用于识别设备中的干扰的方法和辅助系统技术方案

用于识别设备中的干扰的方法和辅助系统。用于通过从多个负载曲线中探测具有异常变化过程的负载曲线来识别设备（105）中的干扰的方法，其中负载曲线表示在所述设备（105）的各部件的所考虑的参数的值范围上特征参量的变化过程，所述方法具有以下方法步骤：‑读入（11）多个负载曲线，‑提供（12）多于一个用于具有类似的变化过程的负载曲线的组，‑将所读入的负载曲线中的每一个分配（13）给一个组；‑在负载曲线的每个单独的组内确定（14）异常的负载曲线，‑输出（15）所确定的异常的负载曲线和/或关于所确定的异常的负载曲线的信息，以用于所述干扰的进一步分析和/或用于所述设备（105）的部件的检查。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于识别设备中的干扰的方法和辅助系统
本专利技术涉及一种用于通过从多个负载曲线中探测具有异常变化过程的负载曲线来识别设备中的干扰的方法和辅助系统，其中负载曲线表示在所述设备的各部件的参数的值范围上特征参量的变化过程。
技术介绍
当今的制造设备具有高的自动化程度，其中例如通过场装置进行流程控制和监控。为此，使用不同类型的场装置来控制不同的任务，诸如控制介质通过输入管线的流量，控制温度或者压力和更多其他的。在此，可以在不同制造步骤中将相同类型的场装置用于不同的任务。但也可以在一个制造步骤中使用例如不同类型的场装置，诸如温度传感器或流量测量装置。所述场装置通常包括微处理器并且连接到制造设备的通信网上。这样的场装置通常记录以下负载曲线：所述负载曲线分别表示在相应的部件——在此场装置——的参数的值范围上所控制的特征参量的变化过程。这例如可以是在时间上所测量的温度或压力。但也可以记录在压力变化过程上介质的当前温度。这样的负载曲线可以在装置中例如以规则的间隔通过设备的通信网传输到监视系统上。如果在制造设备的过程中在无对干扰位置的具体提示的情况下出现不规则性，则所确定的负载曲线可能能够提供对干扰位置或关于干扰自身的细节的提示。因为自动化设备通常具有许多部件，所以几乎不可能的是，从所述大数目的所提供的负载曲线中找出有缺陷的或受干扰的负载曲线。电流分配设备或水分配设备或者电流分配网或水分配网同样称作设备。在那里例如在时间上也记录在远程管路中、在本地分配输入管线中单位时间的水流量或所传输的电流流量或者在用电器连接线路中单位时间的所提取的电功率作为负载曲线。在这样的设备中，例如由于有缺陷的水管路或电流线路、由于未经允许的提取或者尤其在电流分配网中由于所连接的有缺陷的部件或装置而发生所不期望的提取或干扰。在此也可以在时间上探测负载曲线、即所提取的电流功率或者水量。在智能电流分配网中，客户的电流消耗当今已经在相对短的时间间隔中被记录，通常关于多个用户进行累计、传送到电信局。应及时识别反复的不规则性、分析不规则性的原因并且消除所识别的干扰或者停止滥用。在此，将已经可用的负载曲线用于分析设备的干扰和检查设备也是非常有问题的，因为经常必须研究大数目的部件和因此用于分析或定位干扰的负载曲线。在此，并非负载曲线中的每个所不期望的和因此异常的变化过程都指示缺陷或干扰。异常的变化过程也可能归因于其负载曲线被考虑的部件在不同制造步骤中的应用，或者在终端用电器的电流负载曲线的情况下归因于不同类型的终端用电器，例如烘焙者运行相对于木匠运行或者私人家用电器。例如异常的变化过程上的时间的数据、也即说明特征参量的时间变化过程的研究，当前大多限于单独时间序列的观察，而没有与其他类似的时间序列相关联地看这些时间序列。一个典型的途径是，根据时间序列的过去值来计算可预期的值并且将其与实际值进行比较。如果该偏差过大，则首先假定，这些值涉及偏差值、也称为非正常值。在短时间内过多偏差值的情况下可以推断出异常、也即负载曲线的异常变化过程。在此，异常单独地对于每个负载曲线都被计算并且在不与其他或者类似的曲线关联的情况下来考虑。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是实现一种方法和装置，以便从设备的多个负载曲线中确定设备的干扰并且由此确定干扰的类型或者能够实现干扰的定位和设备的检查。