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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。這其中就包括機械設備管理、材料管理、方案與工法管理等不足，造成的重型資產(chǎn)——盾構機損壞、損耗嚴重，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“建設盾構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)平臺開展的設備故障診斷及遠程運維場景應用，將工業(yè)設備與先進的信息技術緊密結合，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。通過預測性維修、統(tǒng)一管理等方法有效的降低盾構機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”，通過預測性維修、統(tǒng)一管理等方法有效的降低盾構機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、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，很多設備在出井后才發(fā)現(xiàn)嚴重損壞。同時不規(guī)范施工帶來的事故也越來越多，在近10多年來，盾構作業(yè)已經(jīng)發(fā)生多次嚴重事故，輕則滯后項目進度，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)明顯感覺在機械設備管理、材料管理、方案與工法管理、勞務管理等方面力不從心，尤其盾構機這種重型資產(chǎn)的實時監(jiān)控和維保，更是燃眉之急。據(jù)了解，國產(chǎn)直徑6m的盾構機，造價3000萬 – 5000萬人民幣；相近規(guī)格的進口設備日系要3500萬左右，德系接近4000萬。因挖掘過程中操作不當、監(jiān)控不到位導致主軸斷裂的維修等待時間超過一年，直接經(jīng)濟損失超千萬。
為此，該軌道交通企業(yè)計劃構建智能管控中心項目，以實現(xiàn)對工程精確設計和模擬，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，盾構機每掘進100環(huán)就產(chǎn)生400+萬數(shù)據(jù)，平均每條線路需要掘進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)僅盾構機數(shù)據(jù)就已經(jīng)達到了十億級別！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，指導施工；
2）管理施工設備；
3）提高施工安全，
寄云科技向該軌道交通企業(yè)提出建設盾構法施工管控平臺的解決方案，主要內容有：
構建以盾構為中心的產(chǎn)品質量生命周期管理平臺
根據(jù)制造產(chǎn)品的特點、制造質量控制和管理的內容，構造產(chǎn)品的全質量管理系統(tǒng)體系結構。該體系結構以產(chǎn)品質量過程管理為框架，在產(chǎn)品生命周期內有效地進行各種活動，實現(xiàn)對產(chǎn)品質量的統(tǒng)一管理，并方便的提供給用戶和應用系統(tǒng)使用。
構建盾構法隧道施工相關數(shù)據(jù)模型
全面分析該軌道交通企業(yè)的業(yè)務定義、規(guī)則和數(shù)據(jù)，經(jīng)過抽象、歸納和集成，對數(shù)據(jù)進行集中、清理、補錄和整合，構建基礎設施建設行業(yè)數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)該軌道交通企業(yè)企業(yè)資源共享和統(tǒng)一的業(yè)務視圖，支持各部門管理和業(yè)務發(fā)展的分析型應用。
支持其他應用系統(tǒng)建設
建設企業(yè)分析視圖（盾構、盾構法施工分析主體統(tǒng)一視圖）。逐步建設匯總數(shù)據(jù)層等數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)基礎功能，支持統(tǒng)計報表和分析型客戶關系管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)集市的要求和其他應用系統(tǒng)的構建。
建設領導駕駛艙
建設領導駕駛艙服務功能，為企業(yè)管理和決策層提供及時、精準的經(jīng)營信息。實現(xiàn)對企業(yè)關鍵業(yè)務指標的統(tǒng)一管理，能夠在“第一時間”統(tǒng)一、自動地產(chǎn)生所有指標，支持時間、機構等多維分析，支持歷史趨勢分析。
逐步修訂盾構機關鍵部件的預測性維修目標
盾構關鍵部件維修費用昂貴，通過對關鍵部件傳感器的數(shù)據(jù)進行收集，結合維修保養(yǎng)等數(shù)據(jù)進行預測性維修，為該軌道交通企業(yè)在設備維護保養(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
該軌道交通企業(yè)計劃構建智能管控中心項目，旨在實現(xiàn)工程精確設計和模擬，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、項目實施概況

1. 項目總體架構和主要內容
（1）項目頂層設計架構
從技術架構方面，寄云為該軌道交通企業(yè)量身制定的盾構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，進行數(shù)據(jù)分析的可視化展現(xiàn)，業(yè)務端用戶則可以得到基于大數(shù)據(jù)平臺的統(tǒng)計分析和實現(xiàn)盾構機預測性維修與健康管理，數(shù)據(jù)分析的結果反饋業(yè)務流程中，進而健全全生命周期系統(tǒng)。具體架構圖如下所示：

