基于物联网技术的液压万能试验机设备协同故障诊断方法技术

本发明专利技术属于物联网领域，具体的说是一种基于物联网技术的液压万能试验机设备协同故障诊断方法。包括以下步骤：步骤一、构建设备数据互通网络；步骤二、构建故障几何，收集设备历史数据；步骤三、构建协同模型，进行故障诊断和预测；步骤四、输出解决方案，更新数据库。本发明专利技术利用物联网数据平台构建设备相关性模型，并挖掘协同数据，在部分记录缺失的情况下仍能通过多项故障特征对设备故障类型及发生节点进行预测和诊断。预测和诊断。预测和诊断。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网技术的液压万能试验机设备协同故障诊断方法


[0001]本专利技术属于物联网领域，具体的说是一种基于物联网技术的液压万能试验机设备协同故障诊断方法。

技术介绍

[0002]液压万能试验机时一种能够完成金属、复合材料及制品的拉伸的材料试验机。在研究院所和高校教学领域有着广泛的应用。而基于物联网技术，将多个液压万能试验机运行数据和故障记录在数字平台中整合，形成数据纽带，构成数字孪生模型。在物联网数字平台中，根据多个设备的故障共性，采用协同故障诊断的方法为新设备以及数据缺失设备提供故障预测和故障处理提示的功能。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种基于物联网技术的液压万能试验机设备协同故障诊断方法，该诊断方法利用物联网数据平台构建设备相关性模型，并挖掘协同数据，在部分记录缺失的情况下仍能通过多项故障特征对设备故障类型及发生节点进行预测和诊断。
[0004]本专利技术技术方案结合附图说明如下：
[0005]一种基于物联网技术的液压万能试验机设备协同故障诊断方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一、构建设备数据互通网络；
[0007]步骤二、构建故障几何，收集设备历史数据；
[0008]步骤三、构建协同模型，进行故障诊断和预测；
[0009]步骤四、输出解决方案，更新数据库。
[0010]所述步骤一的具体方法如下：
[0011]构建物联网信息平台，整合液压万能试验机设备数据，每台设备对应唯一设备编号以及编号下的数据信息，数据信息存储在物联网平台中，在平台功能层实现调用，在设备间形成数据纽带。
[0012]所述步骤二的具体方法如下：
[0013]S2.1确定故障类型；
[0014]故障类型及对应解决方案具体如下：
[0015]油路系统漏油故障：检查油路系统接头处是否拧紧，如拧紧，检查是否需要更换垫圈；
[0016]变速箱故障：开箱检查零件，并更换损坏零件；
[0017]上下钳口不同心：加工检验棒，上下钳口拉紧后，以两根力柱为依据用百分表测量调试，直到符合要求；
[0018]油管破裂：观察送油阀，溢流阀活塞是否顶死或装反，更换强度更高的油管，再次检查；
[0019]钳口故障：检查钳口装夹是否放正，若为钳口损坏或钳口不同心，此时更换钳口；
[0020]S2.2故障命名；
[0021]以发生频次+故障类型的方式进行故障类型划分：第一次发生命名为“初次+故障类型”；第二次发生故障命名为“二次+故障类型”；三次及三次以上发生故障命名为“多次+故障类型”；
[0022]S2.3构建故障集合，形成数字孪生模型；
[0023]收集各设备的历史故障记录，将物联网平台关联设备中的故障记录以上述命名形式整合，整合后的故障类型名称、维修方案、时间节点三项属性构成该设备的故障特征，剔除缺失任一属性的特征数据信息，采用三维建模软件对各设备进行建模，绑定对应的故障特征，形成数字孪生体，提供可视化功能和数据存储功能。
[0024]所述步骤三的具体方法如下：
[0025]S3.1相关性计算；
[0026]根据步骤二中的设备历史故障记录及对应设备特征，在设备库中抽取总设备数的10％
‑
50％的相似设备，记为m，进行相关性故障发掘，形成故障诊断预测集合；获取设备历史故障记录及故障时间节点；从故障记录相似的设备中抽取m件进行筛选；根据协同过滤算法，计算设备相似性，进而预测设备O 发生故障X的时间节点；
[0027]相似性指标计算公式为：
[0028]式中，i表示项；I
u
表示设备u故障事件的项集；I
v
表示设备v故障事件的项集；r
u，i
表示设备u对项i的时间节点；r
v，i
表示设备v对项i的时间节点；表示设备u的平均故障时间；表示设备v的平均故障时间；
[0029]S3.2故障诊断与预测；
