今天和大家分享一篇李杰教授1997年發(fā)表的論文 —《制造業(yè)遠(yuǎn)程服務(wù)工程的挑戰(zhàn)和機(jī)遇》，文章最早提出了“遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)服務(wù)”的理念，自發(fā)表后經(jīng)常被國(guó)內(nèi)外制造業(yè)相關(guān)科研人員參考、引用和應(yīng)用。如今二十年過(guò)去了，文中談到的很多觀點(diǎn)對(duì)制造業(yè)依然有很重要的指導(dǎo)意義，值得深讀。
摘要：本文旨在介紹制造設(shè)備和生產(chǎn)用品在壽命周期內(nèi)所使用的遠(yuǎn)程服務(wù)工程系統(tǒng)的概念和框架。本文所介紹的系統(tǒng)涉及應(yīng)對(duì)機(jī)器性能評(píng)估技術(shù)、自我維護(hù)式設(shè)備機(jī)電一體化和遠(yuǎn)程診斷的基礎(chǔ)方法，此外還引入數(shù)字服務(wù)型企業(yè)的概念。這些方法將對(duì)遠(yuǎn)程用戶提供支持，并有助于確保消費(fèi)品和制造設(shè)備的性能、運(yùn)行品質(zhì)和工廠生產(chǎn)效率，尤其是對(duì)于遠(yuǎn)程用戶和設(shè)施設(shè)備的生產(chǎn)效率。最后對(duì)研究的挑戰(zhàn)和機(jī)遇進(jìn)行了討論。
版權(quán)所有 1998 Elsevier Science Ltd.出版發(fā)行。保留所有權(quán)利。
關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程維護(hù)和診斷；預(yù)測(cè)學(xué)
1、介紹
在制造企業(yè)全球一體化整合的今天，海外業(yè)務(wù)活動(dòng)的快速發(fā)展使得產(chǎn)業(yè)面臨著嚴(yán)峻的結(jié)構(gòu)化問(wèn)題。檢修與維保因此也成為了企業(yè)維護(hù)其在海外地區(qū)生產(chǎn)效率和客戶滿意度時(shí)極為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。
近年來(lái)，急于將高精密生產(chǎn)設(shè)備與本地設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用相整合，進(jìn)一步增加了未成熟和未經(jīng)檢驗(yàn)的技術(shù)的應(yīng)用。由于系統(tǒng)復(fù)雜性、不確定性及缺乏足夠的故障排查工具等因素，導(dǎo)致系統(tǒng)故障根本原因識(shí)別困難。
而隨著計(jì)算技術(shù)、信息技術(shù)和遠(yuǎn)程通信技術(shù)的發(fā)展，可以預(yù)見(jiàn)全球化的制造企業(yè)會(huì)在設(shè)計(jì)、工藝過(guò)程、材料使用、技術(shù)和人力資源等方面提出新的方法需求[1]。
我們需要一種新的思維方式，來(lái)關(guān)注設(shè)計(jì)和制造的產(chǎn)品的服務(wù)質(zhì)量。不同地區(qū)的工廠需要通過(guò)尖端的信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)協(xié)同，從而確保恒定一致的制造品質(zhì)和產(chǎn)品質(zhì)量。例如機(jī)器的性能可以在世界任意地點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估。此外，有關(guān)制造系統(tǒng)生產(chǎn)效率、診斷情況和檢修評(píng)價(jià)等方面的信息，還可在不同地點(diǎn)和不同合作方之間實(shí)現(xiàn)共享。
為實(shí)現(xiàn)對(duì)全球化生產(chǎn)制造活動(dòng)的大規(guī)模支持，需要通過(guò)遠(yuǎn)程服務(wù)工程系統(tǒng)來(lái)明確各種基本問(wèn)題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)真正協(xié)同整合的數(shù)字服務(wù)型企業(yè)。
作者及其搭檔正在開(kāi)展相關(guān)研究活動(dòng)，深入研究機(jī)器設(shè)備心理學(xué)、機(jī)器行為評(píng)估和性能退化評(píng)價(jià)方法、自我維護(hù)機(jī)電一體化技術(shù)和遠(yuǎn)程診斷技術(shù)。
這些技術(shù)方法將支持遠(yuǎn)程用戶和設(shè)施，以確保消費(fèi)品和制造設(shè)備的性能、運(yùn)行品質(zhì)和工廠生產(chǎn)效率，特別是那些遠(yuǎn)程用戶和設(shè)施設(shè)備的性能。
例如，可以在世界任意地點(diǎn)對(duì)某套機(jī)器或辦公自動(dòng)化設(shè)備的性能加以監(jiān)控和評(píng)估。此外，有關(guān)制造系統(tǒng)生產(chǎn)效率、診斷情況和培訓(xùn)情況等方面的信息，也可以在不同地點(diǎn)和不同合作方之間實(shí)現(xiàn)共享[2]。
2、行業(yè)內(nèi)現(xiàn)行實(shí)踐慣例綜述
過(guò)去，多個(gè)行業(yè)尤其是運(yùn)輸業(yè)已經(jīng)使用了多種遠(yuǎn)程診斷技術(shù)，遠(yuǎn)程收集客戶產(chǎn)品和工廠的數(shù)據(jù)，并提供有關(guān)檢修服務(wù)指令的反饋指示[3]。時(shí)至今日，美國(guó)最新出品的機(jī)床設(shè)備上都整合使用了遠(yuǎn)程服務(wù)或類似于遠(yuǎn)程服務(wù)的功能，但這些性能卻沒(méi)得到應(yīng)有的發(fā)揮。
多家美國(guó)企業(yè)，包括知名的Giddings and Lewis，還有Bridgeport、Saginaw Machine Tools、Cincinnati Milacron、Adept Technology等都為自身產(chǎn)品開(kāi)發(fā)了遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷技術(shù)。
Bridgeport在其中一套高性能產(chǎn)品上提供了遠(yuǎn)程服務(wù)功能，并計(jì)劃為所有后續(xù)新的高級(jí)產(chǎn)品都提供這項(xiàng)功能，當(dāng)然基本版產(chǎn)品則不提供。
Giddings and Lewis為客戶提供了15年左右的遠(yuǎn)程故障排查服務(wù)，但其卻極少得到使用，因此已經(jīng)停止提供該服務(wù)。當(dāng)然，他們依然掌握著這項(xiàng)技術(shù)，必要時(shí)依然可以快速部署使用。
克萊斯勒（Chrysler）、伊頓（Eaton Corporation）和通用汽車（General Motors）等機(jī)床公司同樣也參與到遠(yuǎn)程服務(wù)系統(tǒng)的部署當(dāng)中。部分企業(yè)對(duì)于這項(xiàng)服務(wù)的使用較為有限，主要集中在支持制造工程和工藝過(guò)程的開(kāi)發(fā)活動(dòng)上，對(duì)于故障排查服務(wù)和維護(hù)的支持較少。
在北美地區(qū)，遠(yuǎn)程服務(wù)技術(shù)在辦公設(shè)備、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和電信網(wǎng)絡(luò)方面的應(yīng)用，比在機(jī)床及機(jī)加工設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用更為廣泛。例如，Canon、Eastman Kodak、Mita、Pitney Bowes和Xerox出售的影印復(fù)印機(jī)都配備有限遠(yuǎn)程服務(wù)功能選件，對(duì)設(shè)備可用性和連續(xù)產(chǎn)量要求較高的客戶，通常會(huì)要求配套這些選件；然而一般客戶的員工通常不會(huì)掌握充分的技術(shù)知識(shí)，因此外部服務(wù)支持是必不可少的。這和機(jī)床使用客戶的情況剛好相反，因?yàn)闄C(jī)床用戶的工程員工通常熟練掌握著包括機(jī)床技術(shù)等專業(yè)的技術(shù)知識(shí)[3]。
3、遠(yuǎn)程服務(wù)工程系統(tǒng)及其方法論
遠(yuǎn)程服務(wù)工程尚屬新興領(lǐng)域，主要為制造企業(yè)和客戶解決“檢修服務(wù)”問(wèn)題。隨著制造活動(dòng)全球化的成長(zhǎng)發(fā)展，企業(yè)都在不斷尋求新的方法以期實(shí)現(xiàn)對(duì)制造運(yùn)行性能和產(chǎn)品性能的遠(yuǎn)程評(píng)估。數(shù)字維護(hù)診斷工具將提高維護(hù)活動(dòng)中工程實(shí)踐的有效性，如整合媒體功能的“watchdog”看門狗型機(jī)電一體化信息監(jiān)控芯片等[4–13]。一個(gè)典型遠(yuǎn)程服務(wù)工程系統(tǒng)如圖1所示。
