培训对象:
工业互联网平台工程师
智能制造/工业 4.0 从业者
设备运维管理人员
工业数据分析师
培训目标:
使学员理解工业大数据的特点(高频采集/强时序性/物理机理融合),掌握工业设备数据采集、处理、分析的全链路技术;熟悉设备预测性维护、产品质量优化、生产排程优化等核心工业应用场景;具备构建工业互联网数据平台和分析模型的能力。
培训内容介绍:
工业大数据概论与工业 4.0 架构
工业大数据来源:设备传感器数据(SCADA)、生产过程数据(MES)、企业运营数据(ERP);工业 4.0 参考架构(RAMI 4.0);工业互联网平台架构(边缘层-平台层-应用层)。
工业数据采集与边缘计算
工业协议解析:OPC UA/Modbus/Profibus/MQTT;PLC 数据采集技术;边缘计算架构:在边缘端进行数据预处理(滤波/降采样/异常剔除);边缘与云端协同计算策略。
时序数据处理与存储技术
时序数据库选型:InfluxDB/TimescaleDB/ TDengine;高频时序数据的压缩与存储策略;时序数据查询优化(降采样/插值/聚合);时序数据质量清洗(缺失值填充/异常值检测)。
工业数据治理与资产化管理
工业数据标准体系建设:设备主数据/物料主数据/工艺参数标准;工业数据血缘追踪:从原材料到成品的全流程数据链路;工业数据资产目录建设。
设备预测性维护(PHM)
设备健康管理理论(PHM 体系);特征提取:时域特征(均值/峰值/均方根)、频域特征(FFT/小波变换);故障诊断模型:基于 SVM/随机森林的故障分类;剩余寿命预测(RUL):基于 LSTM/Weibull 分布。
产品质量优化与工艺参数优化
生产过程关键质量特性(CTQ)分析;基于机器学习的良率预测模型;工艺参数优化:使用贝叶斯优化/遗传算法寻找最优参数组合;SPC(统计过程控制)与异常预警。
工业时序异常检测
实时异常检测算法:3σ 法则/移动平均法/指数平滑;基于统计模型的异常检测(ARIMA 残差分析);基于无监督学习的异常检测(孤立森林/自编码器);多维度指标关联异常定位。
能耗优化与碳足迹管理
工厂能耗数据采集与建模;基于时序预测的负荷预测(LSTM/Prophet);能耗异常诊断与节能优化建议;碳足迹计算与碳排放监测。
工业知识图谱与根因分析
构建工业知识图谱:设备-故障-维修知识网络;故障根因分析:基于故障树(FTA)与图传导路径分析;维修知识库与智能辅助维修。
数字孪生与可视化
数字孪生概念与技术架构;3D 模型与实时数据的融合;基于 Unity/UE5 的工业数字孪生场景构建;工业数据大屏与三维可视化监控。
工业大数据平台架构设计
工业互联网平台技术选型:开源方案(ThingsBoard)+ 时序数据库 + Hadoop 生态;流批一体架构在工业实时监控中的应用;工业数据湖架构设计(Iceberg/Hudi)。
综合实战:设备预测性维护系统构建
以风机/机床等旋转设备为例,采集振动/温度/电流等传感器数据,进行数据清洗与时频域特征提取,构建基于 XGBoost 的故障诊断模型和基于 LSTM 的剩余寿命预测模型,最终形成包括设备健康评分、故障预警、维修建议的完整预测性维护系统。