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基于DeepSeek和知识图谱的智慧维修智能体应用与实践

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 楼主| 发表于 7 天前 显示全部楼层 |阅读模式
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近期,人工智能技术迎来了快速的发展机遇期,其中国产开源AI大模型DeepSeek因其优良的推理能力和训练的低成本引发了全社会的关注,国产通用型AI智能体Manus能够独立思考、规划并执行复杂日常任务,助推了AI应用落地的风潮。一线维修人员在现场排除复杂故障时,如果有一位具备丰富维修经验、强大推理和思考能力的AI智能体助手作为辅助,提供维修知识指导、故障问题推理分析服务,将大幅提高现场装备维修的效率。本文介绍一套智慧维修智能体的落地应用方法和实际案例,希望能够促进装备维修领域的智能化发展。

                               
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[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]大型复杂装备智慧维修模式
维修数据和维修知识是大型复杂装备维修业务的软实力,未来的装备维修业务之间的竞争将会是维修数据和维修知识的竞争。为了应对未来的市场竞争,基于人机协同、数据集成、迭代学习、知识驱动的大型复杂装备智慧维修模式是未来发展趋势,如图1所示。

                               
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图1.大型复杂装备智慧维修模式
装备维修AI数智大脑包括智慧维修智能体、装备维修AI私域模型(包括DeepSeek大语言模型,装备维修故障诊断AI私域模型等不同AI模型)、以及维修领域知识图谱。有多少人工就有多少智能,没有人工就没有智能。装备维修AI数智大脑可以马上搭建并见效,但是使用效果只能在人工积累数据和知识的基础上才能越来越好。这就像一个天生聪明的孩子,也需要好的知识和教育体系来培养才能成才。装备维修AI数智大脑需要一个完善的装备维修数字底座来支撑,以持续提供维修数据和维修知识积累。装备维修数字底座作为智慧维修的核心基础设施,植根于支撑装备维修生产、技术、质量、标准和保障体系的信息化和数字化系统。装备维修数字底座能够采集装备维修过程全生命周期数据,完成日常工作业务流程处理,实现维修设备的控制,保障维修全过程的管控和优化。装备维修数字底座通过对装备维修全过程数据的清洗、加工和分析,持续为上层AI数智大脑提供多模态训练样本和验证数据,支撑并推动维修领域知识图谱的完善和算法模型的迭代优化。有效的人工数据处理、日常数据积累和维修领域知识图谱的逐步建立是智慧维修模式持续发挥作用的必要过程。装备维修AI数智大脑与装备维修数字底座关系如图2所示。

                               
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[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]图2.装备维修AI数智大脑与装备维修数字底座

                               
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智慧维修智能体智慧维修智能体是在装备维修领域知识图谱和装备维修AI私域模型的驱动下,具备对维修过程进行自感知、自决策和自执行能力,辅助执行维修任务的智能化系统。其核心功能涵盖故障诊断、维修方案生成、备品备件优化等多个场景,通过自然语言交互界面与维修人员形成双向协同:一方面接收维修人员输入的故障现象描述、现场检测数据、日常工作流程数据;另一方面提供包含故障定位分析、拆装修理工艺指导、物资工具准备、备品备件准备、工艺文件整理审核等功能,辅助维修过程执行,解决维修生产中需要处理的各类问题。随着AI技术的高速发展,以DeepSeek为代表的开源大模型,展现出强大的语义理解能力和逻辑推理能力,并具有可泛化性、使用简单、使用自然语言交互等优势。但大语言模型只是通用的模型,不具备行业知识,无法直接用于垂直领域的工业生产。知识图谱则有着知识结构化、可解释性强、准确性好的优势,但是也存在关联稀疏、规则难建立、无法理解自然语言等问题。在“AI+维修”理念的指导下,我们提出了基于DeepSeek和知识图谱的智慧维修智能体,融合语言能力和行业知识,通过不断积累、学习和优化维修数据与知识,实现广泛的智能化应用,提升大型装备的维修能力和效率,解决装备维修行业痛点。

                               
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[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]图3.大语言模型和知识图谱的对比

                               
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智慧维修智能体的构建与应用智慧维修智能体的应用过程主要涵盖四个步骤,如图4所示。首先,打造装备维修知识库。我们以民航为例,通过AMM、CMM、FIM手册、维修工卡、维修记录、标准化工作等来实现飞机维修知识库的构建。在此基础上,构建维修知识管理系统,辅助装备维修领域知识图谱的生成和高效管理。然后,搭建本地化DeepSeek 智慧维修智能体一体化平台,建立起智慧维修智能体。最后,通过维修知识和数据对智能体进行实际应用和迭代,实现智慧维修智能体的逐步优化。