軌道交通企業(yè)智能管控中心項目架構圖

 
（2）項目總體架構流程
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等應用端的業(yè)務數(shù)據(jù)；
2.   數(shù)據(jù)分析可視化
結合專業(yè)的行業(yè)經(jīng)驗，提取數(shù)據(jù)庫內關鍵數(shù)據(jù)信息，將數(shù)據(jù)進行可視化展示在應用中，包括指揮中心大屏、移動App、各種報表類應用端，便于各層級相關人員查詢和遠程監(jiān)控工程和業(yè)務的實時進展和狀態(tài)；
3.   盾構機預測性維修
利用寄云大數(shù)據(jù)平臺，基于行業(yè)經(jīng)驗，建立分析模型，對龐大的數(shù)據(jù)流進行統(tǒng)計分析，實現(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備出現(xiàn)故障的根本原因；再經(jīng)過長時間的積累，結合日常維護信息，最終實現(xiàn)盾構機的預測維修與健康管理（PHM）；
4.   實現(xiàn)應用間的數(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)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析結果進行反饋，作用于全生命周期管理等業(yè)務系統(tǒng)，實現(xiàn)應用間的數(shù)據(jù)共享，指導業(yè)務改進，提升整體業(yè)務流程的效率。
（3）盾構法施工管控平臺總體規(guī)劃
對重型設備的維護和使用方面，從執(zhí)行層面盾構法施工管控平臺總體分為四個階段：
第一階段：實驗、探索階段
?    業(yè)務調研，了解數(shù)據(jù)情況及可用性；
?    數(shù)據(jù)準備及清洗；
?    對數(shù)據(jù)進行探索；
?    建立分析模型；
?    導入關鍵部件維修數(shù)據(jù)、庫存?zhèn)浼?shù)據(jù)
第二階段：提高、優(yōu)化階段
?    關鍵參數(shù)曲線的自動生成；
?    模型評估，優(yōu)化、調整；
?    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：嘗試進行預測性維修
?    關鍵部件狀態(tài)分析
?    預診斷
第四階段：推廣階段
?    自動化
?    對其他型號盾構機的分析
?    決策優(yōu)化

三、下一步實施計劃

在已經(jīng)實現(xiàn)主要設備的維修監(jiān)控和未來逐步實現(xiàn)智能管控平臺項目的功能，并且將進一步融合業(yè)務端的數(shù)據(jù)流，完成生產(chǎn)和業(yè)務的整合，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)信息分析結果，為幫助企業(yè)轉型為數(shù)字化企業(yè)，實現(xiàn)IT和OT的進一步融合，提升企業(yè)生產(chǎn)和運營效率，提升競爭力。

四、項目創(chuàng)新點和實施效果

1. 項目先進性及創(chuàng)新點
寄云盾構法施工管控平臺解決方案主要實現(xiàn)了以下價值：
（1）根據(jù)制造產(chǎn)品的特點、制造質量控制等構建以盾構為中心的產(chǎn)品質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)務定義、數(shù)據(jù)等，對數(shù)據(jù)進行集中清理，從而構建盾構法隧道施工相關數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)企業(yè)資源統(tǒng)一共享和業(yè)務發(fā)展；
（3）逐步建設數(shù)據(jù)層等數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)基礎功能，支持系統(tǒng)數(shù)據(jù)集市的要求和其他應用系統(tǒng)的建設；
（4）建設領導駕駛艙服務功能，為管理和決策層提供及時、精準的經(jīng)營信息；
（5）通過對關鍵部件傳感器的數(shù)據(jù)進行收集，結合維修保養(yǎng)等數(shù)據(jù)，逐步實現(xiàn)修訂盾構機關鍵部件的預測性維修目標為該軌道交通企業(yè)能在設備維護保養(yǎng)上大幅節(jié)約成本、提高生產(chǎn)效率。
2. 實施效果
1、更好的了解實時施工情況
對各工程的施工進度、生產(chǎn)作業(yè)狀態(tài)進行有效的監(jiān)控，為合理安排施工作業(yè)計劃提供決策支持。
2、了解施工設備的健康狀態(tài)
創(chuàng)建有效的異常檢測模型，實現(xiàn)對關鍵推進部件的健康度進行實時的監(jiān)控和報警，為預測性維修提供決策支持，降低計劃外停機檢修時間，提升盾構設備的生產(chǎn)效率，有效的減少關鍵部件的意外故障。
3、降低盾構機的維修與故障帶來的高額成本
借由預測性維修決策的支持，有效地提高了盾構機械設備維修的周期，減少了維修次數(shù)。另一方面，提升盾構設備的生產(chǎn)效率的同時，也大幅降低了因盾構設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解決了該企業(yè)面臨的問題，并且考慮到了未來的業(yè)務和數(shù)據(jù)的發(fā)展情況，總體來說，通過盾構法施工管控平臺客戶可以更好的了解實時施工情況，便于安排后續(xù)施工作業(yè)計劃，同時通過預測性維修可直觀了解到施工設備的健康狀態(tài)，有效的減少關鍵部件的意外故障，進而切實有效提高了盾構機械設備維修的周期，并提升了盾構設備的生產(chǎn)效率，大大降低盾構機的維修與故障帶來的高額成本。