前言

智能运维是指在对设备运行状态信息进行辨识、获取、处理和融合的基础上，评价设备的健康状态，预测设备的性能及其变化趋势、故障发生时机和剩余使用寿命，并采取必要的维护维修措施以延缓设备的性能衰退、排除设备故障、预测备件需求的决策和执行过程，其目标是实现设备的远程诊断、在线运维、预测运行和精准服务。

随着智能运维技术的不断发展，制造业与服务业相互渗透、相互融合，使得制造企业逐步从原来的生产型制造走向未来的服务型制造，进而形成制造业、服务业与互联网深度融合发展的新型产业形态，这种新型产业形态既是基于制造的服务，又是面向服务的制造，或称为制造服务。制造服务的核心要义是制造企业从原来的单纯为用户提供“产品”向提供“产品+服务”转变，其主要技术基础就是智能运维技术。目前，制造服务已经成为发达国家高端装备制造企业赢得综合竞争力的法宝。例如，全球三大航空发动机制造公司通用电气（General Electric，GE）公司、普惠（Pratt&Whitney，PW）公司、罗-罗（Rolls-Royce，RR）公司都纷纷改变原有单一出售发动机的经营模式，致力于扩展发动机运行维护、发动机租赁、发动机数据管理分析以及有偿数据推送等售后服务业务，通过服务合同绑定用户，延长产业链条，扩大利润空间，进而赢得市场竞争。

我国是制造业大国，但与发达国家制造业相比，我国在制造服务模式创新和业态发展方面都还有很大的差距，其根本原因是智能运维技术和系统方面还存在差距。企业普遍存在设计制造与运维服务业务脱节、数据孤岛、知识分离等问题，缺乏自主研发的高端数据采集设备和工业大数据管理平台，跨生命周期阶段数据集成、知识发现与信息共享还不够，大量宝贵的运维数据没有得到有效利用。产品设计制造阶段难以获得充足的运维数据，难以全面了解自身产品的运维状态和故障情况，影响了企业对其产品进行设计制造改进优化的进程，制约着制造服务业态的快速形成，也使得我国制造业长期处于产业链的低端，迫切需要建立设备运行状态监测、异常检测、综合评价、故障诊断、寿命预测、维修优化和资源规划等智能运维相关的理论方法、技术体系、系统平台和标准规范，为我国制造服务业态的快速发展和制造企业的服务转型提供理论技术和系统平台支撑。

本书编著者所在的科研团队于2000年就开始从事航空发动机智能运维理论、技术、系统与应用研究，牵头承担了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目、国家“863”计划项目等多个国家和省部级项目，形成了易扩展、可重构、支持多客户端、支持跨企业应用的复杂装备智能运维管理系统平台。基于该系统平台可以快速、灵活地定制出满足不同航空公司在机队规模、发动机类型、组织模式、业务流程、信息基础等方面差异性需求的发动机机队健康管理与维修决策系统。团队构建的“民用航空发动机机队健康管理与维修决策支持系统”于2010年开始先后应用于国航、山航、川航和成都航等多家航空公司。仅在国航，该系统就已经管理了包括通用电气公司、普惠公司、罗-罗公司和CFM等型号发动机机队的所有1600多台发动机和800多台APU（辅助动力源），涉及管理的发动机的送修成本多达200多亿元人民币，解决了困扰该公司多年的多机型、大机队、多地域所带来的发动机管理困难的问题，显著提高了该公司发动机维修工程管理水平和维修资源利用率，降低了空停率，取得了显著的经济效益和社会效益。

通过多年积累，形成了具有团队特色的面向全寿命、全机队和全成本的发动机运维数据管理、状态监控、故障诊断、寿命预测、维修决策和维修资源优化的方法体系和解决方案。本书是该团队在该领域研究工作的一个总结，由钟诗胜、张永健和付旭云联合执笔完成，其中钟诗胜编写了第1、2、12、13章，张永健编写了第3、4、5、11章，付旭云编写了第6～10章。本书的相关章节内容涉及或引用了该团队毕业的部分博士生和硕士生的研究成果，主要包括汤新民、栾圣罡、付旭云、雷达、崔智全、金向阳、谭治学、李臻、罗辉、张一震、陈湘芝、付松、陈海波等。在此向他们表示衷心感谢！并祝愿从该团队毕业的所有研究生工作顺利！事业有成！家庭幸福！

本书中介绍了状态数据预处理、状态特征提取、设备异常检测、设备故障诊断、状态趋势预测、维修规划优化、备件与成本规划、维修车间管理、智能运维系统基础平台、智能运维系统及其应用等内容，希望对从事智能制造、制造服务、智能运维等相关工作的工程技术人员和研究生有所帮助。尽管本书的理论、模型、算法和系统经过了实例验证，但难免存在考虑不周全的地方，敬请读者批评指正。

本书的研究工作得到国家重点研发计划“网络协同制造和智能工厂”专项、国家自然科学基金重点项目、国家“863”计划项目、民航局科技专项等多个国家和省部级项目的资助，在此一并表示衷心的感谢！

编著者

2021年8月