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盡管諸如能源系統(tǒng)和運輸系統(tǒng)等高級基礎設施讓我們的生活變得越來越舒適，但不論任何時候,，只要它們發(fā)生故障,，其后果會非常嚴重。為了防止運行中斷,，西門子正在與合作伙伴共同分析傳感器數(shù)據(jù),，以幫助盡早探明技術問題。其目標是打造*的穩(wěn)健系統(tǒng),。

在范圍內,，信息技術和互聯(lián)網大大增加了需要儲存起來的數(shù)據(jù)量。這些數(shù)據(jù)不僅包括Facebook等社交媒體平臺上生成的信息,，如圖片,、文字和視頻，而且也有企業(yè)員工保存在公司內部網絡中的數(shù)據(jù),，以及由傳感器生成并通過互聯(lián)網傳送到數(shù)據(jù)庫中的機器數(shù)據(jù),。

西門子軟件平臺連接了各種類型的數(shù)據(jù)庫，從而有助于防止燃氣輪機和蒸汽輪機發(fā)生故障,。

據(jù)Forrester公司IT市場研究人員開展的調查,，從2006年到2012年，數(shù)據(jù)量增加了10倍,。2012年,，數(shù)據(jù)量*增至2.5澤字節(jié)以上。這是一個難以想象的巨大數(shù)字,，后面有21個零,。如果將這些數(shù)據(jù)儲存到CD光盤中，那么,，所使用的全部光盤摞在一起,，可以從地球到月亮往返5次以上。而數(shù)據(jù)量還在持續(xù)快速增長,。IDC市場研究人員執(zhí)行的一項調查發(fā)現(xiàn),，到2020年，僅在西歐地區(qū)產生的數(shù)據(jù)量就有望增至5澤字節(jié),。一個艾字節(jié)等于10億千兆字節(jié),，相當于裝滿200億個文件柜的紙質文檔所包含的數(shù)據(jù)量。一個澤字節(jié)等于1000個艾字節(jié),。

數(shù)據(jù)量增長如此迅猛的原因之一是移動互聯(lián)網技術日益興起,。特別是智能電話中的應用程序生成了大量信息。每天有大約2.5澤字節(jié)數(shù)據(jù)在移動互聯(lián)網上傳輸并保存到平臺上,。

迄今為止,，這些海量數(shù)據(jù)在很大程度上尚未得到有效的開發(fā)利用。然而,，歸功于能夠分析大量非結構化數(shù)據(jù)的“大數(shù)據(jù)”技術,，這種狀況即將改觀,。這項技術利用能夠在對人類而言似乎是虛擬混沌的大量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)出人意料的模式和新的相互關系的算法，實現(xiàn)這一點,。根據(jù)這些信息,，企業(yè)可以得出新的洞見，不僅能優(yōu)化業(yè)務流程,、產品,、工廠和客戶關系，而且可以管理復雜的基礎設施,，同時優(yōu)化服務和維護,。其目的是將關于機器和設備狀況的傳感器數(shù)據(jù)，與關于錯誤消息和質量保證統(tǒng)計數(shù)據(jù)的信息相結合,。

得益于這樣的信息融合,，智能監(jiān)控系統(tǒng)可以盡早檢測出故障，以便在故障發(fā)生之前,，更換缺陷組件,，解決問題。譬如,，在燃氣發(fā)電廠,，運動傳感器可以測定出關于輪機磨損情況的參數(shù)值，然后,，傳感器會將這些數(shù)據(jù)發(fā)送至計算機系統(tǒng),。后者將分析這些數(shù)據(jù)，并且如果發(fā)現(xiàn),，譬如超出了諸如燃燒室高允許溫度等臨界限值,，就會觸發(fā)報警。在位于慕尼黑的西門子中央研究院（CT）,，Steffen Lamparter博士是業(yè)務分析與監(jiān)控部門的專家,，他說：“這個系統(tǒng)已經相當有效。”