圖1. 典型遙測(cè)檢修工程系統(tǒng)
在此處的遠(yuǎn)程服務(wù)工程系統(tǒng)中共涉及3種關(guān)鍵的新興技術(shù)[12–14]。
3.1 性能表現(xiàn)評(píng)估和性能退化評(píng)價(jià)代理程序（看門狗式神經(jīng)元監(jiān)控芯片）
為遠(yuǎn)程站點(diǎn)的操作人員提供機(jī)器性能信息評(píng)估，需要整合使用多種不同的傳感設(shè)備和推理代理程序。一般而言，組件、機(jī)器設(shè)備和工藝過(guò)程的運(yùn)行性能都可以劃分成四種狀態(tài)：正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、退化狀態(tài)、維護(hù)保養(yǎng)狀態(tài)和失效狀態(tài)[5,7]。
圖2. 機(jī)器性能狀態(tài)
圖2顯示了機(jī)器設(shè)備的典型性能狀態(tài)。退化狀態(tài)可以從總體水平上進(jìn)行定義，或者也可以進(jìn)行更加細(xì)化的定義。
在總體水平上進(jìn)行定義時(shí)，當(dāng)組件出現(xiàn)退化但并沒(méi)有造成功能上的損失時(shí)，即可將組件界定為退化。例如，組件出現(xiàn)諸如緊固帶松動(dòng)、電機(jī)電刷磨損、光敏元件受灰塵污染等狀態(tài)時(shí)需要采取維護(hù)措施，說(shuō)明其已經(jīng)出現(xiàn)了退化，但尚未失效。
細(xì)節(jié)水平上的退化則與組件特征或性能的既定范圍有關(guān)，例如汽車電瓶指示器和溫度指示器等出現(xiàn)的細(xì)節(jié)退化狀態(tài)。在更為細(xì)節(jié)的水平上對(duì)退化狀態(tài)進(jìn)行界定時(shí)，其優(yōu)勢(shì)在于我們能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出組件失效故障的影響。出現(xiàn)老化時(shí)，組件和機(jī)器在最終失效之前都會(huì)經(jīng)歷一系列的退化狀態(tài)。如果退化情況可以得到測(cè)定和檢測(cè)，就能夠在發(fā)生嚴(yán)重惡化或者故障失效之前采取主動(dòng)的維護(hù)工作。
為能有效測(cè)量機(jī)器的退化情況，機(jī)器的性能表現(xiàn)、操作人員提供的相關(guān)信息以及機(jī)器的工作環(huán)境等都需要進(jìn)行適應(yīng)性評(píng)估。作者已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種神經(jīng)元計(jì)算算法——“看門狗”代理程序，用于提供在線合成與推理。此外，該代理程序可以通過(guò)電話撥號(hào)進(jìn)行連接，從而在遠(yuǎn)程站點(diǎn)對(duì)機(jī)器的行為表現(xiàn)和性能信息進(jìn)行遠(yuǎn)程評(píng)估和評(píng)價(jià)。“看門狗”代理程序及其工作原理如圖3所示。
圖3. 用于行為評(píng)估和性能退化評(píng)價(jià)的看門狗神經(jīng)元芯片
3.2 知識(shí)學(xué)習(xí)和系統(tǒng)故障恢復(fù)代理程序
知識(shí)密集型工具是從機(jī)器及其工作環(huán)境中獲取并整理數(shù)據(jù)的必要工具，用于跟蹤機(jī)器性能表現(xiàn)。“看門狗”監(jiān)控芯片將成為機(jī)器設(shè)備上的“黑匣子”，用于保存記錄重大組件的標(biāo)記信息。如果發(fā)生故障，操作人員可調(diào)閱“黑匣子”的內(nèi)容，了解機(jī)器設(shè)備在最后幾分鐘的性能表現(xiàn)情況，由此可以快速定位故障并快速恢復(fù)系統(tǒng)。這種基于知識(shí)認(rèn)知的信息還可分享到其他機(jī)構(gòu)站點(diǎn)。
3.3 協(xié)同維護(hù)的數(shù)字服務(wù)技術(shù)
需要采用基于多媒體的工具來(lái)支持遠(yuǎn)程用戶完成維護(hù)協(xié)助工作。交互式和協(xié)同式工具將確保技術(shù)人員能夠開(kāi)展遠(yuǎn)距離診斷工作。數(shù)字維護(hù)診斷和維護(hù)工具，如整合媒體功能的智能頭盔等，將通過(guò)協(xié)同維護(hù)與診斷來(lái)提高生產(chǎn)設(shè)備的效率。智能手套則可以方便操作人員協(xié)同執(zhí)行機(jī)器維護(hù)和性能調(diào)整工作。
