用于机械资产的基于云端的监控的测量数据的自动分配制造技术

提出的方法用于分配测量数据，其用于基于云端监控工业设施的特别是机械的资产，其中工业设施具有测量数据档案，在其中存储多个测量点、特别是压力或流量传感器的测量数据，分配方法包括：规定具有特定类型的资产、特别是阀或泵，其中在云端中为资产分配典型的测量参量连同相关的测量点；读出在云端中为特定资产类型存储的、在不同测量点的与特定资产类型相关的测量参量之间的一般物理关系；利用属于特定资产类型的典型测量参量和适用于特定资产的测量参量的、存储在测量数据档案中的测量数据，逐步估算物理关系的参数；将先前得出的物理关系与用于估算的测量数据逐步比较并确定残差；根据对得出的残差的统计评估将测量数据分配给特定的资产。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机械资产的基于云端的监控的测量数据的自动分配
本专利技术涉及根据权利要求1、4和5所述的用于分配测量数据的方法，该方法用于基于云端地监控工业设施、特别是制造或生产设施的机械资产，其中，工业设施具有测量数据档案，在测量数据档案中存储有多个测量点的测量数据，测量点特别是压力或流量传感器。此外，本专利技术涉及根据权利要求12所述的相关的计算机程序，其具有能由计算机执行的程序代码指令，还涉及根据权利要求13所述的存储介质和根据权利要求14所述的计算机系统。
技术介绍
工业设施的机械资产(例如泵、阀或热交换器)的状态监控能够提高工业设施的可靠性和生产率。在此，监控的一个目的是尽早识别磨损过程或不利的运行状态。此外，还能因此确定磨损表现的影响并且估算故障风险或剩余寿命。这允许有针对性地规划维护工作。监控的基础是相应资产的、在不同测量点得出的测量数据。例如，在将阀作为资产的情况中，通常提供流量、阀上游和下游的压力以及阀位置作为测量数据。在对机械资产的基于云端的自动监控中，必须为每个资产汇编相关的测量数据、例如资产上游和下游的流速或压力，并且将这些测量数据传输到云端中。随后，能够在那里评估大量资产的相应测量点的数据。基于云端的监控系统具有以下显著优点，即能够利用相对较少的工程开销自动监控大量机械资产。为此的前提条件是，能够提供监控所需的测量点并且将其分配给相应资产。迄今执行的人工搜索和用于相应资产的相关测量数据的分配不仅需要访问工业设施的相应文档以及精确了解工业设施的运作过程，还需要很高的时间和人力方面的开销。当前，例如借助于西门子公司的工程系统7来监控资产。在其中实施的状态监控库中，提供具有相应监控功能的功能模块。在此，每个功能模块都能准确地监控一个资产。为了将各个测量数据分配给功能模块，必须在该系统7的CFC(连续功能图)编辑器中将这些测量数据与相应的功能模块手动链接。在泵或阀作为资产的情况下，迄今基于R&I(管道和仪器)示意图实现将测量点手动分配给相应的资产。从被考虑的资产出发，根据R&I示意图得出：用于压力和流量的测量点是否设在资产所在的相同管道中。在此，管道中的搜索区域受分支或流阻限制，因为能够假定：不受影响的压力或流动条件仅存在于没有分支或显著流阻的管道区段中。如果被考虑的管道从容器中引出，则通常能从容器中的压力或其料位得出要分配给相应资产的压力值。在相反情况下，如果管道通入容器中，则必须检查这在容器的哪个位置发生。在入口开放的情况下，只有容器输入管的基于大地测量的高度是决定性的，并且压力本身是恒定的。理想情况下，R&I示意图以电子的、机器可读和面向对象的形式存在，从而能够自动找到相关的测量点并且将其分配给相应的资产。但是，不能假设：在可预见的将来对于每个基于云端的应用都存在这种R&I示意图。例如基于西门子公司的平台“控制性能分析”的方法是已知的，该平台在基于云端的调节回路分析的框架内识别工业设施的过程控制系统中“PID(比例积分微分)调节器”类型的所有功能模块，并且将调节器的全部相关的控制变量、调节变量和额定变量尤其导出到云端中。由此，能够自动地确定和选出与调节行为的评估相关的所有测量数据。该方式能够类似地应用于以后直接提供阀位置或泵转速的阀模块或泵模块。为了评估例如阀资产，从上述阀模块的分析获得的数据(在此为阀位置)是不够的。还需要来自测量点的附加测量数据，这些测量数据不与相应模块耦合连接并且因此不能通过已知方法自动得出。以阀为例，还需要有关通过阀的流速以及阀上游和下游的压力值的测量数据。类似的考虑例如适用于泵，其中仅将泵的转速分配给相关的模块。流速和两个压力值的测量数据也必须同样分别(人工)得出。到目前为止，尚未分配给模块的测量数据的编辑和分配是人工完成的，这非常复杂并且极大地损害了对工业设施的机械资产的基于云端的监控的功能。
技术实现思路
本专利技术的基本目的是，提出一种分配测量数据的方法，该方法用于基于云端地监控机械资产，该方法是全自动运行的并且与迄今已知的方法相比显著减少了分配和与之相伴的监控的开销。该目的通过根据权利要求1、4和5所述的用于分配测量数据的方法实现，该方法用于基于云端地监控工业设施的特别是机械的资产，还通过根据权利要求12所述的具有能由计算机执行的程序代码指令的相关的计算机程序、根据权利要求13所述的存储介质以及根据权利要求14所述的计算机系统实现。有利的改进方案由从属权利要求给出。在开头部分所述类型的分配方法中，根据本专利技术，该目的通过以下方法步骤实现：a)将测量数据的部分或全部从测量数据档案传输到云端中，以便能够在云端中进一步处理测量数据；b)规定具有特定类型的资产、特别是阀或泵，其中，在云端中为资产分配典型的测量参量连同相关联的测量点；c)读出在云端中为特定资产类型存储的、在不同测量点的与特定资产类型相关的测量参量之间的一般物理关系，其中，一般物理关系具有多个待确定的参数；d)利用属于特定资产类型的典型的测量参量和适用于特定的资产的测量参量的、存储在测量数据档案中的测量数据，逐步估算物理关系的参数；e)将先前已得出的物理关系与用于估算的测量数据逐步比较，并且确定残差；f)根据对得出的残差的统计评估，将测量数据分配给特定的资产。术语“云端”或者说“云计算系统”在此被理解为外部云提供商(外部云)的服务器基础架构或者工业设施(本地云)内的本地服务器硬件。之前阐述的根据本专利技术的方法的前提是，为了分配目的能够在一个位置点处访问所有有关的测量数据。在此不重要的是，数据是否首先被存储在工业设施的测量数据档案中并且然后被(必要时逐段地)传输到云端中，或者数据是否被直接周期性地传输到云端中并且仅被存储在云端中。首先，将测量数据的至少一部分或者全部测量数据从测量数据档案传输到云端中，以便实现快速并且不受位置限制地访问数据，并且必要时能够使用更大的云计算能力。在随后的方法步骤中，规定特定类型的资产、例如阀或泵。工业设施中的每个资产通常配有至少一个典型的测量参量。在此，在阀资产的情况中，测量参量通常是阀位置。在泵的情况中，测量参量例如能是电驱动功率或转速。对于工业设施中所包含的每个资产，不同测量点的相关测量参量之间的一般物理关系是已知的并且被存储在云端中。例如，对于阀资产而言，在通过阀的流速、先前已阐述的阀位置以及阀上游和下游的压差之间存在物理关系。这种一般物理关系、也就是物理方程被从云读出并且被作为参考用于后续的分配方法。物理关系在下面仅还被称为方程。方程通常具有未知参数，这些未知参数在根据本专利技术的方法的下一步骤中被估算。在此，属于特定资产类型的典型的测量参量(在阀资产的情况中的阀位置)被包括在估算中。然后，通过使用已知的估算方法、例如最小二乘法由存储在测量数据档案中的测量数据逐步地估算未知参数，这些测量数据分别适用于特定的资产，即能被分配给资产。在使用最小二乘法的情况中，方程被转换为隐含形式0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分配测量数据的方法，所述方法用于基于云端地监控工业设施的特别是机械的资产，其中，所述工业设施具有测量数据档案，在所述测量数据档案中存储有多个测量点的测量数据，所述测量点特别是压力或流量传感器，分配方法包括：/na)将所述测量数据的部分或全部从所述测量数据档案传输到所述云端中，以便能够在所述云端中进一步处理所述测量数据；/nb)规定具有特定类型的资产、特别是阀或泵，其中，在所述云端中为所述资产分配典型的测量参量连同相关联的测量点；/nc)读出在所述云端中为特定资产类型存储的、在不同测量点的与所述特定资产类型相关的测量参量之间的一般物理关系，其中，该一般物理关系具有多个待确定的参数；/nd)利用属于所述特定资产类型的典型的测量参量和适用于特定的所述资产的测量参量的、存储在所述测量数据档案中的所述测量数据，逐步估算所述物理关系的所述参数；/ne)将先前已得出的所述物理关系与用于估算的所述测量数据逐步比较，并且确定残差；/nf)根据对得出的所述残差的统计评估，将所述测量数据分配给特定的资产。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170929 EP 17194030.71.一种分配测量数据的方法，所述方法用于基于云端地监控工业设施的特别是机械的资产，其中，所述工业设施具有测量数据档案，在所述测量数据档案中存储有多个测量点的测量数据，所述测量点特别是压力或流量传感器，分配方法包括：
a)将所述测量数据的部分或全部从所述测量数据档案传输到所述云端中，以便能够在所述云端中进一步处理所述测量数据；
b)规定具有特定类型的资产、特别是阀或泵，其中，在所述云端中为所述资产分配典型的测量参量连同相关联的测量点；
c)读出在所述云端中为特定资产类型存储的、在不同测量点的与所述特定资产类型相关的测量参量之间的一般物理关系，其中，该一般物理关系具有多个待确定的参数；
d)利用属于所述特定资产类型的典型的测量参量和适用于特定的所述资产的测量参量的、存储在所述测量数据档案中的所述测量数据，逐步估算所述物理关系的所述参数；
e)将先前已得出的所述物理关系与用于估算的所述测量数据逐步比较，并且确定残差；
f)根据对得出的所述残差的统计评估，将所述测量数据分配给特定的资产。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，在执行方法步骤d至f之前，在所述云端中识别配有特定物理单位的测量数据，以便从进一步评估中排除与跟所述特定资产类型相关的所述物理关系不相关的测量数据。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在执行权利要求1中的方法步骤d至f之前，对传输到所述云端中的所述测量数据执行可信度检查，使得所述测量数据的典型特性、特别是所述测量数据的时间上的变化与特定的所述资产建立关系，以便不再考虑将不可信的测量数据用于后续的分配方法。


4.一种分配测量数据的方法，所述方法用于基于云端地监控工业设施的特别是机械的资产，其中，所述工业设施具有测量数据档案，在所述测量数据档案中存储有多个测量点的测量数据，所述测量点特别是压力或流量传感器，分配方法包括：
a)将所述测量数据的部分或全部从所述测量数据档案传输到所述云端中，以便能够在所述云端中进一步处理所述测量数据；
b)规定具有特定类型的资产、特别是阀或泵，其中，在所述云端中为所述资产分配典型的测量参量连同相关联的测量点；
c)识别调节模块，所述调节模块是所述工业设施的一部分；
d)将所述调节模块的全部调节变量与在所述测量数据档案和/或所述云端中为特别是机械的资产存储的额定变量比较；
e)检测相应的所述调节模块的调节变量，并确定所述调节变量的相关联的所述测量点的物理单位和标识；
f)根据所述调节变量以及所述调节变量的物理单位和测量点标识，识别相应的所述调节模块的类型。


5.一种分配测量数据的方法，所述方法用于基于云端地监控工业设施的特别是机械的资产，其中，所述工业设施具有测量数据档案，在所述测量数据档案中存储有多个测量点的测量数据，所述测量点特别...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·拉比施，贝恩德马库斯·普法伊费尔，道格拉斯·韦伯，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE