设备故障诊断与健康管理系统技术方案

本发明专利技术提出的一种设备故障诊断与健康管理系统，系统包括服务器以及多个本地设备，本地设备包括第一模型模块以及第一数据模块，服务器包括第二模型模块以及第二数据模块；第一数据模块将第一健康表现数据发送至第二数据模块；第二数据模块将第一健康表现数据发送至第二模型模块；第二模型模块根据第一健康表现数据对第二模型进行训练，并将模型元素发送至第一模型模块；第一模型模块根据模型元素进行第一模型更新。通过获取各本地设备的健康表现数据对服务器的第二模型进行训练，能够综合训练样本训练得到适用性高的第二模型，继而发送模型元素至各本地设备更新第一模型，使得无需将原始的健康表现数据对其它本地设备进行分享，避免了数据的泄漏。避免了数据的泄漏。避免了数据的泄漏。

【技术实现步骤摘要】
设备故障诊断与健康管理系统


[0001]本专利技术涉及数据安全领域，尤其涉及一种设备故障诊断与健康管理系统。

技术介绍

[0002]由于设备在多数时间内是在正常工作状态下运行的，导致对设备状态进行采样会得到过多的高相似度健康样本，与之相对应的，对于模型训练有着重要意义的故障样本存在数量极少以及多样性不够的问题，这会导致无法有效地建立全局适用的PHM（Prognostics and Health Management，设备故障诊断与健康管理）模型；为了解决这一问题，现有技术中主要通过建立数据联盟的方式鼓励各数据拥有者贡献数据，然而，出于对数据隐私性的考量，多数拥有者不愿意对数据进行分享。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提出一种设备故障诊断与健康管理系统，旨在解决现有技术中无法解决在数据共享的同时避免数据泄漏的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供一种设备故障诊断与健康管理系统，所述系统包括服务器以及多个本地设备，所述本地设备包括第一模型模块以及第一数据模块，所述服务器包括第二模型模块以及第二数据模块；所述第一数据模块与所述第二数据模块的输入端连接，所述第二数据模块的输出端与所述第二模型模块的输入端连接，所述第二模型模块的输出端与所述第一模型模块连接；其中：所述第一数据模块，用于将第一健康表现数据发送至所述第二数据模块；所述第二数据模块，用于将接收到的所述第一健康表现数据发送至所述第二模型模块；所述第二模型模块，用于根据接收到的所述第一健康表现数据对第二模型进行训练，并在根据训练后的第二模型和所述第一模型模块的第一模型生成模型元素后，将所述模型元素发送至所述第一模型模块；所述第一模型模块，用于根据所述模型元素进行第一模型更新。
[0005]可选地，所述第一数据模块包括数据获取单元以及第一数据处理单元，其中所述数据获取单元与所述第一数据处理单元连接，所述第一数据处理单元与所述第二数据模块连接；其中：所述数据获取单元，用于获取第二健康表现数据，并将所述第二健康表现数据发送至所述第一数据处理单元；所述第一数据处理单元，用于对所述第二健康表现数据进行处理得到第一健康表现数据，并将所述第一健康表现数据发送至所述第二数据模块。
[0006]可选地，所述第一数据处理单元包括传输加密子单元，所述传输加密子单元连接在所述数据获取单元与所述第二数据模块之间，其中：所述传输加密子单元，用于接收所述第二健康表现数据，并在根据所述服务器下
发的公钥对所述第二健康表现数据进行传输加密后，将传输加密后得到的第一健康表现数据发送至所述第二数据模块。
[0007]可选地，所述第一数据处理单元包括同态加密子单元，所述同态加密子单元连接在所述传输加密子单元与所述数据获取单元之间；其中：所述数据获取单元，用于将所述第二健康表现数据发送至所述同态加密子单元；所述同态加密子单元，用于对所述第二健康表现数据进行同态加密操作生成第三健康表现数据，并将所述第三健康表现数据发送至所述传输加密子单元；所述传输加密子单元，用于接收所述第三健康表现数据，并在对所述第三健康表现数据进行传输加密后，将传输加密后得到的第一健康表现数据发送至所述第二数据模块。
[0008]可选地，所述第一数据处理单元包括数据分区标识子单元，所述数据分区标识子单元连接在所述同态加密子单元与所述数据获取单元之间；其中：所述数据获取单元，用于将所述第二健康表现数据发送至所述数据分区标识子单元；所述数据分区标识子单元，用于将所述第二健康表现数据绑定所述本地设备的关联标记生成第四健康表现数据，并将所述第四健康表现数据发送至所述同态加密子单元；所述同态加密子单元，用于接收所述第四健康表现数据，并对所述第四健康表现数据进行同态加密操作生成第三健康表现数据，并将所述第三健康表现数据发送至所述传输加密子单元。
[0009]可选地，所述第一数据处理单元包括数据预处理子单元，所述数据预处理子单元连接在所述分区标识子单元与所述数据获取单元之间；其中：所述数据获取单元，用于将所述第二健康表现数据发送至所述数据预处理子单元；所述数据预处理子单元，用于将所述第二健康表现数据进行预处理操作生成第五健康表现数据，并将所述第五健康表现数据发送至所述数据分区标识子单元，其中，所述预处理操作包括数据清理、重采样、特征工程、归一化以及数据分组中的至少之一；所述数据分区标识子单元，用于接收所述第五健康表现数据，并将所述第五健康表现数据与所述本地设备进行关联标记后生成第四健康表现数据，并将所述第四健康表现数据发送至所述同态加密子单元。
[0010]可选地，所述第二数据模块包括第一数据解密单元，所述第一数据解密单元连接在所述传输加密子单元与所述第二模型模块之间；其中：所述第一数据解密单元，用于接收所述第一健康表现数据，并在对所述第一健康表现数据进行解密操作后发送至所述第二模型模块。
[0011]可选地，所述第二模型模块，用于获取各本地设备的所述第一健康表现数据中的关联标记，并为各本地设备匹配与所述关联标记对应的训练权重，将各所述本地设备发送的第一健康表现数据基于对应的所述训练权重生成训练数据，根据所述训练数据对所述第二模型进行训练。
[0012]可选地，所述第二数据模块包括数据下发单元，所述数据下发单元与所述第一模型模块连接；其中：
所述数据下发单元，用于获取所述第二模型模块的模型元素，并将所述模型元素发送至所述第一模型模块。
[0013]可选地，所述第一模型模块包括第一模型与模型更新单元，所述模型更新单元连接在所述第一模型与所述第二模型模块之间；其中：所述模型更新单元，用于获取所述第二模型模块发送的模型元素，并根据所述模型元素对所述第一模型进行更新。
[0014]本专利技术提出的一种设备故障诊断与健康管理系统，所述系统包括服务器以及多个本地设备，所述本地设备包括第一模型模块以及第一数据模块，所述服务器包括第二模型模块以及第二数据模块；所述第一数据模块与所述第二数据模块的输入端连接，所述第二数据模块的输出端与所述第二模型模块的输入端连接，所述第二模型模块的输出端与所述第一模型模块连接；其中：所述第一数据模块，用于将所述第一健康表现数据发送至所述第二数据模块；所述第二数据模块，用于将接收到的所述第一健康表现数据发送至所述第二模型模块；所述第二模型模块，用于根据接收到的所述第一健康表现数据对第二模型进行训练，并在根据训练后的第二模型和所述第一模型模块的第一模型生成模型元素后，将所述模型元素发送至所述第一模型模块；所述第一模型模块，用于根据所述模型元素进行第一模型更新。通过获取各本地设备的健康表现数据对服务器的第二模型进行训练，使得能够综合大量的、多样的训练样本训练得到适用性高的第二模型，继而发送模型元素至各本地设备更新第一模型，使得无需将原始的健康表现数据对其它本地设备进行分享，避免了数据的泄漏。
附图说明
[0015]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设备故障诊断与健康管理系统，其特征在于，所述系统包括服务器以及多个本地设备，所述本地设备包括第一模型模块以及第一数据模块，所述服务器包括第二模型模块以及第二数据模块；所述第一数据模块与所述第二数据模块的输入端连接，所述第二数据模块的输出端与所述第二模型模块的输入端连接，所述第二模型模块的输出端与所述第一模型模块连接；其中：所述第一数据模块，用于将第一健康表现数据发送至所述第二数据模块；所述第二数据模块，用于将接收到的所述第一健康表现数据发送至所述第二模型模块；所述第二模型模块，用于根据接收到的所述第一健康表现数据对第二模型进行训练，并在根据训练后的第二模型和所述第一模型模块的第一模型生成模型元素后，将所述模型元素发送至所述第一模型模块；所述第一模型模块，用于根据所述模型元素进行第一模型更新。2.如权利要求1所述的设备故障诊断与健康管理系统，其特征在于，所述第一数据模块包括数据获取单元以及第一数据处理单元，其中所述数据获取单元与所述第一数据处理单元连接，所述第一数据处理单元与所述第二数据模块连接；其中：所述数据获取单元，用于获取第二健康表现数据，并将所述第二健康表现数据发送至所述第一数据处理单元；所述第一数据处理单元，用于对所述第二健康表现数据进行处理得到第一健康表现数据，并将所述第一健康表现数据发送至所述第二数据模块。3.如权利要求2所述的设备故障诊断与健康管理系统，其特征在于，所述第一数据处理单元包括传输加密子单元，所述传输加密子单元连接在所述数据获取单元与所述第二数据模块之间，其中：所述传输加密子单元，用于接收所述第二健康表现数据，并在根据所述服务器下发的公钥对所述第二健康表现数据进行传输加密后，将传输加密后得到的第一健康表现数据发送至所述第二数据模块。4.如权利要求3所述的设备故障诊断与健康管理系统，其特征在于，所述第一数据处理单元包括同态加密子单元，所述同态加密子单元连接在所述传输加密子单元与所述数据获取单元之间；其中：所述数据获取单元，用于将所述第二健康表现数据发送至所述同态加密子单元；所述同态加密子单元，用于对所述第二健康表现数据进行同态加密操作生成第三健康表现数据，并将所述第三健康表现数据发送至所述传输加密子单元；所述传输加密子单元，用于接收所述第三健康表现数据，并在对所述第三健康表现数据进行传输加密后，将传输加密后得到的第一健康表现数据发送至所述第二数据模块。5.如权利要求4所述的设备故障诊断与健康管理系统，其特征在于，所述第一数据处理单元包括数据分区标识子单元，所述数据分区标识子单元连接在所述同态加密子单元与所述数据获取单元之间；其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：花霖，冯建设，张建宇，陈军，杨欢，姚琪，陈品宏，刘桂芬，王春洲，朱瑜鑫，张挺军，
申请(专利权)人：深圳市信润富联数字科技有限公司，
类型：发明
国别省市：