4、研究挑戰(zhàn)和機(jī)遇
二十一世紀(jì)制造業(yè)所面臨的重大挑戰(zhàn)在于：
生產(chǎn)制造的整體解決方案，而不是僅局限于產(chǎn)品和機(jī)器設(shè)備；
信心和性能保障：用戶開(kāi)始對(duì)設(shè)備制造商提出更加嚴(yán)苛的性能規(guī)范，并要求制造商對(duì)加工制造設(shè)備故障所造成的損失負(fù)責(zé)。例如，汽車制造廠都希望購(gòu)買100%可靠并提供預(yù)測(cè)性維護(hù)功能的機(jī)床設(shè)備；
可配置和可回收利用：以應(yīng)對(duì)規(guī)?；ㄖ坪铜h(huán)境法規(guī)收緊所帶來(lái)的挑戰(zhàn)。
為了在制造業(yè)全球化的今天全面實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程服務(wù)工程服務(wù)，需要有效解決各種問(wèn)題和技術(shù)挑戰(zhàn)。而我們無(wú)法有效解決問(wèn)題的根源在于未能充分了解生產(chǎn)加工機(jī)器設(shè)備的每日性能表現(xiàn)，我們根本不清楚如何測(cè)定組件和機(jī)器的性能退化情況。我們?nèi)狈τ行У念A(yù)測(cè)模型，來(lái)了解當(dāng)工藝過(guò)程參數(shù)達(dá)到固定數(shù)值時(shí)，機(jī)器設(shè)備將會(huì)出現(xiàn)怎樣的性能表現(xiàn)。
因此，我們所面臨的研究挑戰(zhàn)在于，如何構(gòu)建用于對(duì)機(jī)器性能表現(xiàn)進(jìn)行遠(yuǎn)程評(píng)估的有效的模型和代理程序。這些模型在代理程序中必須具備互操作性和響應(yīng)性，避免遠(yuǎn)程用戶總需通過(guò)人為操作才能和模型通信。
Lee [4]、Goncharenko等人[12]和Shi等人[13]已經(jīng)探討過(guò)特定技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的某些技術(shù)挑戰(zhàn)和機(jī)遇。以下總結(jié)了這些挑戰(zhàn)和研究機(jī)遇：
4.1 傳感系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化
過(guò)程傳感和機(jī)器內(nèi)部傳感通信是遠(yuǎn)程服務(wù)系統(tǒng)的根本所在。由于機(jī)器及其關(guān)聯(lián)環(huán)境的復(fù)雜性，會(huì)使用到不同類型的傳感器，因此需要用到各種不同的數(shù)據(jù)采集協(xié)議和系統(tǒng)。作為遠(yuǎn)程服務(wù)實(shí)踐的擴(kuò)展，越來(lái)越多的機(jī)器設(shè)備/工藝過(guò)程將與遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)對(duì)接。這里的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)包括對(duì)典型信號(hào)傳感器類型、傳感器輸出范圍、協(xié)議等的選擇。目前已有若干行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可用，但還需要針對(duì)傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)和部署進(jìn)行深入的研究，以便開(kāi)發(fā)出對(duì)應(yīng)的綜合工具。
4.2 自適應(yīng)傳感器融合及其可購(gòu)性
機(jī)器設(shè)備的一項(xiàng)物理故障（如主軸不平衡）可能會(huì)出現(xiàn)多種不同的癥狀表現(xiàn)（如振動(dòng)、溫度變化、電機(jī)負(fù)載變化等）并且會(huì)被不同的傳感器（如加速度計(jì)、熱電偶、電機(jī)電流等）檢測(cè)到。同樣地，一枚傳感器也會(huì)感應(yīng)到同時(shí)出現(xiàn)的多種不同類型的機(jī)器故障，傳感器的靈敏度也會(huì)隨著工況的變化而出現(xiàn)差異。
