工業(yè)數(shù)據(jù)分析工程：基于CRISP-DM的形式化方法

目 錄
1.工業(yè)數(shù)據(jù)分析方法概述
1.1.方法論內(nèi)涵與作用
1.2.工業(yè)大數(shù)據(jù)項(xiàng)目落地的載體
1.2.1.大數(shù)據(jù)分析的3種載體形式：數(shù)據(jù)服務(wù)、模型服務(wù)、智能應(yīng)用
1.2.2.工業(yè)大數(shù)據(jù)項(xiàng)目的價(jià)值落地
1.2.3.智能化項(xiàng)目管理
1.3.工業(yè)數(shù)據(jù)分析過程方法
1.4.如何用好工業(yè)數(shù)據(jù)分析方法
1.4.1.大數(shù)據(jù)分析方法的應(yīng)用范疇
1.4.2.大數(shù)據(jù)分析方法與項(xiàng)目管理
1.4.3.大數(shù)據(jù)分析項(xiàng)目階段劃分
參考文獻(xiàn)
2.分析場景定義
2.1.什么是分析場景
2.2.分析場景識別
2.2.1.自頂向下的結(jié)構(gòu)化分解法
2.2.2.自下向上的歸納剖析法
2.2.3.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的業(yè)務(wù)能力匹配法
2.2.4.分析場景識別中的常見問題
2.3.分析場景篩選
2.3.1.基于基線思維的場景篩選法
2.3.2.基于要素-認(rèn)知矩陣的場景篩選法
2.3.3.分析場景篩選中的常見問題
2.4.分析場景定義示例
2.4.1.智能運(yùn)維：自頂向下的結(jié)構(gòu)化分解法
2.4.2.汽車制造：自下向上的歸納剖析法
2.4.3.電動(dòng)礦卡智能管理：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的業(yè)務(wù)能力匹配法
參考文獻(xiàn)
3.業(yè)務(wù)理解
3.1.業(yè)務(wù)理解的目標(biāo)
3.1.1.形成分析課題描述
3.1.2.提出數(shù)據(jù)需求清單
3.2.業(yè)務(wù)理解的主要內(nèi)容
3.2.1.決策邏輯
3.2.2.決策場景
3.2.3.領(lǐng)域概念
3.3.業(yè)務(wù)理解的形式化模型
3.3.1.層次分解模型-列表
3.3.2.層次分解模型-樹狀結(jié)構(gòu)
3.3.3.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型
3.3.4.專家規(guī)則
3.3.5.運(yùn)籌學(xué)模型
3.4.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的建模方法
3.4.1.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)圖的建模過程
3.4.2.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模背后的支撐技術(shù)
3.4.3.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的概念辨析
3.5.專家規(guī)則的建模方法
3.5.1.基于規(guī)則流的規(guī)則描述方法
3.5.2.基于邏輯表達(dá)式的規(guī)則檢驗(yàn)方法
3.6.領(lǐng)域模型的建模方法
3.6.1.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的領(lǐng)域建模
3.6.2.業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的領(lǐng)域建模
3.7.業(yè)務(wù)理解的執(zhí)行策略
3.7.1.了解性訪談
3.7.2.基于樣例數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)理解
3.7.3.確認(rèn)性訪談
3.8.思考：業(yè)務(wù)理解中形式化模型的必要性
3.8.1.水箱水位預(yù)測的例子
3.8.2.發(fā)電機(jī)冷卻水溫度區(qū)間估計(jì)的例子
參考文獻(xiàn)
4.數(shù)據(jù)理解
4.1.數(shù)據(jù)收集
4.1.1.明確數(shù)據(jù)源系統(tǒng)和訪問方式
4.1.2.明確數(shù)據(jù)更新與存儲周期
4.2.數(shù)據(jù)描述-數(shù)據(jù)集層面的理解
4.2.1.樣本數(shù)據(jù)的人工閱讀
4.2.2.數(shù)據(jù)概覽
4.2.3.領(lǐng)域模型與數(shù)據(jù)模型交互理解
4.3.數(shù)據(jù)探索-數(shù)據(jù)字段層面的理解
4.3.1.統(tǒng)計(jì)分布
4.3.2.數(shù)據(jù)可視化
4.4.數(shù)據(jù)探索-業(yè)務(wù)層面的理解
4.4.1.業(yè)務(wù)維度組合的探索（基于領(lǐng)域模型）
4.4.2.業(yè)務(wù)過程理解（基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型）
4.4.3.專家知識的復(fù)現(xiàn)
