工程機械產(chǎn)品售后數(shù)據(jù)挖掘方法及應(yīng)用

馮國弟

（江蘇徐工工程機械研究院有限公司，徐州 221004）

工程機械產(chǎn)品作為國家基礎(chǔ)建設(shè)中的重要設(shè)備，其可靠性高低對施工進度和施工質(zhì)量起著重要作用。工程機械產(chǎn)品的可靠性主要取決于產(chǎn)品設(shè)計階段，充分挖掘產(chǎn)品的歷史故障數(shù)據(jù)，有助于新品設(shè)計階段開展定量化設(shè)計。目前，工程機械企業(yè)雖然在廣泛收集產(chǎn)品的售后信息，但是由于這些信息分布在銷售、服務(wù)和質(zhì)保等部門，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)分散性，沒有實現(xiàn)互聯(lián)互通，導(dǎo)致數(shù)據(jù)挖掘不充分。系統(tǒng)收集各類信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)，充分挖掘數(shù)據(jù)背后的信息，是技術(shù)人員目前亟需解決的問題。本文探究產(chǎn)品售后數(shù)據(jù)挖掘過程，開拓產(chǎn)品可靠性試驗的新思路。

1 售后數(shù)據(jù)使用現(xiàn)狀

工程機械行業(yè)實施信息化是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑[1]。目前，工程機械企業(yè)采用各類數(shù)據(jù)收集軟件采集產(chǎn)品的售后信息，銷售部門和質(zhì)量保證部門分析售后信息，從而為代理商評價、產(chǎn)品改進以及外購件索賠等提供信息支撐。然而，由于售后數(shù)據(jù)目前多分散于不同的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，且各個部門相對獨立，售后信息無法實現(xiàn)互聯(lián)共享。因此，基于不同部門售后信息進行數(shù)據(jù)挖掘的工作尚未開展。考慮到數(shù)據(jù)收集成本等因素，工程機械企業(yè)目前只采集產(chǎn)品保修期內(nèi)的故障數(shù)據(jù)，雖然獲取了產(chǎn)品故障時的累積工作時間，但未獲取各銷售車輛出保時的累計工作時間。

2 售后數(shù)據(jù)挖掘思路

2.1 數(shù)據(jù)互聯(lián)

針對目前未收集銷售產(chǎn)品出保時累計工作時間的現(xiàn)狀，建議公司規(guī)范相關(guān)數(shù)據(jù)收集流程，開發(fā)數(shù)據(jù)處理軟件，適時提醒工作人員收集信息，并確保信息收集的準(zhǔn)確性和完整性。

針對各部門數(shù)據(jù)相對獨立缺乏關(guān)聯(lián)的現(xiàn)狀，可基于相同的關(guān)鍵字段開發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件，以實現(xiàn)各部門數(shù)據(jù)互聯(lián)。例如：銷售部門收集各類銷售信息的同時收集各類基礎(chǔ)信息，如產(chǎn)品型號、生產(chǎn)批次以及整機編號等信息；質(zhì)保部門收集各類故障信息的同時收集與銷售部門相同的基礎(chǔ)信息。

