一种设备健康监控与预警方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种设备健康监控与预警方法及系统，属于设备监控技术领域，用于解决不能及时确定设备的具体情况，容易忽略异常模块，替换正常模块，造成资产流失的技术问题。方法包括：获取设备模块集的当前生产数据以及历史相关数据；在历史相关数据中，提取不同类型的影响因素数据；对影响因素数据进行评估，得到设备模块集中，每个模块的剩余寿命评估值；计算当前生产数据与标准生产数据的差值结果；根据差值结果以及寿命预测模型，得到设备模块集中每个模块的剩余寿命预测值；对剩余寿命评估值与剩余寿命预测值进行加权计算，得到每个模块的剩余寿命；将每个模块的剩余寿命传送到显示终端。显示终端。显示终端。

【技术实现步骤摘要】
一种设备健康监控与预警方法及系统


[0001]本申请涉及设备监控领域，尤其涉及一种设备健康监控与预警方法及系统。

技术介绍

[0002]工业设备是由多个模块组合而成，在生产过程中每个模块会根据产能强度、使用时间等因素产生模块的损耗，进而对模块的使用寿命缩减，模块损坏导致设备无法运行。
[0003]传统的方式是根据人工的经验进行检修，很容易造成提前换掉健康状况良好的模块，造成资产流失。或者因为未及时发现异常，导致设备故障检修，影响正常生产。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种设备健康监控与预警方法及系统，用于解决如下技术问题：不能及时确定设备的具体情况，容易忽略异常模块，替换正常模块，造成资产流失。
[0005]本申请实施例采用下述技术方案：
[0006]一方面，本申请实施例提供了一种设备健康监控与预警方法，其特征在于，所述方法包括：基于预设时间间隔，获取设备模块集的当前生产数据以及历史相关数据；其中，所述设备模块集是一个工业设备中包含的多个模块；在所述历史相关数据中，提取不同类型的影响因素数据；其中，所述影响因素数据的类型至少包括：故障发生率、维护率、平均故障时间间隔、平均维护时间间隔；基于预设算法，对所述影响因素数据进行评估，得到所述设备模块集中，每个模块的剩余寿命评估值；计算所述当前生产数据与标准生产数据的差值结果；其中，所述标准生产数据为所述当前生产数据的标准阈值；根据所述差值结果以及寿命预测模型，得到所述设备模块集中每个模块的剩余寿命预测值；对所述剩余寿命评估值与所述剩余寿命预测值进行加权计算，得到所述每个模块的剩余寿命；将所述每个模块的剩余寿命传送到显示终端，以使所述显示终端显示所述设备模块集中每个模块的剩余寿命。
[0007]本申请实施例通过预设的时间间隔，获取设备模块集的当前生产数据以及历史相关数据，然后历史相关数据中，提取到不同类型的影响因素数据，再根据预设的算法，对影响因素数据进行评估，然后就会得到每个模块的剩余寿命评估值。再计算当前生产数据与标准生产数据的差值结果，根据差值结果与预测寿命，得出每个模块的剩余寿命预测值，再与剩余寿命评估值进行加权计算，便能得出每个模块的剩余寿命，这种方法可以提高模块剩余寿命的计算准确率。最后再把剩余寿命发送到显示终端上进行显示，就可以查看设备模块集中每个模块的剩余寿命。通过直观的查看设备中每个模块的剩余寿命，方便对其进行检修、维护和替换等操作，保证每个模块的正常运行，解决了人工根据经验检查维修模块的复杂性，以及避免提前换掉正常生产的模块，造成不必要的资源浪费等问题。
[0008]在一种可行的实施方式中，基于预设算法，对所述影响因素数据进行评估，得到所述设备模块集中，每个模块的剩余寿命评估值，具体包括：根据所述影响因素数据，得到评估因素矩阵U＝[u1,u2,
……
,u
n
]；其中，u
i
为第i种影响因素数据；n为影响因素数据的种类
数；基于设备模块集中各模块的类型，获取对应的预设评价矩阵V＝[v1,v2,
……
,v
n
]以及预设权重矩阵A＝[a1,a2,
……
,a
n
]；其中，a
i
≥0；且根据得到所述第i种影响因素数据对评价矩阵的隶属度P
i
；其中，n为常数，无实际意义；根据所述隶属度，得到所述评估因素矩阵U对于所述评价矩阵V的隶属度矩阵P＝[P1,P2,
……
,P
n
]；根据B＝A
·
P＝[b
11
,b2,
……
,b
n
]，得到影响因素评价矩阵；其中，所述影响因素评价矩阵中的元素b
i
为第i种影响因素的评价指标；根据得到第j个模块的剩余寿命评估值t
j
。
[0009]在一种可行的实施方式中，计算所述当前生产数据与标准生产数据的差值结果，具体包括：将采集的所述当前生产数据与所述标准生产数据进行差值计算；其中，所述当前生产数据至少包括以下任一项：模块实际工作时的电压U
a
、电流I
a
、温度T
a
；根据所述模块实际工作时的电压U
a
，以及所述标准生产数据中的标准电压U
b
，计算差值ΔU；根据所述模块实际工作时的电流I
a
，以及所述标准生产数据中的标准电流I
b
，计算差值ΔI；根据所述模块实际工作时的温度T
