机器学习在风电领域的应用

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机器学习在风电领域的应用 刘士君 微软创新技术合作事业部 技术顾问 shliup@microsoft.com In a world of near infinite compute power and an exponential growth in data, we are focused on empowering every developer to build applications for this new era of intelligent cloud and intelligent edge ----Satya Nadella ” “ 机器学习的意义 • 定义  使用计算机运行算法模型  从海量数据中发掘隐藏规律  预测未来行为和趋势 • 优势  针对海量数据  很多问题无法通过显性指令集解决，机器 学习可以  效率几何倍数提高  自我学习，不断提高 自主发现 隐藏规律 无需干预的行 为预测 针对 海量数据 应用更智能 目录 微软云智能服务介绍 • 微软数据平台概述 • 机器学习平台介绍 • 计算向边缘化推进 风电行业智能化实践 • 智擎解决方案介绍 • R Server 实践 • 演示 微软数据与智能服务 AI 专家的技能 Algorithm Engineer Data Scientist Azure Machine Learning Studio AI Developer Microsoft Cognitive Toolkits (CNTK) Cognitive Services - APIs 快速上手，熟悉的工具，绑定开发语言 成熟的算法，集成的工作流 快速实现新算法 微软机器学习平台 Algorithm Engineer Data Scientist Azure Machine Learning Studio AI Developer Microsoft Cognitive Toolkits (CNTK) Cognitive Services - APIs Cognitive Service Azure Machine Learning Studio Azure R (Machine Learning) Server Azure Spark Azure Machine Learning Studio • 通过浏览器访问 • 通过可视化的模块 E2E 支持数据流 • 提供多种 ML 算法和模型库 • 支持 R 和 Python 扩展 ; • 支持 Web API 快速部署和伸缩 R 比较 Data size In-memory In-memory In-Memory or Disk Based Speed of Analysis Single threaded Multi-threaded Multi-threaded, parallel processing 1:N servers Support Community Community Community + Commercial Analytic Breadth & Depth 10000+ innovative analytic packages 10000+ innovative analytic packages 10000+ innovative packages + commercial parallel high- speed functions License Open Source Open Source Commercial license. Supported release with indemnity Microsoft R Open Microsoft R Server R Server • 100% 兼容开源 R • 底层提供并行化支持 • 提供大量的分布式处理函数 • 提供 E2E 解决方案，简化运维和部署成本 • 通过与云计算结合提高灵活性和节省成本 R Server 运行于 Azure Linux Azure 上提供了不同运行模式的 R Server 产品 • R Server 虚拟机 • R Server on HDInsight • R Server on SQL Server Windows HDInsight Spark R R R R R R R R R R Hadoop Data Nodes Edge Node / External Server Head Node(s) 数据科学家 DeployR Grid & ScaleR Production Server(s) BI / Business Applications RStudio Server Pro Microsoft R Server 边缘计算 智擎信息 设备故障预测分析平台 WYSEngine Driving Future Copyright© 2016 WYSEngine Information Technology (Beijing) CO. LTD. All Rights Reserved. 人员伤亡 恶性事故 财产损耗 Copyright© 2016 WYSEngine Information Technology (Beijing) CO. LTD. All Rights Reserved. 智慧高效 科学预测 无人值守 Copyright© 2016 WYSEngine Information Technology (Beijing) CO. LTD. All Rights Reserved. 三千万元 未来 2 天 95% 秒级 1 个月 成本降耗 提前预测 准确率 实时性 快速落地 1000 个 传感器 80%+ 故障类型 1000 万点 数据量 / 每天每台 混合云 灵活部署 业务整体架构 基础数据平台及服务 ERP Defect File DFS 设备生产 参数 / 物 料 搬送记录 ( 时间 , 路 径 ..) 制程数据 返工数据 工程 数据 品管数据 各工程量测 / 检 测数据 , 缺陷数 据 标准 SQL 介 面 SQL 分析函 式库 时间序列分 析函式库 事件序列联 集函式库 模式检测函 式库 厂务 / 动力 生产环境数 据 / 传感器数据 自定义或第三 方延伸函式库 分类分析 模型 聚类分析 模型 关连分析 模型 数据预处 理 离群点分 析模型 数据预处 理 数据预处 理 自定义分 析模型 ….. 数据挖掘分析系统 PLM ERP 工艺过程调整 物料清单调整 文档 / 手册优化 维护 / 维修 产品研发方向调 整 … 电子商务 / 社交 / 购 买 PM PowerBI ML & R Server Azure IoT Hub 数据建模 故障预测类型 （部分举例） 发电机温度异常 曲轴填料函温度异常 天然气中压压缩机震动异常 机组振动异常 发电机转速异常 叶片角度不平衡 偏航电机异常 叶片速度异常 风向标松动 风向标冻结 网侧逆偏器异常 … … 产品展示 产品主要功能： 1. 设备故障预测； 2. 大部件生存期预警； 3. 维修解决方案推荐和 处理流程管理； 4. 数据采集及机器学习 建模； 故障监控及预测总览 故障预测及处理方案建议 全局设备运行状况分析 故障原因分析 移动端 Web 端 红色为应用产品后 的模型诊断波形 智擎产品演示