基于云计算的工业设备运行数据分析系统技术方案

本发明专利技术公开了基于云计算的工业设备运行数据分析系统，包括记忆模块、设备分析模块、数据采集模块、数据分析模块、设备管理模块和服务器；本发明专利技术根据工业设备的优选值选取优选值最大的工业设备为选中运行设备，从而提高生产效率，降低能耗；且对采集的能耗数据进行初步判别，排除错误的能耗数据，再对能耗数据并作出分析和处理，提高数据分析的准确性；通过选中运行设备的能耗数据、成品数量和不合格的数量进行分析得到生产值，根据生产值进行预警，同时通过设备管理模块分配至对应的管理人员进行管理，减少能耗损失。

Industrial equipment operation data analysis system based on Cloud Computing

【技术实现步骤摘要】
基于云计算的工业设备运行数据分析系统
本专利技术涉及数据分析
，尤其涉及基于云计算的工业设备运行数据分析系统。
技术介绍
近年来，随着经济的发展，我国的工业发展迅速，工业能耗已经占据社会总能耗很大一部分，并且有上升的趋势。同时，我国正处在能源相对短缺的时期，工业高能耗状况加大了我国能源压力，制约着我国经济的可持续发展，工业节能已是刻不容缓。公开号CN103400311A的文件公开了一种电网运行数据分析系统，包括：数据采集器、处理器、计算单元和显示器；其中：数据采集器获取电网的数据，并将获取的数据发送至与其连接的处理器；处理器根据接收到的数据，对电网的结构、模型、参数出力及负荷的计算边界条件进行管理；处理器根据管理结果调用与其连接的计算单元，对电网的数据进行计算，并将计算结果发送至与其连接的显示器；显示器对接收到的计算结果进行显示。本专利技术能够对电网潮流稳定计算软件进行管理，降低电网运行分析人员的工作强度，提高分析计算效率，保证电网的安全稳定运行。但是在车间生产线生产过程中，存在多台工业设备均能实现某一配件的生产，如何选取最合适的设备完成生产任务，提高生产效率，降低能耗是我们需要解决的问题；而且由于计量表具以及生产过程中的多方面原因，导致采集到的能耗数据存在着不准确、不可靠等问题，只有首先排除错误的能耗数据，才能将采集到的数据用于进一步的能耗分析；同时在工业设备运行过程中存在不能根据能耗数据以及成品数量进行分析预警以及合理的选取人员进行操作的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供基于云计算的工业设备运行数据分析系统。本专利技术根据工业设备的优选值选取优选值最大的工业设备为选中运行设备，从而提高生产效率，降低能耗；且对采集的能耗数据进行初步判别，排除错误的能耗数据，再对能耗数据并作出分析和处理，提高数据分析的准确性；通过选中运行设备的能耗数据、成品数量和不合格的数量进行分析得到生产值，根据生产值进行预警，同时通过设备管理模块分配至对应的管理人员进行管理，减少能耗损失；同时通过评价模块对选中运行设备对应的操作员进行一个有效的评价，方便后来查看。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：基于云计算的工业设备运行数据分析系统，包括记忆模块、设备分析模块、数据采集模块、数据分析模块、设备管理模块和服务器；记忆模块用于存储工业设备的设备信息并将设备信息传输到设备分析模块；设备分析模块接收记忆模块传输的工业设备的设备信息并进行分析和处理，具体步骤包括：步骤一：将工业设备标记为Pi，i＝1，……，n；设定工业设备的所有的型号均对应一个预设值，将设备信息内的型号与所有型号进行匹配获取得到对应的预设值并标记为Y1Pi；步骤二：获取设备信息中的维修保养记录，将工业设备最近一次的维修保养时间标记为T1Pi；步骤三：将历史运行数据按照运行次数分为多个数组，其中每个数组包含有各自的运行开始时刻、运行结束时刻、能耗量以及产量，将多个数组中的各数组所对应的运行开始时刻和运行结束时刻进行时间差计算得到单次运行时间，将工业设备的所有单次运行时间进行求和得到工业设备的已运行时间并标记为T2Pi；将多个数组中的各数组所对应的能耗量和产