάστε εδώ| https://media.ford.com/content/fordmedia/feu/en/news/2020/11/11/drivers-to-benefit-from-smarter-insurance–maintenance-and-recov.html

συμπέρασμα

Τα προγνωστικά αναλυτικά στοιχεία που βασίζονται σε τεχνητή νοημοσύνη γίνονται μια πολύτιμη τεχνολογία σε όλους τους κλάδους όπου η προγνωστική συντήρηση μπορεί να εξοικονομήσει χρήματα και χρόνο εργασίας, μειώνοντας τα συνολικά επίπεδα άγχους.

Για να το συνοψίσουμε, σε αυτήν την ανάρτηση ιστολογίου, μάθαμε:

1. Τι είναι η προγνωστική συντήρηση;

2. Μη εξαντλητικός κατάλογος των τρεχουσών λύσεων που παρέχονται από την αυτοκινητοβιομηχανία για τη μόχλευση πολυδιάστατων δεδομένων εντός του οχήματος σε συνδυασμό με τεχνικές τεχνητής νοημοσύνης για την παροχή πληροφοριών για κάθε πτυχή της λειτουργίας του οχήματος και την έγκαιρη απομακρυσμένη διάγνωση ελαττωματικών εξαρτημάτων.

3. Οφέλη της προγνωστικής συντήρησης για τους ιδιοκτήτες αυτοκινήτων, τους αντιπροσώπους, τους ΚΑΕ και το περιβάλλον.

Τα μέσα που εμφανίζονται σε αυτό το άρθρο δεν ανήκουν στο Analytics Vidhya και χρησιμοποιούνται κατά την κρίση του συγγραφέα.