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监控和数据采集（SCADA）系统在收集和存储数据以及监视自动化机器性能方面表现出色。以前，它们由基于状态的维护工具和历史数据库技术支持。现在CONTROL ENGINEERING China版权所有，更经济的预测过程分析和IIoT的使用带来了更高的效率。
通过IIoT将预测性过程分析应用于SCADA数据，可为工厂的资产绩效提供一个“未开采的金矿”。例如，SCADA数据可以监视资产运行状况，如果应用预测算法，还可以优化资产运行状况并节省大量成本。
IIoT改变了SCADA。现在CONTROL ENGINEERING China版权所有，SCADA可以从分散的SCADA系统获取数据，然后将数据统一存储在同一个系统中，并可以通过网页和云访问这些数据。其它进展包括使用网页服务和IIoT协议，实时收集公开数据和控制流程。过程控制器也取得了进展，它将复杂的业务逻辑和预测性维护算法应用于运营数据和资产。
去年，麦肯锡公司的报告指出，由于计划外维护，整个行业在设备效率方面损失了3％至5％。对于化工厂而言，分析可使工厂至少减少一半的泵维修时间，还可避免泵故障所需维修成本控制工程网版权所有，每次约为12万美元。
图1：计算机集成制造金字塔。本文图片来源：Trendminer
预测性维护需要处理大量数据并运行智能算法，而在本地SCADA实施这些应用的成本很高。它还需要稀缺的数据科学家参与复杂算法和数据模型的应用。另一方面，IIoT平台可以存储TB级的数据控制工程网版权所有，并可以访问工厂全局数据。这些平台还能将“棕地”传感器数据与“绿地”传感器和设备数据整合在一起，从而为改进运营开辟新的途径。
自助式分析工具
为了获得更稳定的运行条件，现在很多过程制造企业已经了解了数据的价值，但是从SCADA系统解锁数据并不是一件容易的事。由于COVID-19新冠疫情的流行，对IIoT的投资有所减少，市场恢复可能需要一些时间。
同时，利用现有数据已被证明是一种快速而有利可图的方法，可以使企业快速适应不断变化的环境。在计算机集成制造金字塔的各个层面（图1），都可以应用复杂算法和数据模型来从数据中获取更多价值，但这已被证明具有惰性、费时、成本密集并且需要稀缺资源的。现在需要的是诸如自助式工业分析之类的新工具和技术，运维专家（例如过程和资产专家）、控制室人员和维护工程师可以据此分析生产数据。自助式工业分析工具基于模式识别技术，结合了机器学习技术，并可以在后台利用数据科学技术和算法。
这使过程专家能够掌握数据科学的力量，而他们自己无需成为数据科学家。借助自助式工业分析，运营专家可以搜索过程数据以查看发生了什么，发生的频率以及导致该事件发生的潜在根本原因。现代自助式工业分析工具还提供了机器学习技术控制工程网版权所有，以向用户推荐要探索的潜在根本原因。开发这些下一代解决方案的目的是充分利用IIoT的机会，同时兼顾易用性、经济型和可扩展性。
图2.将实时数据与历史情境结合起来，可缩短分析等待时间，从而可以进行实时监控。
挖掘数据的潜在价值
荷兰化学品制造商Arlanxeo希望利用时间序列数据获取更多价值。首先，该公司使用了不同类型的分析模型，并确定了它们在试验项目之外进行扩展的局限性。随着时间的推移，基于对过程运营的深入了解，他们为普通用户创建了“基于模式搜索的发现和预测式过程分析”。这一平台独特的多维搜索功能使用户能够快速、轻松地找到精确的信息，而无需昂贵的建模项目或数据科学家。
就像Shazam或SoundHound之类的歌曲识别应用一样，该应用程序使用模式识别，而不是将歌曲中的每个音符映射到其歌曲数据库。模式识别软件会搜索“高能内容”或一首歌曲的最独特特征，然后将其与数据库中的相似模式进行匹配以进行识别。这种模式识别的准确性很高，速度也很快。
当然，制造工厂的分析需要更多的复杂算法www.cechina.cn，而不仅仅是搜索功能。自助式分析通过连接到现有的时间序列数据库来展开工作，为数据建立索引，而不是将其复制到另一个记录系统中。索引数据使查找、过滤、覆盖和比较感兴趣的时间区间变得更容易，可以通过批次或连续搜索过程以查明需要改进的区域。
另一个功能是搜索特定的操作方式、过程漂移、运行人员操作、过程不稳定或振荡。通过组合这些高级搜索模式，可以释放用户所需的有价值的信息。
过程数据的情境化
过程数据的情境化和预测分析功能增加了新的维度，并优化了过程控制系统，使它们实现多维度的、更好的过程质量控制。通过允许运行人员提供注释，从而可以获得更深入的见解。通过将保存的历史模式与实时过程数据进行比较，预测分析可以对任何异常或不良过程事件进行预警检测。此外，该解决方案会计算过程的所有可能轨迹。在任何事情发生之前就可以对过程变量进行预测。然后，可以将最新的过程更改与预期的过程行为进行匹配，并相应地主动调整设置。具有前瞻性的制造商正在使用数字化业务模型，并利用从一开始就为与数字化技术整合而开发的具有成本效益的“即插即用”分析技术，以获得更大的竞争优势。
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