                               
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图4.智慧维修智能体的应用过程
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]1.打造装备维修知识库
装备维修知识库的构建是智慧维修智能体应用的基础与核心。装备维修知识库的构建依托多种专业资料和实际运维数据展开。以民航领域为例,航空维修手册AMM,部件修理手册CMM、排故手册FIM等作为飞机维修的重要技术资料,详细记录了飞机各系统、部件的结构、功能、拆装、排故和维护要求;维修工卡则规范了维修工作的流程和标准,明确了每一项维修任务的操作规范和验收标准;维修记录是飞机或部附件实际维修过程的详细记载,包含了故障现象、失效原因分析、维修措施和处理结果等关键信息。这些信息将为飞机维修知识库的搭建提供了坚实的基础。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]2.构建维修知识管理系统
维修知识管理系统旨在对装备维修知识进行高效管理和利用,其中核心任务是对维修知识进行管理、存储,并辅助生成维修知识图谱。该系统通过固定的规则建立起维修知识结构,并针对不同的构型管理对应的工艺文件,通过建立细化到工步及工步指标的工序文件,在维修生产中实现维修相关的全过程、全要素数据采集,并基于此建立故障知识库和排故方案,最终组织形成数字化的维修知识库来支持维修知识的管理和应用。该系统主要包含维修基础数据、技术物资库、工艺资源、工艺编制、装备SBOM、产品SBOM、维修方案、工艺改进以及故障知识库、故障分析等功能。3.搭建本地化DeepSeek智慧维修智能体一体机平台维修企业未来竞争的核心已从传统服务能力转向知识资产的沉淀与数据价值的挖掘。在此背景下,构建私有化部署的 AI平台逐渐成为刚需。从安全维度看,装备维修数据往往涉及装备机理参数、故障特征图谱等敏感信息,私有化部署通过建立物理隔离的安全域,采用加密算法进行数据加密传输,有效防范外部网络攻击和内部数据泄露风险;从应用效能维度看,本地化部署的智能系统有着不依赖云端网络的特性,可以实现毫秒级响应,特别是在装备使用现场、特殊工序等安全和现场保障要求很高的场景下,本地化部署尤为必要。本地化部署的DeepSeek智慧维修智能体一体机平台的能力特点如图5所示。

                               
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[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]图5.本地化DeepSeek智慧维修智能体一体机平台
针对装备维修企业的差异化需求,我们设计并测试了多维适配的本地化DeepSeek 智慧维修智能体一体机平台。在部署形态上,我们测试了移动版(如图6所示)和集中版的一体机平台。在硬件来源上,我们测试了深红版(全国产化)、淡红版(半国产化)、蓝色版(市场版)配置(如图7所示),既能满足特殊装备维修企业的国产化硬件要求,又可适配一般装备维修企业的混合部署策略,可以为不同信息化需求的维修企业提供针对性的智能化升级路径。

                               
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[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]图6.浅红移动版一体机平台配置

                               
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图7. 智慧维修智能体一体化平台配置(低并发671B满血版)
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]4.智慧维修智能体实际应用迭代
根据企业需求部署并配置智慧维修智能体,开展实际应用,并进行逐步迭代。我们利用某型民用飞机的手册编制了10多张排故工卡,通过智慧维修智能体实现了一些初步应用的尝试,包括维修故障查询(图8)、维修工卡生成(图9)、物资工具准备(图10)、维修知识审核(图11)、以及复杂故障排故(图12)等功能(经过核实,这些生成内容全部都是利用知识库内容生成,没有幻觉现象出现),迈出了第一步,推动了智慧维修模式的实际应用。维修故障查询示例。展示了用自然语言根据具体故障代码(比如:EICAS闪现"BRAKE ONE SYSTEM FAIL"告警 可能的原因有哪些?),自动总结归纳故障原因的功能。在大量的技术文件中,总结归纳故障原因是一件繁琐又容易遗漏的工作。智能体能够轻松帮你解决归纳总结故障原因的难题。
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图8.维修故障查询
维修工卡生成示例。根据异常故障从指定知识库中组织编制自己的维修工卡,是工程技术部门的重要工作。如果有一个不知疲倦、认真负责的智能助手帮忙,可以大量节省查询资料的时间。比如:用自然语言”针对刹车阀功能异常帮我生成一张工卡,包含故障定位以及处理方案”让智能体生成一套严格按手册要求的维修工卡。
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图9.维修工卡生成
物资工具准备示例。及时的准备好物资工具是保障维修任务完成的重要前提。根据实时任务及时了解掌握所需物资和工具十分必要。比如:用自然语言”执行内轮刹车蓄压器勤务时,要准备哪些物资?”让智能体根据手册要求列出消耗物资和工具设备。

