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Publish Date:   2023-12-29

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廖 显

发布: 2018-06-28

IBM Predictive Maintenance and Quality，简称 PMQ，是 IBM 推出的在物联网技术下的大数据分析平台的解决方案，适用于重资产行业，能帮助客户进行资产的预测性维护以及质量管理体系化，是一个端到端的平台级别解决方案。使用 IBM PMQ,您可以监视、分析和从设备收集信息报告。此外，可以通过 PMQ 来生成操作性的建议。

IBM PMQ 是一个集成的解决方案，您可以使用它来执行以下任务:

  • 预测一个仪器资产的失败，这样你就可以防止昂贵的意外停机造成的损失。
  • 对预测维修计划和任务进行调整，以减少维修成本，减少停机时间。
  • 快速维修日志，以确定最有效的维修程序和维护周期。
  • 更快地确定资产失败的根源，以便采取纠正措施。
  • 明确并及时地确定质量和可靠性问题。

仪表化资产生成诸如设备 ID、时间戳、温度和状态代码等数据。这些数据主要用于在 PMQ 模型中收集和使用，也包括维护记录和其他数据，我们使用这些数据来预测什么时候资产可能会失败。

仪器资产的例子包括:制造设备、采矿设备、钻井设备、农业设备、安全设备、汽车、卡车、火车、直升机、发动机、起重机、石油平台和风力涡轮机。

例如，一个炼油厂是一个结合了成千上万个连锁的系统。这样一个系统能够安全有效地工作，这是至关重要的。您可以使用 IBM PMQ 来监视和跟踪每个炼油厂的生命周期，例如每个管道、泵、压缩机、阀门、熔炉、涡轮、坦克、热交换单元和锅炉。报告给您提供的信息，以确保您有必要的可用部件，并能在资产不运行的时期进行安排维修工作。

预测性维护

在预测维护中，您将寻找发生故障的相关设备的使用和环境中信息的模式。该信息用于创建预测模型以获得新数据。你可以预测失败的可能性。分数是由这些信息产生的，这说明了这些设备的健康状况。此外，还收集了用于报告的关键性能指标 (KPI)。KPIs 帮助您识别不符合正常行为模式的资产。当一个设备被标识为具有很高的失败概率时，您可以定义规则来生成建议。建议可以被输入到其他系统中，这样人们就可以自动提醒他们。

制造业的预测性质量管理

过去的操作数据、环境数据和历史缺陷数据可以用来确定缺陷率升高的原因。这些信息用于预测模型，因此当输入的数据输入模型时，您可以预测可能的缺陷率。然后，预测值用于分析和报告，并驱动建议，例如修改检查模式，或重新校准机器。评分可以在接近实时的基础上进行。

PMQ 可以比传统的技术更快地检测质量和可靠性问题。

这里我们进行 PMQ 2.5.3 版本的单节点安装。

平台安装准备

单节点安装介绍

在单节点安装中，每个节点的组件安装在同一台计算机上。每个节点配置为运行在一个单独的 WebSphere® 应用程序服务器概要文件。

例如，BI 节点被安装在一个名为 CUSTOMProfile 的 WebSphere® 应用程序服务器概要文件，它使用 9080 端口号；Predictive Analytics 节点被安装在一个名为 CNDSProfile 的 WebSphere® 应用程序服务器概要文件，它使用 9082 端口号。

每个概要文件在同一个 WebSphere Application Server 实例上运行。

下表列出了每个 WebSphere 应用服务器的端口号。

表 1. WebSphere 应用服务器端口号

组件Admin portSSL admin port****Application portBusiness Intelligence (BI) node960690409080IBM SPSS614181

注意 ：单节点安装只能用于测试或演示环境。

系统支持和硬件需求

服务器电脑 ：

IBM PMQ 必须安装在运行 64 位 Red Hat Enterprise Linux server Edition version 6.5,6.6，或 6.7(x86_64) 操作系统的计算机上。

硬件要求 ：

在最低限度内，您安装 PMQ 的计算机或虚拟机必须具备以下硬件要求:

