Transforme el mantenimiento de equipos con análisis impulsados por IA que ayudan a predecir fallas, generar planes de reparación y reducir el tiempo de inactividad.
Casos de uso: Análisis basado en aplicaciones, inteligencia artificial de últimageneración, IoT,vista única
Industrias: Fabricación y movilidad, aeroespacial y defensa, energía ymedio ambiente
Productos: Atlas de MongoDB, Gráficos deAtlasde MongoDB, Procesamientode flujos de Atlas de MongoDB, Búsqueda vectorial deAtlas de MongoDB
Resumen de la solución
Las soluciones de mantenimiento predictivo pueden permitir a las organizaciones lograr importantes logros operativos, como reducir el tiempo de inactividad entre un y 15un20%, aumentar la productividad laboral entre un y 5un20% y reducir los costos de mantenimiento entre un y 30un60%, según Deloitte.
Esta solución utiliza MongoDB Atlas para construir un sistema integral de mantenimiento predictivo que ayuda a los fabricantes a prevenir fallos en sus equipos y optimizar las operaciones de mantenimiento. La solución consta de cuatro etapas:
Priorización de máquinas y análisis de criticidad: Usos Análisis basado enML y RAGpara determinar los equipos a priorizar para el mantenimiento predictivo.
Predicción de fallas: utiliza Atlas Stream Processing para procesar datos de sensores en tiempo real y detectar posibles fallas antes de que ocurran.
Generación de planes de mantenimiento: utiliza LLM capacitados en manuales de mantenimiento, datos de inventario e información de recursos para generar automáticamente órdenes de trabajo detalladas para situaciones de falla.
Generación de guía de mantenimiento: genera una guía de mantenimiento mejorada y utiliza flujos de cambio para enviar instrucciones directamente a los dispositivos móviles de los técnicos.
Figura 1. Cuatro etapas del flujo de trabajo de mantenimiento predictivo
Arquitecturas de Referencia
Esta sección lo guiará a través de la arquitectura de cada etapa de esta solución.
Análisis de criticidad y priorización de máquinas
Figura 2. Diagrama del sistema de IA para recomendaciones de priorización de máquinas.
Esta etapa utiliza RAG para determinar qué máquinas requieren mantenimiento predictivo. El sistema procesa dos tipos de datos de entrada:
Datos estructurados, como parámetros de producción y frecuencia de averías de la máquina.
Datos no estructurados, como el conocimiento institucional almacenado en documentos PDF.
El flujo de trabajo agrega y operacionaliza ambos tipos de datos como incrustaciones vectoriales en MongoDB Atlas. Posteriormente, utiliza la Búsqueda Vectorial para realizar búsquedas semánticas en la base de datos. Los resultados de la búsqueda proporcionan contexto relevante a un LLM, a través de Amazon Bedrock o Cohere, que genera respuestas a consultas de priorización. Esto ayuda a los equipos de mantenimiento a tomar decisiones basadas en datos sobre qué máquinas requieren atención primero.
Predicción de fallos
Figura 3. Supervisión de sensores en tiempo real con MongoDB Atlas
Esta etapa procesa los datos de sensores en tiempo real de las máquinas para la predicción de fallas a través de seis etapas clave:
Recopilación de datos: una máquina priorizada captura métricas como el tipo de producto, la temperatura, la velocidad y el desgaste de la herramienta.
Procesamiento de flujo: el sistema transforma los datos sin procesar del sensor.
Almacenamiento de datos: Los datos se almacenan en MongoDB Atlas.
Detección de cambios: los flujos de cambio monitorean los datos para detectar cambios significativos.
Inferencia de ML: un modelo entrenado predice posibles fallas.
Salida dual: Atlas Charts visualiza los datos y Change Streams habilita las notificaciones móviles.