                               
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图10.物资工具准备维修知识审核示例。这个功能是意外发现的。我们在核对DeepSeek生成的内容是否出现幻觉时,发现其生成的115号机LIDG供电程序多了一个警戒内容。但是,通过DeepSeek整理审核,以及我们认真检测手册工卡资料后才发现,原来的手册资料存在一些不完善的地方。

                               
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图11.维修知识审核复杂故障排故示例。复杂故障往往不是简单查询手册就能找到,牵扯到不同学科、不同领域的知识。有经验的维修工程师能够在自己拥有知识的基础上发挥自己推理能力,逐步排查分析找到根本原因,排除故障。智能体能够借助调度DeepSeek强大的推理能力起到现场助手的作用,比如:通过自然语言“排除下列故障后,刹车阀功能异常还有什么可能的故障 刹车控制组件(BCU,U1-3201)故障。 内轮刹车控制阀(S2-3202)故障。 外轮刹车控制阀(S2-3204)故障。 内轮刹车切断阀(S2-3203)故障。 外轮刹车切断阀(S2-3205)故障。 内轮刹车压力传感器(左内轮 D1-3207, 右内轮 D1-3206)故障。 外轮刹车压力传感器(左外轮 D1-3215, 右外轮 D1-3214)故障”,就可以发现维修手册里面隐藏的一些关于刹车阀功能异常的隐性知识,从而启发帮助维修人员尽快找到故障原因。

                               
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图12.复杂故障排故

                               
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智慧维修智能体应用启示在智慧维修智能体的整个应用和实践过程中,我们发现:1. 在DeepSeek等优秀开源大模型的加持下,智慧维修智能体所需要的算力和算法问题已经基本解决,但是高质量的维修数据仍然稀缺,并逐步成为智慧维修应用中的关键问题。2. 在大型装备的复杂维修场景中,以DeepSeek为代表的大模型可以充分发挥强大的推理能力,基于现有维修数据和知识,辅助维修人员进行维修知识的探索和创造。3. 大语言模型不是万能的,智慧维修智能体结合不同类型的装备维修AI模型才能满足装备维修各种场景和需求。
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(拍大腿)老哥你这个智慧维修智能体的思路在化工行业绝对能玩出花!咱这行设备动不动就反应釜漏液、泵头异响,老师傅经验都在脑子里带不走。结合DeepSeek大模型和知识图谱,我给你整几个接地气的玩法:

1. 设备病历本电子化(这步最关键)
给每台设备建个动态知识图谱,就像医院电子病历。上次大修的轴瓦间隙数据、历年催化剂更换记录、甚至操作工交接班备注的"泵体偶尔震动"这种碎片信息,全部用NLP自动抽取到图谱里。我们厂去年给压缩机做这个,故障诊断时间直接砍半。

2. 故障诊断三件套
1) 振动图谱秒比对:把频谱分析结果扔给AI,5分钟就能锁定是轴承磨损还是叶轮不平衡。上周我们空压机异响,系统直接调出三年前同型号设备处理方案,连备件库存情况都算进去了。
2) 多模态数据融合:把DCS操作记录、红外热成像、甚至现场检修工手机拍的漏油照片打包喂给模型。去年精馏塔液泛,系统把操作压力曲线和半年前清洗塔盘的记录关联起来,找出了分布器堵塞的根因。
3) 应急预案沙盘推演:遇到紧急停车,AI能模拟不同处置方案的影响。上次聚合釜温度失控,智能体秒推了三条降温路径,还标出了每条路线的风险等级。

3. 知识传承新姿势
1) 老师傅操作视频自动拆解成知识图谱节点,新人扫码设备二维码就能看到3D维修演示。我们装置老李头快退休了,他的检修手法现在都变成AR教程了。
2) 维修记录自动生成SOP:每次检修完,AI把关键步骤抽出来更新到知识库。现在写检修方案不用从空白文档开始,系统能根据故障类型自动生成80%的内容。

4. 备件管理骚操作
1) 用历史维修数据训练备件预测模型,现在我们库房关键阀门的密封件库存降了30%,但缺货情况反而少了。
2) 紧急调货时AI能推荐替代方案,上次换热器法兰垫片没货,系统建议用高一等级材料临时替代,还附上了安装注意事项。

(递烟)不过老哥要注意几个坑:首先得把设备台账电子化搞扎实,我们花了半年才把二十年纸质记录整理完;其次老师傅开始会抵触,得让他们看到AI能帮他们少背锅;最后数据安全要卡死,特别是工艺参数这些机密数据,建议用私有化部署的DeepSeek模型。

举个栗子,我们加氢反应器的热偶老是失灵,传统排查要拆保温层查三天。现在用知识图谱关联了历史操作温度、催化剂活性周期、热电偶型号变更记录,AI直接锁定了是最近换的国产热偶抗结焦性能不足,从发现问题到出解决方案只用了俩小时。这玩意真用顺手了,比多个徒弟还靠谱!   

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