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Excelencia en el mantenimiento predictivo con MongoDB Atlas

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.

caso de uso: Análisis basado en aplicaciones, inteligencia artificial de últimageneración, IoT,vista única

Industrias: Manufactura y Movilidad, Aeroespacial y Defensa, Energia y Medio Ambiente

Productos: MongoDB Atlas, MongoDB Atlas Charts, MongoDB Atlas Stream Processing, MongoDB Atlas búsqueda vectorial

emparejar: Cohere, LangChain

Las soluciones de mantenimiento predictivo pueden permitir a las organizaciones lograr logros operativos significativos, como reducir el tiempo de inactividad en un 15-20%, aumentar la productividad laboral en un 5-20% y reducir los costos de mantenimiento en un 30-60% según Deloitte.

Esta solución utiliza MongoDB Atlas para compilar un sistema de mantenimiento predictivo de extremo a extremo que ayuda a los fabricantes a prevenir fallos en los equipos y optimizar las operaciones de mantenimiento. La solución tiene cuatro etapas:

  1. Priorización de máquinas y análisis de criticidad: Usos Análisis basado enML y RAGpara determinar los equipos a priorizar para el mantenimiento predictivo.

  2. Predicción de fallos: Emplea Atlas Stream Processing para procesar datos de sensores en tiempo real y detectar potenciales fallos antes de que ocurran.

  3. Generación de planes de mantenimiento: utiliza LLMs entrenadas en manuales de mantenimiento, datos de inventario e información de recursos para generar automáticamente órdenes de trabajo detalladas para situaciones de fallas.

  4. Generación de orientación para el mantenimiento: Genera una orientación mejorada para el mantenimiento y utiliza Change Streams para entregar instrucciones directamente a los dispositivos móviles de los técnicos.

Etapas del flujo de trabajo de mantenimiento predictivo

Figura 1. Cuatro etapas del flujo de trabajo de mantenimiento predictivo

Esta sección lo guiará a través de la arquitectura de cada etapa de esta solución.

Diagrama del sistema de IA para priorizar el mantenimiento de la máquina

Figura 2. Diagrama de 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 los parámetros de producción y la frecuencia de fallas de las máquinas.

  • 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, y luego utiliza la búsqueda vectorial para buscar semánticamente 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 necesitan atención primero.

Diagrama de monitoreo de sensores en tiempo real

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:

  1. Recopilación de datos: Una máquina priorizada captura métricas como el tipo de producto, la temperatura, la velocidad y el desgaste de la herramienta.

  2. Procesamiento de flujo: el sistema transforma los datos sin procesar del sensor.

  3. Almacenamiento de datos: Los datos se almacenan en MongoDB Atlas.

  4. Detección de cambios: los flujos de cambios supervisan los datos en busca de variaciones significativas.

  5. Inferencia de aprendizaje automático: Un modelo entrenado predice posibles fallas.

  6. Salida dual: Atlas Charts visualiza los datos y Change Streams habilita las notificaciones móviles.

Diagrama generador de órdenes de trabajo con inteligencia artificial

Figura 4. Diagrama del sistema de generación de órdenes de trabajo basada en inteligencia artificial

Esta etapa automatiza la generación de órdenes de trabajo de mantenimiento mediante la siguiente arquitectura:

  1. 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.

  2. Almacenamiento vectorial: La solución almacena las incrustaciones en MongoDB Atlas.

  3. 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.

Diagrama del flujo de trabajo RAG

Figura 5. El flujo de trabajo RAG mejora las instrucciones de reparación para los técnicos

Esta etapa usa RAG para mejorar las instrucciones del operador con la siguiente arquitectura:

  1. Procesamiento de notas de servicio: convierte notas de servicio PDF multilingües en texto.

  2. Traducción: Procesa contenidos no inglés a través de modelos de traducción.

  3. Generación de instrucciones: utiliza LLM para combinar notas de servicio traducidas con planes originales de reparación.

  4. Entrega: Provee a los técnicos instrucciones actualizadas de mantenimiento a través de una aplicación móvil.

Para obtener detalles completos de la implementación, incluidos ejemplos de código, archivos de configuración y videos tutoriales, visita el repositorio en GitHub de esta solución

Este repositorio proporciona una plantilla lista para producción para la implementación de mantenimiento predictivo. Sigue las instrucciones del repositorio README, que le guiará a través de los siguientes pasos.

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  1. Configura tu clúster, base de datos y colecciones para las etapas de la arquitectura de esta solución.

  2. Configure los índices de búsqueda Atlas y Vector de MongoDB para las repair_manuals maintenance_history colecciones y. Utilice el siguiente documento para configurar su índice de búsqueda.

    {
    "fields": [
    {
    "numDimensions": 1024,
    "path": "embeddings",
    "similarity": "euclidean",
    "type": "vector"
    }
    ]
    }
  3. Configura Atlas Stream Processing.

  4. Cree tableros de Atlas Charts para supervisión y visualización.

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Selecciona uno de los siguientes servicios para la implementación de tu LLM:

  • Amazon Bedrock: configure el acceso a los modelos Cohere, como cohere.embed-english-v3 cohere.command-r-10o, para incorporaciones y finalizaciones.

  • Acceso directo a la API: Integra el proveedor externo de tu elección para embeddings y completions.

Además, configure la API de traducción de Google Cloud para soporte multilingüe.

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  1. 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.

  2. Implemente el script de inferencia para la supervisión continua del sistema.

  3. Instalar y configurar la aplicación de alertas.

  4. Inicie la aplicación de demostración principal.

  5. Realiza pruebas del sistema y validación para asegurar el correcto flujo de datos y funcionalidad.

  • 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.

  • Dr. Humza Akhtar, MongoDB

  • Rami Pinto, MongoDB

  • Sebastian Rojas Arbulu, MongoDB

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Mantenimiento predictivo multi-agente

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