關于智能家居質量監(jiān)控與診斷平臺的研究

劉亞麗 沈開陽 陳 挺

（美的集團IoT 佛山 528305）

引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，越來越多的家電產(chǎn)品實現(xiàn)了智能化，產(chǎn)品使用環(huán)境、用戶行為習慣、定制化場景需求等都會導致產(chǎn)品出現(xiàn)新的質量問題，智能化產(chǎn)品的質量由傳統(tǒng)的硬件故障轉為軟硬件兼容故障類型。質量監(jiān)控與診斷平臺則可基于用戶行為軌跡、大數(shù)據(jù)、設備日志等方式對問題進行預警、聚合、自助分析與判定，快速提升產(chǎn)品質量，高效地用戶服務。

1 基于質量監(jiān)控與診斷平臺的售后服務與傳統(tǒng)售后服務的區(qū)別

傳統(tǒng)售后服務的基本流程是：

1）收到客戶反饋；

2）尋找產(chǎn)品樣機，復現(xiàn)用戶問題 ；

3）組織會議，制定處理方法；

4）安排售后服務，實施售后服務；

5）完善服務記錄；

6）售后記錄歸檔；

7）累積同類問題記錄，當客訴量升級到一定量級則升級事故處理。

傳統(tǒng)的售后服務是一個被動過程，單單只是完善公司制度的售后服務流程，并未挖掘售后數(shù)據(jù)的高端價值，也不能提升用戶體驗。質量監(jiān)控與診斷平臺則轉被動為主動，大數(shù)據(jù)分析批量解決，為用戶定制個性化服務，提前告知客戶故障并為客戶提供最優(yōu)產(chǎn)品服務體驗。

基于質量監(jiān)控與診斷平臺的售后服務流程為：

1）通過物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，收集并上傳用戶/設備等各種數(shù)據(jù)；

2）根據(jù)故障模型自動診斷并輸出故障報告；

3）批量推送故障解決措施至用戶端；

4）硬件異?？煽焖侔才攀酆蠼鉀Q，軟件異?？杉皶rOTA遠程批量升級；

5）可針對用戶畫像，定制特殊服務。

2 質量監(jiān)控與診斷平臺的系統(tǒng)設計

從結構來說，整個系統(tǒng)主要分為數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)處理、核心功能、前端展示4大部分。

從功能來說，整個平臺可實現(xiàn)預警功能、質量監(jiān)控功能、故障分析與診斷功能和用戶服務功能。

整體質量監(jiān)控與診斷平臺系統(tǒng)架構如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能架構

3 質量監(jiān)控與診斷平臺原理

3.1 數(shù)據(jù)收集

物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品聯(lián)入網(wǎng)絡，可以獲得以下基本信息：

1）通過生產(chǎn)MES系統(tǒng)的SN碼和模組MAC進行關聯(lián)，可以獲得產(chǎn)品的基本信息，包含設備的品牌、品類、型號、功能特性等；

2）用戶的設備綁定到用戶賬號，通過賬號可以獲得用戶信息，包含用戶名稱、用戶角色、用戶性別、用戶家庭關系等；

3）若產(chǎn)品具有傳感器、射頻識別（RFID）技術、全球定位系統(tǒng)、紅外感應器、激光掃描器、氣體感應器等各種裝置，還可以獲得設備位置信息、距離信息、周邊環(huán)境（溫度、濕度、光、熱、電、聲音等）的信息；

4）設備在使用過程中，記錄在云端的日志和大數(shù)據(jù)埋點可以獲得用戶行為軌跡以及操作路徑、使用習慣等信息。

以上信息，都可以作為基礎數(shù)據(jù)源，存入大數(shù)據(jù)庫中用于后期問題的排查診斷和分析。

3.2 數(shù)據(jù)處理

有了數(shù)據(jù)源，就需要對數(shù)據(jù)進行處理，數(shù)據(jù)處理后的目的與作用一是為了查看關注指標的變化，二是發(fā)現(xiàn)異常與問題，三是對問題進行聚合和分析。

3.2.1 數(shù)據(jù)提取

提取與監(jiān)控指標的過程其實就是按照事實建立評價規(guī)則，然后按照規(guī)則提取相關數(shù)據(jù)，通過算法計算結果，最后呈現(xiàn)出來。

例如：物聯(lián)網(wǎng)模組的指標，從用戶角度提取關注點：聯(lián)網(wǎng)成功率、連接穩(wěn)定性、控制成功率、升級成功率等。然后制定相應的規(guī)則，比如按照每一天去統(tǒng)計配網(wǎng)動作的次數(shù)或者按照每個用戶使用配網(wǎng)的次數(shù)等。接著制定計算算法，如配網(wǎng)成功率 =配網(wǎng)成功次數(shù)/配網(wǎng)總次數(shù)×100 % ，可以獲得相關指標的數(shù)據(jù)。

3.2.2 故障模型庫

故障模型庫也稱專家系統(tǒng)庫，是一項非常復雜的綜合技術，里面包含大量高質量問題領域的知識庫，以及利用領域知識的推理模型，如圖2所示。

圖2 故障模型庫

故障模型庫不僅需要面對不同的設備，還需要適應變化的環(huán)境，比如用戶家庭網(wǎng)絡因素、用戶家庭網(wǎng)絡下設備數(shù)、用戶行為習慣等。因此，故障模型庫應該具備學習能力，能夠在應用過程中逐步擴充其功能。故障模型庫是設備自適應環(huán)境的需求，也是與用戶互通、了解用戶、學習用戶的重要橋梁。

3.2.3 數(shù)據(jù)聚合

數(shù)據(jù)聚合是指將處理后的數(shù)據(jù)按照不同的維度進行統(tǒng)計匯總，因產(chǎn)品的多樣性、復雜性以及使用環(huán)境、用戶行為習慣等因素，導致數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的形態(tài)可以多種多樣，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品質量查看維度也可以分為幾類：

1）實時數(shù)據(jù)與離線數(shù)據(jù)，實時數(shù)據(jù)一般用于監(jiān)控與預警，離線數(shù)據(jù)用于建模和用戶畫像分析；

2）數(shù)據(jù)可以按照品類、型號、大小、用時長短、不同模組硬件、不同軟件版本、不同平臺支持等維度進行聚合和提?。?/p>

3）數(shù)據(jù)可以是批量呈現(xiàn)，也可以是單設備查詢。

從不同角度、不同維度、不同指標，運用圖形方式進行展示，如散點圖、控制圖、曲線圖等可以更直觀得看到異常和問題變化的趨勢。

3.3 平臺核心功能

整個平臺的核心功能有預警功能、質量監(jiān)控功能、故障分析與診斷功能和用戶服務功能 4大功能塊：

1）預警平臺包含數(shù)據(jù)預警系統(tǒng)、指標預警系統(tǒng)和VIP用戶預警系統(tǒng)，分別是保障基礎數(shù)據(jù)源穩(wěn)定性和正確性、監(jiān)控指標是否穩(wěn)定或者波動差異、特定用戶使用性能穩(wěn)定；

2）質量監(jiān)控平臺包含質量指標展示系統(tǒng)、質量指標評價系統(tǒng)、質量指標追溯系統(tǒng)，分別是用于監(jiān)控指標變化趨勢、對指標變化進行優(yōu)勢分析及評價、查詢歷史指標數(shù)據(jù)，追溯歷史數(shù)據(jù)和預測未來發(fā)展趨勢；

3）質量分析與診斷平臺則用于對問題的診斷，基于故障模型庫中各種問題分析的模型，用戶輸入相關設備SN碼后，對相應SN進行問題的診斷與分析，輸出故障診斷報告；故障診斷可以是基于某一個單獨設備進行診斷，也可以是根據(jù)用戶自定義的維度聚合進行診斷；

4）用戶服務平臺則是與售后服務系統(tǒng)打通，將用戶報售后的問題導入到質量分析與診斷平臺，進行自助分析，輸出問題診斷報告，回饋到售后服務系統(tǒng)，可以快速并實時定位用戶問題，給到用戶解決方案與指引，高效閉環(huán)。并且在診斷分析問題時，對用戶和設備都做問題標簽，一方面是更好地服務種子用戶，另一方面也便于對其他出現(xiàn)類似問題的設備進行一個指引查詢。

3.4 前端展示平臺

因質量監(jiān)控與診斷平臺主要是監(jiān)控與診斷的，所以給到前端用戶的界面的一個是監(jiān)控平臺：展示數(shù)據(jù)，預警數(shù)據(jù)變化，多維度去查看數(shù)據(jù)；另一個是診斷平臺：根據(jù)用戶的輸入，基于故障模型，輸出診斷報告，對問題設備進行標簽注釋，方便同類問題聚合和分析探索。

4 采用PDCA方法論進行平臺優(yōu)化

平臺需要穩(wěn)健地發(fā)展，就要不斷地優(yōu)化和豐富故障模型庫，而質量方法論PDCA則非常適合對平臺進行優(yōu)化。PDCA循環(huán)是美國質量管理專家沃特·阿曼德·休哈特（Walter A. Shewhart）首先提出的，由戴明采納、宣傳，獲得普及，所以又稱戴明環(huán)。平臺基于PDCA方法優(yōu)化策略如下：

Plan（計劃）：設定指標規(guī)則，比如每日數(shù)據(jù)丟失率不超過5 %、在線率不低于97 %、升級失敗率不超過2 %等；

Do（執(zhí)行）：將計劃指標轉化為監(jiān)控指標，進行每日數(shù)據(jù)監(jiān)控與對比，看是否能達到指標要求；

Check（檢查）：檢查未達到指標的設備，分析并找到問題。問題可以是通過自助分析平臺發(fā)現(xiàn)的，也可以是售后渠道獲得的，還可以是設備問題標簽定義的；

Action（處理）：改進自己的動作，可以是調整故障模型庫，也可以新增新的故障識別模型，或者是根據(jù)發(fā)現(xiàn)問題的現(xiàn)象提取新的異常指標。

如此反復循環(huán)，對問題進行定義、確認、驗證、澄清、形成新的指標庫，保障平臺的可持續(xù)優(yōu)化與發(fā)展。

5 質量監(jiān)控與診斷平臺實際應用成果

基于以上理論，筆者做了一套監(jiān)控與診斷平臺，發(fā)現(xiàn)了設備與用戶的一些問題和異常點，并針對問題進行了解決，也對平臺進行了一些功能的優(yōu)化，圖3為平臺中的應用截圖。

圖3 質量監(jiān)控與診斷平臺部分功能截圖

6 總結

智能家居是未來家庭生活變化的趨勢，而基于物聯(lián)網(wǎng)的質量檢測手法與售后服務模型的轉變也是必然改變的。本研究以智能家居產(chǎn)品為研究對象，構建并實現(xiàn)了智能產(chǎn)品遠程監(jiān)控與診斷平臺。該平臺通過對設備、用戶、環(huán)境進行了動態(tài)監(jiān)控與數(shù)據(jù)獲取，進一步提高了設備問題的快速診斷與決策，提高了問題識別的大量性和精準性。

該平臺的主要功能已經(jīng)在不斷測試和試用中，并初步實現(xiàn)了設備的監(jiān)控與診斷功能。但在試用中存在數(shù)據(jù)丟失與不穩(wěn)定、故障模型特定要求、未識別售后大部分現(xiàn)象等問題需要進一步改進。如何進一部完善該平臺的功能，提高平臺的適用性、穩(wěn)定性和可靠性，今后還需要進一步的研究和探索。