量进行比值计算得到单次产品能耗；将工业设备的所有单次产品能耗进行求和并取均值得到工业设备的平均产品能耗并标记为E1Pi；步骤四：获取工业设备最近一次运行的结束时刻并标记为T3Pi；获取系统当前时间并标记为T0；步骤五：利用公式计算得到工业设备的优选值WPi；其中a1、a2、a3和a4均为预设系数因子；步骤六：选取优选值WPi最大的工业设备为选中运行设备；设备分析模块用于将选中运行设备对应的设备信息传输到服务器进行存储；数据采集模块用于实时采集选中运行设备的生产运行信息并将生产运行信息发送至服务器内；数据分析模块用于获取选中运行设备的生产运行信息并进行分析处理，具体分析处理步骤为：SS1：将选中运行设备工作开始时间至系统当前时间的能耗数据标记为EP1；选中运行设备生成的成品数量为L1；选中运行设备生成的不合格数量标记为L2；SS2：将能耗数据、成品数量和不合格数量进行去量化处理并取其数值；SS3：利用公式获取得到选中运行设备的生产值M；其中b1、b2和λ均为预设比例换算系数；SS4：将选中运行设备的工作开始时间与系统当前时间进行时间差计算获取得到工作时长并标记为TX；设定生产值阈值包括若干个并标记为Km；m＝1，……，n；K1<K2<……<Kg；每个生产值阈值对应一个预设工作时长范围，依次分别为(k1,k2]，……，(km,km+1]；当TX∈(km,km+1]，则预设工作时长范围对应的生产值阈值为Km；当M<Km，则生成预警信号并将选中运行设备标记为预警设备；SS5：数据分析模块将预警信号、预警设备和设备对应的操作员编号发送至设备管理模块。进一步地，数据采集模块的具体工作步骤如下：XX1：每隔预设时长监测选中运行设备当前的能耗数据，从而确定多个时间子区间；获取选中运行设备在每个时间子区间的能耗数据；XX2：判别收集到的能耗数据，根据能耗监管系统的判别式来判定当前能耗数据的状态；能耗监管系统的判别式的建立方法包括：S11：设定一阀值F，设定在t时刻收集到的能耗数据为EPt，当收集到的能耗数据满足EPt≥EPt-1且EPt-EPt-1≤F，设定此时的能耗数据状态为“正常”状态；S12：在t时刻，如果计量表由于故障被更换，或计量值超过了自身计量范围，或因其它原因重新开始计量，此时计量表处于“更新”状态，当采集到的能耗数据满足以下任一判别式，设定此时的能耗数据状态为“更新”状态；对此时的能耗数据采用丢弃处理；a：EPt-1>EPt+1≥EPt，且计量表在以后时刻均处于“正常”状态；b：EPt-EPt-1>F，且计量表在以后时刻均处于“正常”状态；S13：在t时刻，如果计量表读数异常，但在前一时刻和后一时刻读数正常，此时计量表处于“单坏点”状态，当收集到的能耗数据满足一下任一判别式，设定此时的能耗数据状态为“单坏点”状态；对此时的能耗数据采用其前后两时刻的平均值处理；c：EPt+1≥EPt-1>EPt且EPt+1-EPt-1≤F；d：EPt-EPt-1>F，EPt>EPt+1且EPt+1-EPt-1≤F；S14：在一段时间内，如果计量表读数出现多次非正常状态时，设定此时的能耗数据状态为“多坏点”状态，此时数据采集模块生成预警信号并将预警信号传输到服务器，服务器接收预警信号控制驱动报警器报警并将预警信号传输到设备管理模块。进一步地，设备管理模块用于接收预警信号、预警设备和设备对应的操作员编号并分配至对应的管理人员进行处理，具体步骤为：SSS1：获取当前时间上班的管理人员并将其标记为初选人员；SSS2：向初选人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于云计算的工业设备运行数据分析系统，其特征在于，包括记忆模块、设备分析模块、数据采集模块、数据分析模块、设备管理模块和服务器；/n所述记忆模块用于存储工业设备的设备信息并将设备信息传输到设备分析模块；所述设备分析模块接收记忆模块传输的工业设备的设备信息并进行分析和处理，具体步骤包括：/n步骤一：将工业设备标记为Pi，i＝1，……，n；设定工业设备的所有的型号均对应一个预设值，将设备信息内的型号与所有型号进行匹配获取得到对应的预设值并标记为Y1