2.2 數(shù)據(jù)挖掘

機械產(chǎn)品的數(shù)據(jù)測試試驗是判定產(chǎn)品是否合格的基礎(chǔ)，在可靠性工程中，通過試驗獲取可靠性數(shù)據(jù)時，理論上，試驗數(shù)據(jù)越多，結(jié)果越接近真實值[2-3]。然而，工程機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價昂貴，大量試驗會給企業(yè)帶來很大負擔(dān)。受試驗條件、周期和經(jīng)費等因素限制，目前主機廠針對開發(fā)的新品往往只開展少量的工業(yè)性考核試驗[4]。由于試驗車輛數(shù)量和試驗時間有限，試驗結(jié)果具有較大的隨機性，代表性弱。若能進行大樣本產(chǎn)品可靠性試驗，產(chǎn)品可靠性評價將更可信。關(guān)于開展低成本大規(guī)模可靠性試驗，數(shù)據(jù)挖掘思路如下。售后服務(wù)人員詳細記錄所有銷售車輛保修期內(nèi)的故障情況，并獲取各批次銷售車輛出保時的累計工作時間。質(zhì)量分析人員通過分析銷售數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)，獲取各批次車輛保修期內(nèi)的所有故障信息。所有銷售車輛可視為進行可靠性試驗的車輛，車輛的故障信息即為可靠性試驗結(jié)果。因為工程機械產(chǎn)品質(zhì)保期一般采用雙重標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致各銷售車輛出保時的累計工作時間具有隨機性，所以這種試驗可視為隨機截尾可靠性試驗。用戶可靠性試驗更能反映產(chǎn)品的可靠性水平，且為企業(yè)節(jié)省了大筆試驗費用。但是，此方法對售后信息收集的準(zhǔn)確性要求較高。若信息收集不準(zhǔn)確，會得出錯誤的結(jié)論。

2.3 數(shù)據(jù)分析

隨機截尾可靠性試驗數(shù)據(jù)是壽終（失效）數(shù)據(jù)或右刪失（截尾）數(shù)據(jù)，符合乘積限估計對數(shù)據(jù)的要求。

觀測來自總體的n個產(chǎn)品的壽命，得到n個ti（其中可能有右刪失數(shù)據(jù)），將這些ti按從小到大排列，得t1≤t2≤…≤tn。當(dāng)ti是故障數(shù)據(jù)時，記δ1=1；當(dāng)ti是右刪失數(shù)據(jù)時，記δ1=0。這樣數(shù)據(jù)，可記為(ti,δi),i=1,2,…,n。可靠度函數(shù)R(t)的乘積限估計R^(t)定義如下[5]：

基于工程機械產(chǎn)品售后數(shù)據(jù)挖掘方法，將售后信息轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品可靠性試驗信息。針對轉(zhuǎn)化后的產(chǎn)品隨機截尾可靠性試驗數(shù)據(jù)，開展產(chǎn)品平均壽命分析，如式（2）所示。這里的產(chǎn)品可以是整機、系統(tǒng)或零部件。基于挖掘出的產(chǎn)品可靠性數(shù)據(jù)，可開展產(chǎn)品其他可靠性分析，如計算產(chǎn)品故障率和可靠度等，在此不再展開描述。

3 實例

以某型工程機械為例，基于銷售數(shù)據(jù)和故障信息，通過數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)挖掘獲取某批次15輛車保修期內(nèi)產(chǎn)品狀況。數(shù)據(jù)整理轉(zhuǎn)化的分析結(jié)果如表1所示，其中帶“+”的數(shù)據(jù)為中止數(shù)據(jù)。

表1 某型工程機械整機的故障間隔時間

結(jié)合該型工程機械整機的故障間隔時間數(shù)據(jù)特點，本文采用乘積限估計法開展產(chǎn)品可靠性評估，計算過程如下。

首先，將所有時間樣本按從小到大排列；其次，由式（1）得出樣本時刻與可靠度估計值對照表，如表2所示；最后，由式（2）求得該型機械的平均故障間隔時間tMTBF。

表2 樣本時刻與可靠度估計值對照表

上述實例展示了通過數(shù)據(jù)挖掘?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品售后信息向可靠性試驗信息轉(zhuǎn)化，并以此為基礎(chǔ)，采用乘積限估計法開展產(chǎn)品可靠性評估。由式（3）可知，該型工程機械產(chǎn)品的平均故障間隔時間為889.02 h。

4 結(jié)語

在大數(shù)據(jù)建設(shè)需求日益提升的情況下，工程機械企業(yè)要重視產(chǎn)品售后信息收集，充分挖掘各種信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)互通，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)應(yīng)用方式。通過數(shù)據(jù)挖掘?qū)⑹酆笮畔⑥D(zhuǎn)換為產(chǎn)品可靠性試驗信息，開展產(chǎn)品可靠性分析評估，開拓產(chǎn)品可靠性試驗的新思路，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)利用價值最大化。