因此應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)自適應(yīng)性傳感器融合以提高診斷策略的可靠性。但在研究當(dāng)中還應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)傳感器產(chǎn)品的可購(gòu)性?？少?gòu)性問(wèn)題將有利于降低傳感技術(shù)的成本，降低對(duì)感應(yīng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的需求，并提高算法抗噪性能的要求。此外還需要研究以目標(biāo)為導(dǎo)向的最佳傳感器布置策略。通過(guò)實(shí)現(xiàn)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的分享和自學(xué)，遠(yuǎn)程診斷為前述技術(shù)的開(kāi)發(fā)提供了理想機(jī)遇。
4.3 數(shù)據(jù)壓縮、特征提取和任務(wù)分配
傳感數(shù)據(jù)將通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)街醒敕?wù)器。如果直接傳輸原始數(shù)據(jù)則會(huì)遇到因流量巨大而出現(xiàn)的長(zhǎng)時(shí)間延遲，另外中央服務(wù)器也因此需要安裝更大容量的存儲(chǔ)裝置。此處需要解決的一大問(wèn)題是數(shù)據(jù)壓縮和特征提取的數(shù)據(jù)預(yù)處理。
盡管其中的相似性較多而且可以借助使用部分技術(shù)，但這里的數(shù)據(jù)壓縮任務(wù)不同于影像分析和信號(hào)處理的傳統(tǒng)方法。此次研究強(qiáng)調(diào)的是如何在數(shù)據(jù)壓縮和預(yù)處理階段有效結(jié)合工程知識(shí)與診斷要求。應(yīng)開(kāi)發(fā)出“基于工程特性的數(shù)據(jù)壓縮”，以期考慮診斷分析和系統(tǒng)性能評(píng)估中的重要特性。
這一類別的舉例包括：
1）從數(shù)據(jù)中識(shí)別出工程模型參數(shù)，并且只將模型系數(shù)傳輸?shù)椒?wù)器；
2）從原始傳感標(biāo)記中提取特性并根據(jù)感興趣的信號(hào)信息來(lái)調(diào)整閾值；
3）按照從低到高的小波系數(shù)向服務(wù)器進(jìn)行連續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸并根據(jù)決策策略來(lái)開(kāi)發(fā)停止條件。
任務(wù)分配則是與遠(yuǎn)程服務(wù)工程系統(tǒng)緊密相關(guān)的另一項(xiàng)主題研究。根據(jù)故障響應(yīng)時(shí)間的需求，監(jiān)控和診斷任務(wù)可分類為即期響應(yīng)（如工具損壞、碰撞等）、中期響應(yīng)（工具磨損、溫度補(bǔ)償?shù)龋┖吐夙憫?yīng)（機(jī)器磨損和退化、環(huán)境變化等）。根據(jù)決策過(guò)程中所需要的信息和復(fù)雜程度，這些任務(wù)又可以分類成單一變量過(guò)程變化檢測(cè)、多變量分析和整合決策。
目前需要開(kāi)展相應(yīng)的研究來(lái)對(duì)多種不同類別的所有任務(wù)加以分類。因此對(duì)于要求實(shí)現(xiàn)即期響應(yīng)的任務(wù)，“看門狗”代理程序可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單在線實(shí)時(shí)的過(guò)程變化探測(cè)。在未來(lái)，遠(yuǎn)程服務(wù)功能系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)向更為復(fù)雜的診斷任務(wù)發(fā)展，以便對(duì)多變量數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的關(guān)聯(lián)式退化評(píng)估。
4.4 協(xié)同維護(hù)與診斷
部署遠(yuǎn)程服務(wù)工程系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)在于其所帶來(lái)的協(xié)同維護(hù)和診斷機(jī)遇，可以通過(guò)兩個(gè)主要方面來(lái)實(shí)現(xiàn)這些功能要求：
故障狀態(tài)數(shù)據(jù)收集：遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)為更多機(jī)器/工藝過(guò)程的故障狀態(tài)收集帶來(lái)了機(jī)遇，因此可以通過(guò)各不同遠(yuǎn)程站點(diǎn)的故障狀態(tài)來(lái)開(kāi)發(fā)出更加理想的診斷算法；
故障診斷：服務(wù)器可提供相應(yīng)的信息并且交由身處不同地方的專家進(jìn)行評(píng)估。
因此可以整合分布在各不同站點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)的知識(shí)來(lái)開(kāi)展更加復(fù)雜的協(xié)同診斷。當(dāng)然，這里還需要對(duì)如何管理信息以及如何分配決策組成等開(kāi)展深入細(xì)致的研究。各主題研究?jī)?nèi)容如集散式AI、競(jìng)爭(zhēng)決策、風(fēng)險(xiǎn)管理等都應(yīng)當(dāng)在協(xié)同診斷的背景之下展開(kāi)研究。
4.5 智能檢修代理程序的自我學(xué)習(xí)和監(jiān)督式學(xué)習(xí)
盡管監(jiān)督式學(xué)習(xí)和自我學(xué)習(xí)這兩項(xiàng)主題已經(jīng)得到了多位專家的研究，但兩者在遠(yuǎn)程診斷環(huán)境下的關(guān)鍵性更加的突顯。遠(yuǎn)程診斷需要訪問(wèn)不同地方的工藝過(guò)程數(shù)據(jù)，與傳統(tǒng)診斷技術(shù)相比，這種知識(shí)更新的速度會(huì)更快。因此，監(jiān)督式學(xué)習(xí)（或自我學(xué)習(xí)）顯得更為重要。此外還可以預(yù)見(jiàn)到由于新信息的可用性問(wèn)題，開(kāi)展此項(xiàng)任務(wù)的訓(xùn)練有素的監(jiān)督管理人員會(huì)越來(lái)越少。另一項(xiàng)挑戰(zhàn)是，出于學(xué)習(xí)目的，在使用新信息前如何評(píng)價(jià)這些新信息。信息評(píng)估階段可以作為監(jiān)督式學(xué)習(xí)/自我學(xué)習(xí)的組成部分。
4.6 綜合性能評(píng)估
遠(yuǎn)程服務(wù)系統(tǒng)將共同提供多個(gè)類別的信息，如在線過(guò)程/機(jī)器傳感數(shù)據(jù)、歷史故障/退化信息、機(jī)器設(shè)計(jì)信息等等數(shù)據(jù)。所有信息都應(yīng)當(dāng)在開(kāi)展性能評(píng)價(jià)時(shí)整合到一起。作者已經(jīng)提出過(guò)“機(jī)器設(shè)備心理學(xué)”的概念，該理論專注于在機(jī)器性能退化評(píng)估中開(kāi)展基于性能表現(xiàn)的計(jì)算而非基于模式的計(jì)算，即不采用機(jī)器故障狀態(tài)信息。此外，對(duì)于機(jī)器性能的知識(shí)也可以學(xué)習(xí)并進(jìn)行建模處理，最終用于進(jìn)行機(jī)器性能的補(bǔ)償。因此，典型機(jī)器性能并不一定會(huì)隨時(shí)間推移而退化，反而還能通過(guò)“學(xué)習(xí)-建模-補(bǔ)償”技術(shù)而得到補(bǔ)償增強(qiáng)。
4.7 自我維護(hù)和可靠性
在對(duì)整體系統(tǒng)可靠性進(jìn)行改良以及判斷確定如何應(yīng)對(duì)處理互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)故障時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮采用備份策略。在多種不同情況下即便出現(xiàn)性能退化，系統(tǒng)都應(yīng)當(dāng)可以實(shí)現(xiàn)其基本功能。例如，如果數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程診斷時(shí)的互聯(lián)網(wǎng)不可用，則應(yīng)當(dāng)執(zhí)行本地?cái)?shù)據(jù)處理來(lái)完成遠(yuǎn)程站點(diǎn)所正常開(kāi)展的關(guān)鍵任務(wù)。如何以最低成本設(shè)計(jì)出高性能的冗余系統(tǒng)也是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，而且也和任務(wù)分配及分析、簡(jiǎn)化診斷算法、信息不完整情況下的決策等等存在著較大的關(guān)聯(lián)。