根据本专利技术的用于识别设备中的干扰的方法利用从多个负载曲线中探测具有异常变化过程的负载曲线，其中负载曲线表示在所述设备的各部件的参数范围上特征参量的变化过程。所述方法作为第一方法步骤包括：通过数据接口读入多个负载曲线。紧接着是以下方法步骤：提供用于具有类似的变化过程的负载曲线的多个组；将所读入的负载曲线中的每一个分配给负载曲线的一个组以及在负载曲线的每个单独的组内确定异常的负载曲线。在接着的方法步骤中，所确定的异常的负载曲线和/或关于所确定的异常的负载曲线的信息输出到输出单元，用于所述干扰的进一步分析和/或用于所述设备的部件的检查。所述方法具有以下优点：并非将每一个负载曲线与其他存在的负载曲线的全体进行比较，而是通过将负载曲线事先划分或者分组成相互类似的负载曲线的组来实现预分类并且仅仅在该组内相对于所述组的负载曲线确定具有异常变化过程的负载曲线。因此，也可以确定较小的偏差，仅仅相对于一个组的已经作为类似的来辨识的负载曲线识别所述偏差。在一种有利的实施方式中，从预先确定数目的标准特征中分别为每个单独的标准特征提供一个组。这具有以下优点：可以将关于设备结构的、以对于设备的不同部件的不同标准负载特征形式的基本知识用于组的确定。在此，标准负载特征可以用作参考曲线并且因此能够实现所期望的组的形成。在前述实施例的一种扩展方案中，对于所读入的负载曲线中的每一个，计算关于每个标准负载特征的第一类似性值，并且将所读入的负载曲线分配给以下组：对于该组已经确定了最大的第一类似性值。这具有以下优点：每一个负载曲线仅仅分配给一个唯一的组并且防止多重分配。在根据本专利技术的方法的一种替代的实施方式中，借助尤其不受监视的聚类算法自动地为具有类似的变化过程的负载曲线确定多个组。这具有以下优点：当不存在关于设备部件的结构化信息的时候也能够实施分组。在本专利技术的一种有利的实施方式中，对于一个组的每个负载曲线相对于一个组的其余的所有负载曲线的平均值确定第二类似性值，并且将以下负载曲线识别为异常的负载曲线：所述负载曲线的第二类似性值低于预先确定的值。因此，可以在第二步骤中由已经类似的负载曲线的每一个组再实施一次类似性检查。因此，尤其将与组中的负载曲线的变化过程偏离的曲线辨识为异常的，更确切地说相对于该组的负载曲线。因此，尤其可以确定相对于该组的差异并且也识别较小的异常。在一种有利的变型方案中，分别使用一个距离量度、尤其泊松相关系数用于计算所述第一和所述第二类似性值。通过使用距离量度可以选择所寻找的类似性的类型。在泊松相关系数作为距离量度的情况下，尤其评估在参数范围上曲线的变化过程，但不是所考虑的曲线有多接近参考曲线。因此，通过选择距离量度可以产生对所期望的类似性的类型的影响。对于第一类似性值和第二类似性值可以选择相同的距离量度或者不同的距离量度。在根据本专利技术的方法的一种有利的实施方式中，对于异常的负载曲线的确定选择分析范围，所述分析范围是负载曲线的整个参数范围的部分范围并且异常的负载曲线的确定限于所述分析范围。此外，选择分析窗的宽度，和彼此相继的分析窗的步长，以及通过以所选择的步长彼此相继的分析窗覆盖整个分析范围并且对于每一个分析窗分别计算一个类似性值。通过选择分析范围、分析窗的宽度和彼此相继的分析窗的步长，可以将异常探测限于预给定的范围上，在所述范围中例如已经存在干扰的怀疑。也可以根据需求调节异常探测的间隔尺寸。在根据本专利技术的方法的一种有利的实施方式中，作为关于在一个组内的所确定的异常的负载曲线中的每一个的信息分别-对于每个负载曲线在所述分析范围上确定所述第二类似性值的方差值，和/或-由所确定的异常的负载曲线的方差值的比较确定所述异常的负载曲线的等级（Rangstelle），和/或-在分析范围内对于每个负载曲线确定所述第二类似性值的最小值，和/或-对于每个负载曲线确定两个第二类似性值的最大差值，以及将在所述分析范围上的一个或多个异常的负载本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于通过从多个负载曲线中探测具有异常变化过程的负载曲线来识别设备（105）中的干扰的方法，其中负载曲线表示在所述设备（105）的各部件的所考虑的参数的值范围上特征参量的变化过程，所述方法具有以下方法步骤：‑ 读入（11）多个负载曲线，‑ 提供（12）多于一个用于具有类似的变化过程的负载曲线的组，‑ 将所读入的负载曲线中的每一个分配（13）给一个组；‑ 在负载曲线的每个单独的组内确定（14）异常的负载曲线，其中对于一个组的每个负载曲线相对于一个组的其余的所有负载曲线的平均值确定第二类似性值（W（ti）），并且将以下负载曲线识别为异常的负载曲线：所述负载曲线的第二类似性值（W（ti））低于预先确定的值，并且‑ 输出（15）所确定的异常的负载曲线和/或关于所确定的异常的负载曲线的信息，以用于所述干扰的进一步分析和/或用于所述设备（105）的部件的检查。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.21 DE 102014223810.21.用于通过从多个负载曲线中探测具有异常变化过程的负载曲线来识别设备（105）中的干扰的方法，其中负载曲线表示在所述设备（105）的各部件的所考虑的参数的值范围上特征参量的变化过程，所述方法具有以下方法步骤：-读入（11）多个负载曲线，-提供（12）多于一个用于具有类似的变化过程的负载曲线的组，-将所读入的负载曲线中的每一个分配（13）给一个组；-在负载曲线的每个单独的组内确定（14）异常的负载曲线，其中对于一个组的每个负载曲线相对于一个组的其余的所有负载曲线的平均值确定第二类似性值（W（ti）），并且将以下负载曲线识别为异常的负载曲线：所述负载曲线的第二类似性值（W（ti））低于预先确定的值，并且-输出（15）所确定的异常的负载曲线和/或关于所确定的异常的负载曲线的信息，以用于所述干扰的进一步分析和/或用于所述设备（105）的部件的检查。2.根据权利要求1所述的方法，其中从预先确定数目的标准负载特征中对于每个单独的标准负载特征分别提供一个组。3.根据权利要求2所述的方法，其中对于所读入的负载曲线中的每一个，计算关于每个标准负载特征的第一类似性值，并且将所读入的负载曲线分配给以下组：对于该组已经确定了最大的第一类似性值。4.根据权利要求1所述的方法，其中借助聚类算法、尤其不受监视的聚类算法自动地为具有类似的变化过程的负载曲线确定多个组。5.根据权利要求3和4所述的方法，其中分别使用一个距离量度用于计算所述第一和所述第二类似性值（W（ti））。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中对于异常的负载曲线的确定-选择分析范围（AB），所述分析范围是负载曲线的整个参数范围的部分范围并且异常的负载曲线的确定限于所述分析范围，-选择分析窗（AF）的宽度，以及-选择彼此相继的分析窗（AF）的步长（SW），以及-以所选择的步长（SW）彼此相继的分析窗（AF）覆盖整个分析范围（AB）并且对于每一个分析窗（AF）分别计算第二类似性值（W（ti））。7.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中作为关于在一个组内的所确定的异常的负载曲线中的每一个的信息分别-对于每个负载曲线在所述分析范围（AB）上确定所述第二类似性值（W（ti））的方差值（Vw），和/或-确定所述异常的负载曲线的等级（R），所述等级由所确定的异常的负载曲线的方差值（Vw）的比较来确定，和/或-在分析范围（AB）内对于每个负载曲线确定所述第二类似性值（W（ti））的最小值（M），和/或-对于每个负载曲线确定第二类似性值的最大差值（D），以及-将在所述分析范围（AB）上一个或多个异常的负载曲线的所述第二类似性值（W（ti））和/或所述第二类似性值（W（ti））的方差形成（V（tj））输出到所述输出单元（104）。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中在异常的负载曲线的确定之后还读入另外的附加的负载曲线并且基于包括所述多个负载曲线和所述另外的负载曲线的负载曲线的全体来实施所述分配（13）、所述读入（14）和所述输出（15）的方法步骤。9.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：SH韦伯，JA唐纳德，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE