3.2.1　基于5C的預(yù)測(cè)性維護(hù)模型

隨著信息和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，先進(jìn)的分析技術(shù)也被集成到制造、產(chǎn)品和服務(wù)過程中，許多行業(yè)正面臨著新的機(jī)遇，同時(shí)也面臨著維持它們競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)需求的挑戰(zhàn)。這種集成（當(dāng)前稱為信息物理系統(tǒng)CPS）正在將這個(gè)行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)橄乱粋€(gè)層次：CPS促進(jìn)了大規(guī)模數(shù)據(jù)的系統(tǒng)化轉(zhuǎn)化，從而促使不可見的退化模式和低效率可見，并產(chǎn)生最優(yōu)決策。美國(guó)辛辛那提大學(xué)Jay Lee教授分析了工業(yè)大數(shù)據(jù)和CPS的發(fā)展趨勢(shì)，討論了圖3.2所示在生產(chǎn)過程中應(yīng)用CPS的5C體系架構(gòu)（智能連接、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、信息、認(rèn)知、配置）以及在制造業(yè)全面整合CPS的必要步驟[5]，形成了圖3.3所示基于5C的預(yù)測(cè)性維護(hù)模型[6]。

（1）智能連接層

智能連接層包括各種用于管理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、優(yōu)化數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒敕?wù)器的無縫非接觸式方法，在這一層選擇合適的傳感器、數(shù)據(jù)源和傳輸協(xié)議對(duì)下一層的CPS性能以及通過系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的知識(shí)質(zhì)量和準(zhǔn)確性都產(chǎn)生重大影響。

（2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換層

在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換層，數(shù)據(jù)能夠被分析并轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的知識(shí)，最近的研究廣泛關(guān)注于開發(fā)智能算法和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，這些算法和技術(shù)可以應(yīng)用于從機(jī)器和工藝數(shù)據(jù)到業(yè)務(wù)和企業(yè)管理數(shù)據(jù)等各種數(shù)據(jù)源。

（3）信息層

信息層是CPS的中央信息棧。信息可以從每一個(gè)方面推送過來，編譯成一個(gè)信息空間。

（4）認(rèn)知層

這一層會(huì)產(chǎn)生一個(gè)了解監(jiān)控系統(tǒng)的全面知識(shí)，專家獲取知識(shí)的正確表示可以支持決策。

（5）配置層

配置層是從信息空間到物理空間的反饋，起到了監(jiān)督控制作用，可使設(shè)備實(shí)現(xiàn)自配置和自適應(yīng)。在這個(gè)階段可以作為彈性控制系統(tǒng)（Resilience Control System，RCS），利用正確的預(yù)防性決策進(jìn)行控制和監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)。