4.5.數(shù)據(jù)質(zhì)量審查
4.5.1.示例案例
4.5.2.基于領(lǐng)域模型的質(zhì)量審查方法
4.5.3.分析項(xiàng)目中數(shù)據(jù)質(zhì)量突出的原因
4.5.4.數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)與影響分析
4.6.數(shù)據(jù)理解階段的執(zhí)行策略
4.6.1.執(zhí)行路徑
4.6.2.軟件工具
4.6.3.典型的數(shù)據(jù)處理技巧
參考文獻(xiàn)
5.數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
5.1.數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)
5.1.1.數(shù)據(jù)倉庫建模
5.1.2.領(lǐng)域模型驅(qū)動(dòng)的工業(yè)數(shù)據(jù)組織方法
5.1.3.工業(yè)數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)流圖
5.1.4.分析數(shù)據(jù)流圖示例
5.2.數(shù)據(jù)選擇與清洗
5.3.數(shù)據(jù)融合
5.4.特征提取與選擇
5.4.1.特征的來源
5.4.2.特征提取的推進(jìn)思路
5.5.數(shù)據(jù)資源化：數(shù)據(jù)分析師的視角
參考文獻(xiàn)
6.模型建立
6.1.常用的算法
6.2.目標(biāo)變量的相關(guān)問題
6.2.1.目標(biāo)變量的構(gòu)建
6.2.2.目標(biāo)變量變換
6.2.3.不均衡問題
6.3.預(yù)測變量的相關(guān)問題
6.3.1.工況切分
6.3.2.變量的離散化
6.3.3.移除沒有業(yè)務(wù)意義的高相關(guān)特征量
6.3.4.特征變量組合
6.3.5.類別變量的完備度
6.4.工業(yè)分析建模問題
6.4.1.基準(zhǔn)模型
6.4.2.大量測點(diǎn)的穩(wěn)定過程建模
6.4.3.基于樸素道理的深度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
6.4.4.時(shí)序分類問題
6.4.5.非監(jiān)督學(xué)習(xí)問題
6.4.6.優(yōu)化問題
6.4.7.評價(jià)型問題
6.4.8.淺機(jī)理、高維度的診斷型問題
6.5.機(jī)理模型與統(tǒng)計(jì)模型的結(jié)合方法
6.5.1.機(jī)理模型的范疇：定性與定量機(jī)理
6.5.2.統(tǒng)計(jì)模型與數(shù)學(xué)模型的4種融合范式
6.5.3.統(tǒng)計(jì)模型與仿真模型的2種融合模式
6.5.4.統(tǒng)計(jì)模型與經(jīng)驗(yàn)性機(jī)理模型的融合
參考文獻(xiàn)
7.模型評價(jià)與部署
7.1.模型評價(jià)的內(nèi)容
7.2.技術(shù)評價(jià)
7.3.業(yè)務(wù)評價(jià)
7.4.下一步工作規(guī)劃
7.5.模型部署的內(nèi)容
7.6.部署包的設(shè)計(jì)
7.6.1.分析任務(wù)的邏輯審查
7.6.2.數(shù)據(jù)異常的影響分析與應(yīng)對措施
7.6.3.分析模型打包
7.7.模型運(yùn)維機(jī)制設(shè)計(jì)
7.8.分析課題總結(jié)
參考文獻(xiàn)
8. 機(jī)器學(xué)習(xí)融合的設(shè)計(jì)模式
8.1 機(jī)器學(xué)習(xí)融合設(shè)計(jì)模式的來源和分類
8.2 業(yè)務(wù)邏輯與機(jī)器學(xué)習(xí)融合
8.2.1 業(yè)務(wù)狀態(tài)機(jī)模式
8.2.2 關(guān)聯(lián)規(guī)則發(fā)現(xiàn)模式
8.3 機(jī)理知識與機(jī)器學(xué)習(xí)融合
8.3.1 機(jī)理矯正模式
8.3.2 機(jī)理正則化約束模式
8.4 運(yùn)籌優(yōu)化與機(jī)器學(xué)習(xí)融合
8.4.1 啟發(fā)策略增強(qiáng)模式
8.4.2 代理模型輔助優(yōu)化模式
參考文獻(xiàn)
9.風(fēng)功率曲線分析
9.1.業(yè)務(wù)理解
9.1.1.環(huán)境要素
9.1.2.風(fēng)況要素
9.1.3.控制系統(tǒng)的要素
9.1.4.設(shè)計(jì)與安裝要素
9.2.風(fēng)功率曲線擬合-數(shù)據(jù)理解
9.2.1.功率曲線預(yù)覽
9.2.2.多變量關(guān)系
9.3.風(fēng)功率曲線擬合-數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
9.3.1.對風(fēng)速做分倉
9.3.2.對有功功率做分倉
9.3.3.改進(jìn)方向
9.4.風(fēng)功率曲線擬合-回歸模型
9.5.風(fēng)功率曲線異常點(diǎn)識別-數(shù)據(jù)理解
9.5.1.數(shù)據(jù)說明
9.5.2.單臺風(fēng)機(jī)