[0030]根据上一步中的相似度计算，预测设备u对故障事件i的评分，公式中的设备u对应预测设备O，计算公式为：
[0031][0032]式中，N表示相关设备集；表示设备u的平均故障时间；u
′
表示相关设备集中的设备序号；u表示预测设备；r
u
′
，i
表示相似设备发生i事件的时间；表示相似设备的平均故障时间。
[0033]所述步骤四的具体方法如下：
[0034]根据步骤三中的诊断结果，更新故障类型及解决方案，上传到物联网平台中。
[0035]本专利技术的有益效果为：
[0036]本专利技术能形成数据互通，减少严重事故发生频率，降低新设备维修难度，减少设备售后需求。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这
些附图获得其他相关的附图。
[0038]图1是本专利技术的整体流程结构框图；
[0039]图2是本专利技术步骤三的运行流程图；
具体实施方式
[0040]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0041]参阅图1，一种基于物联网技术的液压万能试验机设备协同故障诊断方法，包括以下步骤：
[0042]步骤一、构建设备数据互通网络；
[0043]构建物联网信息平台，整合液压万能试验机设备数据，每台设备对应唯一设备编号以及编号下的数据信息，数据信息存储在物联网平台中，在平台功能层实现调用，在设备间形成数据纽带。
[0044]步骤二、构建故障几何，收集设备历史数据；
[0045]S2.1确定故障类型；
[0046]故障类型及对应解决方案具体如下：
[0047]油路系统漏油故障：检查油路系统接头处是否拧紧，如拧紧，检查是否需要更换垫圈；
[0048]变速箱故障：开箱检查零件，并更换损坏零件；
[0049]上下钳口不同心：加工检验棒，上下钳口拉紧后，以两根力柱为依据用百分表测量调试，直到符合要求；
[0050]油管破裂：观察送油阀，溢流阀活塞是否顶死或装反，更换强度更高的油管，再次检查；
[0051]钳口故障：检查钳口装夹是否放正，若为钳口损坏或钳口不同心，此时更换钳口；
[0052]S2.2故障命名；
[0053]以发生频次+故障类型的方式进行故障类型划分：第一次发生命名为“初次+故障类型”；第二次发生故障命名为“二次+故障类型”；三次及三次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网技术的液压万能试验机设备协同故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、构建设备数据互通网络；步骤二、构建故障几何，收集设备历史数据；步骤三、构建协同模型，进行故障诊断和预测；步骤四、输出解决方案，更新数据库。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的液压万能试验机设备协同故障诊断方法，其特征在于，所述步骤一的具体方法如下：构建物联网信息平台，整合液压万能试验机设备数据，每台设备对应唯一设备编号以及编号下的数据信息，数据信息存储在物联网平台中，在平台功能层实现调用，在设备间形成数据纽带。3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的液压万能试验机设备协同故障诊断方法，其特征在于，所述步骤二的具体方法如下：S2.1确定故障类型；故障类型及对应解决方案具体如下：油路系统漏油故障：检查油路系统接头处是否拧紧，如拧紧，检查是否需要更换垫圈；变速箱故障：开箱检查零件，并更换损坏零件；上下钳口不同心：加工检验棒，上下钳口拉紧后，以两根力柱为依据用百分表测量调试，直到符合要求；油管破裂：观察送油阀，溢流阀活塞是否顶死或装反，更换强度更高的油管，再次检查；钳口故障：检查钳口装夹是否放正，若为钳口损坏或钳口不同心，此时更换钳口；S2.2故障命名；以发生频次+故障类型的方式进行故障类型划分：第一次发生命名为“初次+故障类型”；第二次发生故障命名为“二次+故障类型”；三次及三次以上发生故障命名为“多次+故障类型”；S2.3构建故障集合，形成数字孪生模型；收集各设备的历史故障记录，将物联网平台关联设备中的故障记录以上述命名形式整合，整合后的故障类型名称、维修方案、时间节点三项属性构成该设备的故障特征，剔除缺失任一属性的特征数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，高大伟，高熙宇，张起勋，张世忠，
申请(专利权)人：吉林大学重庆研究院，
类型：发明
国别省市：