【技术特征摘要】
1.基于云计算的工业设备运行数据分析系统，其特征在于，包括记忆模块、设备分析模块、数据采集模块、数据分析模块、设备管理模块和服务器；
所述记忆模块用于存储工业设备的设备信息并将设备信息传输到设备分析模块；所述设备分析模块接收记忆模块传输的工业设备的设备信息并进行分析和处理，具体步骤包括：
步骤一：将工业设备标记为Pi，i＝1，……，n；设定工业设备的所有的型号均对应一个预设值，将设备信息内的型号与所有型号进行匹配获取得到对应的预设值并标记为Y1Pi；
步骤二：获取设备信息中的维修保养记录，将工业设备最近一次的维修保养时间标记为T1Pi；
步骤三：将历史运行数据按照运行次数分为多个数组，其中每个数组包含有各自的运行开始时刻、运行结束时刻、能耗量以及产量，将多个数组中的各数组所对应的运行开始时刻和运行结束时刻进行时间差计算得到单次运行时间，将工业设备的所有单次运行时间进行求和得到工业设备的已运行时间并标记为T2Pi；
将多个数组中的各数组所对应的能耗量和产量进行比值计算得到单次产品能耗；将工业设备的所有单次产品能耗进行求和并取均值得到工业设备的平均产品能耗并标记为E1Pi；
步骤四：获取工业设备最近一次运行的结束时刻并标记为T3Pi；获取系统当前时间并标记为T0；
步骤五：利用公式

计算得到工业设备的优选值WPi；其中a1、a2、a3和a4均为预设系数因子；
步骤六：选取优选值WPi最大的工业设备为选中运行设备；
所述设备分析模块用于将选中运行设备对应的设备信息传输到服务器进行存储；
所述数据采集模块用于实时采集选中运行设备的生产运行信息并将生产运行信息发送至服务器内；所述数据分析模块用于获取选中运行设备的生产运行信息并进行分析处理，具体分析处理步骤为：
SS1：将选中运行设备工作开始时间至系统当前时间的能耗数据标记为EP1；选中运行设备生成的成品数量为L1；选中运行设备生成的不合格数量标记为L2；
SS2：将能耗数据、成品数量和不合格数量进行去量化处理并取其数值；
SS3：利用公式获取得到选中运行设备的生产值M；其中b1、b2和λ均为预设比例换算系数；
SS4：将选中运行设备的工作开始时间与系统当前时间进行时间差计算获取得到工作时长并标记为TX；设定生产值阈值包括若干个并标记为Km；m＝1，……，n；K1<K2<……<Kg；
每个生产值阈值对应一个预设工作时长范围，依次分别为(k1,k2]，……，(km,km+1]；当TX∈(km,km+1]，则预设工作时长范围对应的生产值阈值为Km；
当M<Km，则生成预警信号并将选中运行设备标记为预警设备；
SS5：数据分析模块将预警信号、预警设备和设备对应的操作员编号发送至设备管理模块。


2.根据权利要求1所述的基于云计算的工业设备运行数据分析系统，其特征在于，所述数据采集模块的具体工作步骤如下：
XX1：每隔预设时长监测选中运行设备当前的能耗数据，从而确定多个时间子区间；获取选中运行设备在每个时间子区间的能耗数据；
XX2：判别收集到的能耗数据，根据能耗监管系统的判别式来判定当前能耗数据的状态；所述能耗监管系统的判别式的建立方法包括：
S11：设定一阀值F，设定在t时刻收集到的能耗数据为EPt，当收集到的能耗数据满足EPt≥EPt-1且EPt-EPt-1≤F，设定此时的能耗数据状态为“正常”状态；
S12：在t时刻，如果计量表由于故障被更换，或计量值超过了自身计量范围，或因其它原因重新开始计量，此时计量表处于“更新”状态，当采集到的能耗数据满足以下任一判别式，设定此时的能耗数据状态为“更新”状态；对此时的能耗数据采用丢弃处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟轲，
申请(专利权)人：孟轲，
类型：发明
国别省市：安徽;34