Generación de planes de mantenimiento
Figura 4. Diagrama del sistema de generación de órdenes de trabajo impulsado por IA
Esta etapa automatiza la creación de órdenes de trabajo de mantenimiento a través de la siguiente arquitectura:
Procesamiento de documentos: la solución divide los manuales de las máquinas y las órdenes de trabajo antiguas en fragmentos y los convierte en vectores utilizando modelos de integración Cohere.
Almacenamiento vectorial: la solución almacena incrustaciones en MongoDB Atlas.
Generación de órdenes de trabajo: una aplicación especializada utiliza LLM para generar plantillas de órdenes de trabajo, extrae información de inventario y recursos a través de un canal de agregación y crea planes de reparación detallados.
Generación de guías de mantenimiento
Figura 5. El flujo de trabajo de RAG mejora las instrucciones de reparación del técnico.
Esta etapa usa RAG para mejorar las instrucciones del operador con la siguiente arquitectura:
Procesamiento de notas de servicio: convierte notas de servicio PDF multilingües en texto.
Traducción: procesa contenido que no está en inglés a través de modelos de traducción.
Generación de instrucciones: utiliza LLM para combinar notas de servicio traducidas con planes de reparación originales.
Entrega: Provee a los técnicos instrucciones actualizadas de mantenimiento a través de una aplicación móvil.
Construir la solución
Para obtener detalles completos de implementación, incluidos ejemplos de código, archivos de configuración y videos tutoriales, visite el repositorio de GitHub de esta solución.
Este repositorio proporciona una plantilla lista para producción para implementar el mantenimiento predictivo. Siga las instrucciones del repositorio. README, que le guiará a través de los siguientes pasos.
Configurar su entorno MongoDB Atlas
Configure su clúster, base de datos y colecciones para las etapas de la arquitectura de esta solución.
Configure los índices de búsqueda Atlas y Vector de MongoDB para las
repair_manualsmaintenance_historycolecciones y. Utilice el siguiente documento para configurar su índice de búsqueda.{ "fields": [ { "numDimensions": 1024, "path": "embeddings", "similarity": "euclidean", "type": "vector" } ] } Configurar el procesamiento de flujo Atlas.
Cree paneles de gráficos Atlas para monitoreo y visualización.
Configurar la integración de sus servicios de IA
Seleccione uno de los siguientes servicios para la implementación de su LLM:
Amazon Bedrock: configure el acceso a los modelos Cohere, como
cohere.embed-english-v3cohere.command-r-10o, para incorporaciones y finalizaciones.Acceso directo a la API: integre un proveedor externo de su elección para realizar integraciones y finalizaciones.
Además, configure la API de Google Cloud Translation para obtener compatibilidad con varios idiomas.
Configura tu aplicación
Configure sus variables de entorno, como las cadenas de conexión de MongoDB, la configuración de la base de datos y las credenciales de API requeridas.
Implemente el script de inferencia para la supervisión continua del sistema.
Instalar y configurar la aplicación de alertas.
Inicie la aplicación de demostración principal.
Realizar pruebas y validaciones del sistema para garantizar el flujo de datos y la funcionalidad adecuados.
Aprendizajes clave
La flexibilidad de MongoDB permite el mantenimiento predictivo: MongoDB Atlas combina datos estructurados de sensores y documentos de mantenimiento no estructurados, proporcionando tanto supervisión en tiempo real como análisis impulsados por IA en una misma arquitectura.
Las características de MongoDB potencian los sistemas predictivos de extremo a extremo: la solución integra múltiples características de MongoDB, como Atlas Stream Processing para datos en tiempo real, Vector Search para análisis semántico y Change Streams para alertas móviles.
La IA permite la automatización: esta solución combina múltiples tecnologías de IA con las capacidades de la plataforma de datos para desarrolladores de MongoDB para crear un flujo de trabajo de mantenimiento automatizado, desde la priorización de la máquina hasta la entrega de orientación para reparaciones móviles.
Autores
Dr. Humza Akhtar, MongoDB
Rami Pinto, MongoDB
Sebastian Rojas Arbulu, MongoDB