4.8 再配置性和可轉(zhuǎn)換性
遠(yuǎn)程系統(tǒng)是涉及硬件與軟件密集開(kāi)發(fā)的一種復(fù)雜系統(tǒng)。針對(duì)不同應(yīng)用所開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)共享公用的模塊。此外，計(jì)算機(jī)/互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和診斷方法都在不斷快速進(jìn)步，所開(kāi)發(fā)出的系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)可以輕松整合這些進(jìn)步技術(shù)而無(wú)需對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重大改造。因此，再配置性和可轉(zhuǎn)換性在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的各個(gè)方面都是重點(diǎn)。
5、結(jié)論
至2000年，遠(yuǎn)程服務(wù)功能將成為廣大新式機(jī)器設(shè)備上的可用選項(xiàng)功能。工廠內(nèi)越來(lái)越多地將PC計(jì)算機(jī)用于CNC數(shù)控機(jī)床和其他應(yīng)用，計(jì)算機(jī)的使用也因此得到普及。通過(guò)遠(yuǎn)程服務(wù)開(kāi)展故障檢修所需的絕大多數(shù)附加技術(shù)、傳感器、軟件和系統(tǒng)架構(gòu)都已經(jīng)就位，但整個(gè)產(chǎn)業(yè)目前還沒(méi)有對(duì)如何利用這種遠(yuǎn)程服務(wù)形成明確的構(gòu)想。
從CNC數(shù)控機(jī)床的角度來(lái)看，其主要標(biāo)準(zhǔn)和架構(gòu)難點(diǎn)仍在于多數(shù)CNC數(shù)控機(jī)床供應(yīng)商不太愿意使用標(biāo)準(zhǔn)化的開(kāi)放架構(gòu)。但其他行業(yè)中對(duì)遠(yuǎn)程服務(wù)的應(yīng)用案例，例如辦公設(shè)備的應(yīng)用案例等已經(jīng)明確表明了未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
截至2000年，美國(guó)供貨的大多數(shù)機(jī)床都將具備一定程度的遠(yuǎn)程服務(wù)性能[3]。遠(yuǎn)程服務(wù)的部署使用只會(huì)增加一點(diǎn)點(diǎn)的成本。而在未來(lái)，遠(yuǎn)程服務(wù)可能會(huì)改變車間的運(yùn)作，尤其是部署使用了診斷和預(yù)防維護(hù)功能的車間，對(duì)生產(chǎn)車間的上層組織架構(gòu)將會(huì)帶來(lái)更加深遠(yuǎn)的變革影響。
全面部署遠(yuǎn)程服務(wù)將把機(jī)床所有者/操作人員和機(jī)床制造商的專家聯(lián)系在一起，減少組織架構(gòu)中若干不必要的中間環(huán)節(jié)，例如現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)技術(shù)員、維護(hù)保養(yǎng)特派員、現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)與工藝工程師或者上門服務(wù)技術(shù)員等。
我們預(yù)計(jì)，隨著工程內(nèi)計(jì)算機(jī)化的大范圍普及，以及對(duì)工藝過(guò)程理解的深化改善，必定會(huì)讓遠(yuǎn)程服務(wù)延伸到故障檢修排查之外的其他領(lǐng)域。制造商和用戶將獲益于遠(yuǎn)程服務(wù)所帶來(lái)的設(shè)備和過(guò)程可靠性的提高。此外，除了設(shè)備本身，制造類供應(yīng)商還將獲益于客戶銷售過(guò)程解決方案中所出現(xiàn)的機(jī)遇。
本文綜合概述了遠(yuǎn)程服務(wù)工程領(lǐng)域所出現(xiàn)的新興技術(shù)。此外，文章中還對(duì)未來(lái)研究中的挑戰(zhàn)與機(jī)遇進(jìn)行了探討，探索如何開(kāi)發(fā)出輔助性的技術(shù)來(lái)支持全球綜合性數(shù)字服務(wù)型企業(yè)。
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