  • 4 处理器
  • 8 GB 的内存
  • 500 GB 的硬盘空间

运行安装的计算机必须有足够的磁盘空间，分配给/目录。对于正在运行安装的计算机，该目录的最低推荐磁盘空间为 400 GB。

我这里安装 PMQ 是在虚拟机上使用 64 位红帽 6.5 版本。

基本环境设置

  1. 使用如下命令，编辑主机名，我这里将 hostname 修改为 pmq：

    vi /etc/sysconfig/network

  2. 使用如下命令编辑 hosts 文件，添加本机 ip 和 hostname：

    vi /etc/hosts

  3. 保证系统语言环境为英语，不然可能报错。输入命令： vi /etc/sysconfig/i18n

    保证 lang=”en US.UTF-8″。

设置静态 ip

使用如下命令编辑配置文件：

vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

添加或修改清单 1 的内容。

清单 1. 网卡设置
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ONBOOT=yes #开机自启动
BOOTPROTO=static #静态
IPADDR=172.16.7.123 #ip 地址
GATEWAY=172.16.7.1  #网关
DNS1=140.207.198.6  #DNS
NETMASK=255.255.255.0 #子网掩码

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保存退出后使用如下命令重启网卡，使其生效：

service network restart

ping 局域网内任意 ip，ping 百度网址来测试连接是否成功。

设置本地镜像作为 yum 源

  1. 使用如下命令，新建镜像文件挂载目录：

    mkdir /mnt/iso

  2. 设置开机自动挂载系统镜像文件，编辑 vi /etc/fstab 文件，并向其中添加以下内容：

    /opt/source/rhel-server-6.5-x86_64-dvd.iso /mnt/iso iso9660 defaults,ro,loop 0 0 ，

  3. 使用如下命令，挂载 fstab 下的所有选项：

    mount -a

  4. 使用如下命令查看挂载情况：

    df -hT

  5. 设置本地 yum 源

    修改配置文件：

    vi /etc/yum.repos.d/rhel-source.repo

    修改内容为清单 2 所示。

  6. 使用如下命令，将 rhel-source.repo 文件更名为 local.repo ：

    mv rhel-source.repo local.repo

  7. 用 yum list 命令测试 yum 源是否安装成功。

清单 2. Yum 源配置
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[Local]
name=Local
baseurl=file:///mnt/iso
enabled=1
gpgcheck=0

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为所有的节点安装操作系统补丁包

操作系统所需的补丁包有：

  • compat-libstdc++-33-3.2.3-69.el6.i686.rpm
  • compat-libstdc++-33-3.2.3-69.el6.x86_64.rpm
  • pam-1.1.1-20.el6.i686.rpm
  • nfs.utils.rpm (这里有错，应该是 nfs-utils)
  • libaio.x86_64.rpm
  • dos2unix.x86_64.rpm
  • unzip.x86_64.rpm
  • sed.x86_64.rpm
  • openssl.i686.rpm
  • openssl.x86_64.rpm
  • libstdc++.i686.rpm
  • libstdc++.x86_64.rpm

执行如下命令，进行安装：

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yum -y install --setopt=protected_multilib=false compat-libstdc++*.i686 compat-libstdc++*
pam-*.i686 nfs-utils.* libaio dos2unix unzip sed openssl.i686 openssl.x86_64 libstdc++.i686
libstdc++.x86_64

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为 BI 节点打补丁包

BI 节点所需的补丁包有：

  • openmotif-2.3.3-4.el6.i686.rpm
  • libgcc-4.8.3-9.el7.i686.rpm
  • libselinux-2.0.94-5.3.el6.i686.rpm
  • cracklib-2.8.16-4.el6.i686.rpm
  • db4-4.7.25-17.el6.i686.rpm
  • audit-libs-2.2-2.el6.i686.rpm
  • pam-1.1.1-13.el6.i686.rpm
  • libXtst-1.0.99.2-3.el6.i686.rpm
  • apr-util-1.3.9-3.el6_0.1.i686.rpm

执行如下命令，进行安装：

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yum -y install --setopt=protected_multilib=false libselinux.i686 cracklib.i686 db4.i686
audit-libs.i686 pam.i686 openmotif openmotif.i686libgcc.i686 libXtst.i686 apr-util.i686

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为 BUS 节点打补丁包

Bus 节点所需的补丁包有：

  • gtk2-2.24.23-6.el6.i686.rpm
  • libXtst-1.0.99.2-3.el6.i686.rpm
  • glibc-2.12-1.80.el6.i686.rpm
  • libgcc-4.8.3-9.el7.i686.rpm
  • webkitgtk-1.4.3-9.el6.i686.rpm
  • webkitgtk-1.4.3-9.el6.x86_64.rpm

执行如下命令，进行安装：

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yum -y install --setopt=protected_multilib=false gtk2.i686 libXtst.i686glibc.i686 libgcc.i686
webkitgtk.i686 webkitgtk

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在预测分析节点（Predictive Analytics node）计算机上安装 JAVA

必须安装 1.7 或更高版本的 java。

查看已有的 java 版本：java –version

设置 ulimit values

设置 ulimit values，在所有安装 WAS 的服务器都需要设置：

需要修改的节点包括：

  • BI Node
  • Analytics Node

执行如下命令： vim /etc/security/limits.conf

将以下几行添加到文件中并保存：

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@root soft nofile 10000
@root hard nofile 16384
* soft nofile 10000
* hard nofile 16384

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创建解决方案程序的安装路径

解决方案安装程序使用 /opt/IBM 目录来复制许可证文件和其他文件。这个目录必须存在于每个节点计算机上。因此，执行以下命令创建该目录：

mkdir /opt/IBM

闭防火墙并更改 selinux 安全模式

永久关闭防火墙，重启后生效： chkconfig iptables off

立即关闭防火墙： service iptables stop

执行如下命令： vim /etc/sysconfig/selinux

将 selinux 的 enforcing 模式改为 disabled 。

selinux 对很多服务的要求以及安全策略非常多非常多，新手很难驾驭，所以一般搜建议关闭。

安装 PMQ 服务

安装进程

图 1 显示了 PMQ 单节点安装的过程。

图 1. PMQ 单节点安装过程

PMQ 单节点安装过程

在图中，计算机表示您运行解决方案安装程序的计算机。并将 PMQ 的组件安装到了同一台计算机上。

开始服务器安装解决方案

在你开始之前 ：

在这个任务中，您必须访问与包含安装文件的计算机相分离的计算机。这台计算机有以下要求:

  • 有一个屏幕分辨率大于 1024/760 的显示器。
  • 操作系统使用英语。
  • 谷歌 Chrome 44 版本及其以后的版本，或 Mozilla Firefox 38 及其后版的浏览器本安装在它上面。已安装的 web 浏览器语言的语言 必须是英语 。
  • 安装文件必须位于您拥有执行权限的目录中。

步骤：

  1. 以 root 用户登录，进入解压后的路径

    cd PMQ_2.5.3_linux/SolutionInstaller/

  2. 执行安装文件

    ./setup.sh

  3. 在另一台计算机上打开一个 web 浏览器，然后进入安装程序 URL

    https://servername:8080/UI/index.html

使用解决方案

你使用解决方案安装程序来定义 IBM 预测性维护和质量环境的安装。在此过程中，通过识别节点计算机并添加希望在每个节点上安装的软件，从而定义环境。通过将节点拖放到画布上，然后将组件拖放到节点中，为解决方案创建一个安装配置。

步骤：

  1. 在 web 浏览器中打开解决方案安装程序。在解决方案安装程序运行后，您可以从任何来自 Firefox 或 Chrome web 浏览器的计算机访问如下 URL： https://servername:8080/UI/index.html ，其中 servername 是服务器的名称或者是 ip。

    注意 ：不要在正在运行解决方案安装程序的计算机上使用 web 浏览器，也不要在安装了预测维护和质量组件的计算机上使用。您必须在另一台计算机上使用 web 浏览器。

  2. 在许可信息页面上，单击 Accept。如图 2 所示。

  3. 选择 Predefined Configurations，并且点击 OK。

  4. 选择 PMQ Single Node Configuration 进行默认的单节点安装。然后可以看到如图 3 所示界面，需要对各个节点进行相关配置。

  5. Single node 的配置如图 4 所示，其中 Hostname 是服务器的 name 或者 ip，Username 和 password 是服务器对应的用户名和密码。

  6. 配置 Db2，如图 5 所示。

  7. 配置 Websphere MQ，如图 6 所示。

  8. 配置 Websphere Application Server，如图 7 所示。

  9. 配置 IBM Db2 Data Server Runtime Client，如图 8 所示。

图 2. 安装界面首页

安装界面首页

图 3. 单节点安装配置

单节点安装配置

图 4. 单节点配置

单节点配置

图 5. Db2 配置

Db2 配置

图 6. Websphere MQ 配置

Websphere MQ 配置

图 7. Websphere Application Server 配置

Websphere Application Server 配置

图 8. IBM Db2 Data Server Runtime Client 配置

IBM Db2 Data Server Runtime Client 配置

开始安装

  1. 单击 Validat 进行验证。如果显示错误或信息丢失，您必须更正错误或提供信息，然后才能运行安装。如图 9 所示。
  2. 单击 Run。安装成功后如图 10 所示。
图 9. 验证成功

验证成功

图 10. 安装成功

安装成功

测试安装

在安装 IBM® 预测性维护和质量 server components 之下，你必须完成的任务和当时的一些额外配置测试的安装。

测试数据库

  1. 打开终端窗口，并切换到数据库实例所有者用户。例如，

    su - db2inst1

  2. 输入以下命令在计算机上列出数据库：

    db2 list database directory

    列出的数据库应该包含以下两项:

    • COG110CS
    • SPSSDB

测试 Cognos BI

验证您可以访问 IBM® BI 门户。

在开始之前:

确保 IBM 预测维护和质量解决方案服务正在运行。

步骤:

打开一个 web 浏览器并输入以下 URL: http://servername:9300/bi/ 其中，Servername 安装 BI 服务组件的计算机的主机名或 IP 地址。成功安装应出现如图 11 所示界面。

图 11. Cognos BI 界面

Cognos BI 界面

启动服务

在数据节点计算机上启动服务

  1. 切换至 db2inst1 用户：

    su - db2inst1

  2. 启动 db2:

    db2start

在分析节点计算机上启动服务

  1. 使用 root 用户:

    su - root

  2. 转至 Websphere 目录：

    cd /opt/IBM/WebSphere/AppServer/profiles/CNDSprofile/bin

  3. 启动服务：

    ./startServer.sh server1

  4. 转至 IBM SPSS Modeler 服务器目录：

    cd /opt/IBM/SPSS/ModelerServer/18.0

  5. 启动 SPSS Modeler Server:

    ./modelersrv.sh start

在集成总线节点计算机上启动服务

  1. 使用 mqmuser 用户:

    su - mqmuser

  2. 转至目录：

    cd /opt/IBM/IIB/bin

  3. 启动 broker:

    ./mqsistart pmqbroker

  4. 验证服务启动:

    ./mqsilist pmqbroker

    或者

    ./mqsilist pmqbroker -e pmqgroup

  5. 执行下面的命令:

    runmqsc pmqmanager

    输入

    START LISTENER

    END

在 BI 节点计算机上启动服务

  1. 使用 root 用户:

    su - root

  2. 转至目录：

    cd /opt/ibm/cognos/analytics/wlp/bin

  3. 执行以下命令：

    ./server start cognosserver

  4. 转至 IBM HTTP Server bin 目录：

    cd /opt/IBM/HTTPServer/bin

  5. 执行以下命令，启动 http 服务：

    ./apachectl -f ./conf/httpd.conf -k start

    或者

    ./apachectl start

停止服务

在 BI 节点计算机上停止服务

  1. 使用 root 用户:

    su - root

  2. 转至目录：

    cd /opt/ibm/cognos/analytics/wlp/bin

  3. 执行命令：

    ./server stop cognosserver

  4. 进入 HTTP Server 安装路径：

    cd /opt/IBM/HTTPServer/bin

  5. 输入下面的命令停止 http 服务：

    ./apachectl -f ./conf/httpd.conf -k stop

在集成总线计算机上停止服务

  1. 切换至 mqm 用户:

    su - mqmuser

  2. 转至 IBM Integration Bus bin 目录：

    cd /opt/IBM/IIB/bin

  3. 执行命令：

    ./mqsistop pmqbroker -i

  4. 确定服务已经停止：

    ./mqsilist pmqbroker

在分析节点计算机上停止服务

  1. 使用 root 用户:

    su - root

  2. 转至路径：

    cd /opt/IBM/WebSphere/AppServer/profiles/CNDSprofile/bin

  3. 执行停止命令：

    ./stopServer.sh server1

  4. 转至 SPSS Modeler Server 目录：

    cd /opt/IBM/SPSS/ModelerServer/18.0/

  5. 输入命令：

    ./modelersrv.sh stop

  6. 验证服务是否停止：

    ps -ef | grep statisticsd

  7. 如果没有停掉服务，需要用下面的命令强制停止：

    kill -9 'cat statisticsd.pid'

在数据节点计算机上停止服务

  1. 切换到 db2inst1 用户:

    su - db2inst1

  2. 停止 Db2 administration 服务：

    db2stop

总结

IBM PMQ 作为 IBM 面向物联网大数据的重要平台级解决方案，无论是在软件集成，模型设计上都有完整的考虑，是 IBM 为数不多的端到端的平台级解决方案，能快速帮助企业进入到以预测能力为基础的大数据平台实践当中，该文章是全面了解 IBM PMQ 的入门级最佳实践。

参考资源

Author: John Doe
Link: http://example.com/2023/12/29/1/IBMPredictiveMaintenanceandQuality%E2%80%93%E5%8D%95%E8%8A%82%E7%82%B9%E5%AE%89%E8%A3%85%E6%9C%80%E4%BD%B3%E5%AE%9E%E8%B7%B5/
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