未來,，研究人員很可能將這些數(shù)據(jù)與更多信息相結合并進行實時分析,。這些信息涉及多種不同參數(shù)，包括發(fā)電量和電機電流變化,。據(jù)保守估計,，這樣做可以將技術人員獲取相關數(shù)據(jù)所需用時縮短至少25%。Lamparter指出：“因為平均而言,，技術人員的工作時間有80%是用在收集數(shù)據(jù)上,，我們預計，每年僅輪機檢修一項就可節(jié)省超過100萬歐元,。”

已經在對西門子推出的H-Class燃氣輪機進行這樣的實時分析,。西門子調試工程師可以隨時隨地立即從新近交付的輪機調取數(shù)據(jù)并進行分析,。每一臺燃氣輪機都配備1500個傳感器，用于以秒為間隔精確測定諸如溫度,、壓力,、氣體成分和發(fā)電功率等等關鍵工作參數(shù)值。

不論是燃氣輪機,、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電輪機，還是其他系統(tǒng),，憑借西門子積累的豐富維修經驗,，西門子可以通過在運行數(shù)據(jù)和錯誤消息中執(zhí)行智能搜索，得出更多洞見,。然后,，可以利用這些洞見來進一步優(yōu)化個別系統(tǒng)。西門子打算創(chuàng)建一個計算機輔助專家系統(tǒng),，用于分析設施故障與設施組件之間的相互關系,。Lamparter解釋道：“未來，設計人員在為新設施遴選組件時,，將能夠獲取這些數(shù)據(jù),。通過這些信息，他們可以了解到組件的實際運行情況,。”這樣一來,，所打造的設施從一開始就更加穩(wěn)健。

從復雜數(shù)據(jù)中識別出模式,。目前,，歐洲開展的一個名為“Optique”的研究項目也在開發(fā)這樣的方法和技術。在這個項目中,，10個合作伙伴——包括像西門子和挪威石油企業(yè)Statoil公司這樣的企業(yè),，以及歐洲各大高校的研究人員——正在開發(fā)用于提高復雜數(shù)據(jù)庫搜索效率的基本技術。

該項目旨在將不同數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)庫彼此連接起來,，并賦予其一定的智能性,。其計劃是使用強大的算法，以就在不久前還被視為不可思議的速度和質量水平,，發(fā)現(xiàn)出人意料的模式和相互關系,。

未來，在理想條件下,，公司員工將能夠使用言簡意賅的問題,，在由數(shù)百個相互連接起來的、結構互不相同的數(shù)據(jù)庫構成的龐大數(shù)據(jù)池中搜索信息,。搜索結果將有助于員工作出決定,。而要想使其發(fā)生,，我們還面臨重大的挑戰(zhàn)，這是因為信息的分布特性和缺乏統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型,。

雖然Statoil公司的主要興趣點是在勘探新油田方面加強利用數(shù)據(jù)庫,，而Optique項目的西門子應用實例代表Mikhail Roshchin博士則希望優(yōu)化利用數(shù)據(jù)，以改善發(fā)電廠輪機的預防性維護,。他的目標是提高未來的電力網絡的抗故障性能,。西門子已經在向客戶提供預防性輪機維護服務。Roshchin在報告中指出,，“西門子的能源服務,、石油和天然氣以及電廠等業(yè)務部門正在通過部署專門的軟件平臺，達成這一點,。”現(xiàn)在,，西門子打算通過連接更多數(shù)據(jù)源，優(yōu)化其預防性維護服務,。

Lamparter解釋道：“在這個項目中,，我們的主要任務并非處理海量數(shù)據(jù)。輪機維護服務每天僅產生30千兆字節(jié)數(shù)據(jù),，數(shù)據(jù)池總容量為10兆兆字節(jié),。”將不同數(shù)據(jù)庫整合起來，并同時將之與一個不斷變化,、膨脹的數(shù)據(jù)池連接起來,，提出了一個遠為嚴峻的挑戰(zhàn)。Lamparter說：“因此,，我們不得不持續(xù)不斷地更新計算,。這是一個艱巨的任務，特別是當需要盡可能地實時獲得結果時,。”

挑戰(zhàn)：必須將多種不同類型的數(shù)據(jù)庫整合,、互連起來，而數(shù)據(jù)池則在不斷變化和膨脹,。

智能評估工具,。必須采用其他方法，將諸如文本格式的錯誤消息等非結構化數(shù)據(jù),，與諸如機器參數(shù)值等結構化數(shù)據(jù),，相結合。譬如,，西門子文本識別分析技術和圖像分析技術可以將文本,、語音、視頻和圖像等文件轉換為可以分析的數(shù)據(jù),，使之有史以來*次在決策過程中發(fā)揮作用,。然而,，在這方面，要解決的難題是從邏輯上將各種類型的數(shù)據(jù)源和格式相互聯(lián)系起來,，以便得出關于缺陷和故障原因的結論,。

在解釋這個研究項目的另一個目標時，Lamparter的同事Thomas Hubauer說：“為了提高分析有效性,，甚至為單獨的數(shù)據(jù)庫配備了智能評估工具,。”因此，譬如,，關鍵統(tǒng)計數(shù)據(jù)的計算可能不再要求將所有數(shù)據(jù)讀入數(shù)據(jù)池,。相反，僅需要與有關查詢相關的樣本空間,。根據(jù)樣本空間,，可以計算出平均值和標準偏差等等數(shù)據(jù),。

不過,，目前專家依然需要其IT同事的幫助，才能從不同數(shù)據(jù)庫獲得信息,。這是因為,，必須首先選中現(xiàn)有信息并將之加載到特殊數(shù)據(jù)空間中，才能進行搜索,。這要求專門知識,，不精通IT技術的人難以勝任。然而,，這種情況也將改變,，因為“只有專家自己知道，什么才是真正對他們有益的,。”Hubauer如是道,。因此，數(shù)據(jù)庫搜索必須變得像使用谷歌這樣的互聯(lián)網搜索引擎一樣簡單,。

Optique研究項目尚處于早期階段,。這個項目已于2012年11月啟動，將于2016年年底結束,。西門子對這個項目寄予了很高的期望,。西門子中央研究院的Gerhard Kress說：“我們預計，研究結果將可轉用于其他大數(shù)據(jù)應用,。”Kress負責協(xié)調西門子開展的大數(shù)據(jù)項目,。

與西門子能源的同事一樣，西門子醫(yī)療的專家采用類似方法開發(fā)了用于計算諸如CT掃描儀X射線管等關鍵組件的缺陷概率的專家系統(tǒng),。Kress說：“在決定系統(tǒng)可用性和圖像質量方面,，X射線管起到了至關重要的作用,。TubeGuard能夠在早期可靠地預測故障。”

有鑒于此,，計算機斷層掃描設備配備了傳感器,，用于監(jiān)測諸如射線管電流、陽極轉速和油溫等關鍵參數(shù),。監(jiān)測軟件可以持續(xù)不斷地將運行數(shù)據(jù)實時發(fā)送至西門子服務中心,。Kress說：“有了這些數(shù)據(jù)，我們同事可以使用復雜算法來計算出數(shù)日內發(fā)生故障的可能性,。”得益于此,，檢修工作人員可以及時與放射檢查醫(yī)師預約更換缺陷組件，而不會打斷其工作,。

Kress表示：“這個系統(tǒng)已經非常有效,。”未來，海量數(shù)據(jù)和不同數(shù)據(jù)庫的組合將為開創(chuàng)面向諸如過程分析等程序的新業(yè)務模式創(chuàng)造條件,。在談到這個系統(tǒng)的可能應用時,，Kress說：“我們可以在大數(shù)據(jù)池中發(fā)現(xiàn)關聯(lián)，識別出有助于改進醫(yī)生辦公室工作流程和程序的相互關系,。這進而有助于穩(wěn)定醫(yī)療成本,。”然而，在實現(xiàn)這個目標之前,，還需要開展大量研究工作,。