a
，以及所述标准生产数据中的标准温度T
b
，计算差值ΔT。
[0010]在一种可行的实施方式中，根据所述差值结果以及剩余寿命预测模型，得到所述设备模块集中每个模块的剩余寿命预测值，具体包括：确定所述模块的工作周期，以及一个工作周期中的工序周期；其中，所述工作周期为所述模块从启动到停止运行所经过的时间；所述工序周期为所述工作周期内每一个工序所经过的时间；根据计算所述模块的变化功率ΔP；将所述变化功率ΔP以及所述变化温度ΔT，输入所述寿命预测模型中，得到所述模块的已消耗寿命N
f
；根据得到一个工作周期内所述模块的寿命消耗比例K；其中，n为所述工作周期中包含的工序周期的个数；对所述寿命消耗比例K进行倒数运算，得到所述模块还能承受的工作周期的数目，并与一个工作周期的长度相乘，得到所述模块的剩余寿命预测值。
[0011]在一种可行的实施方式中，对所述剩余寿命评估值与所述剩余寿命预测值进行加权计算，得到所述每个模块的剩余寿命，具体包括：获取所述寿命预测模型的预测准确率，以及获取所述预设算法的计算准确率；基于所述预测准确率与所述计算准确率所占的比重，确定所述剩余寿命评估值的第一权重以及所述剩余寿命预测值的第二权重；其中，所述第一权重与所述第二权重的和为1；基于所述第一权重与所述第二权重，对所述剩余寿命评估值与所述剩余寿命预测值进行加权计算，得到所述剩余寿命。
[0012]在一种可行的实施方式中，在将所述每个模块的剩余寿命传送到显示终端，以使所述显示终端显示所述设备模块集中每个模块的剩余寿命之后，所述方法还包括：将所述剩余寿命与所述显示终端预设的寿命信息比对；若所述剩余寿命小于所述寿命信息中的第一阈值，则所述剩余寿命为正常寿命，并将所述剩余寿命标记为绿色；若所述剩余寿命大于所述寿命信息中的第一阈值且小于第二阈值，则所述剩余寿命为异常寿命，并将所述剩余寿命标记为黄色；若所述剩余寿命大于所述寿命信息中的第二阈值，则所述剩余寿命为即将终止寿命，并将所述剩余寿命标记为红色。
[0013]在一种可行的实施方式中，在将所述每个模块的剩余寿命传送到显示终端，以使所述显示终端显示所述设备模块集中每个模块的剩余寿命之后，所述方法还包括：获取所述设备模块集中的模块信息；将所述模块信息存储到报表数据库中；其中，所述模块信息至少包括以下任一项：模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设备健康监控与预警方法，其特征在于，所述方法包括：基于预设时间间隔，获取设备模块集的当前生产数据以及历史相关数据；其中，所述设备模块集是一个工业设备中包含的多个模块；在所述历史相关数据中，提取不同类型的影响因素数据；其中，所述影响因素数据的类型至少包括：故障发生率、维护率、平均故障时间间隔、平均维护时间间隔；基于预设算法，对所述影响因素数据进行评估，得到所述设备模块集中，每个模块的剩余寿命评估值；计算所述当前生产数据与标准生产数据的差值结果；其中，所述标准生产数据为所述当前生产数据的标准阈值；根据所述差值结果以及寿命预测模型，得到所述设备模块集中每个模块的剩余寿命预测值；对所述剩余寿命评估值与所述剩余寿命预测值进行加权计算，得到所述每个模块的剩余寿命；将所述每个模块的剩余寿命传送到显示终端，以使所述显示终端显示所述设备模块集中每个模块的剩余寿命。2.根据权利要求1所述的一种设备健康监控与预警方法，其特征在于，基于预设算法，对所述影响因素数据进行评估，得到所述设备模块集中，每个模块的剩余寿命评估值，具体包括：根据所述影响因素数据，得到评估因素矩阵U＝[u1,u2,
……
,u
n
]；其中，u
i
为第i种影响因素数据；n为影响因素数据的种类数；基于设备模块集中各模块的类型，获取对应的预设评价矩阵V＝[v1,v2,
……
，v
n
]以及预设权重矩阵A＝[a1，a2，
……
，a
n
]；其中，a
i
≥0；且根据得到所述第i种影响因素数据对评价矩阵的隶属度P
i
；其中，n为常数，无实际意义；根据所述隶属度，得到所述评估因素矩阵U对于所述评价矩阵V的隶属度矩阵P＝[P1，P2，
……
，P
n
]；根据B＝A
·
P＝[b1,b2,
……
,b
n
]，得到影响因素评价矩阵；其中，所述影响因素评价矩阵中的元素b
i
为第i种影响因素的评价指标；根据得到第j个模块的剩余寿命评估值t
j
。3.根据权利要求1所述的一种设备健康监控与预警方法，其特征在于，计算所述当前生产数据与标准生产数据的差值结果，具体包括：将采集的所述当前生产数据与所述标准生产数据进行差值计算；其中，所述当前生产数据至少包括以下任一项：模块实际工作时的电压U
a
、电流I
a
、温度T
a
；根据所述模块实际工作时的电压U
a
，以及所述标准生产数据中的标准电压U
b
，计算差值ΔU；根据所述模块实际工作时的电流I
a
，以及所述标准生产数据中的标准电流I
b
，计算差值
ΔI；根据所述模块实际工作时的温度T
a
，以及所述标准生产数据中的标准温度T
b
，计算差值ΔT。4.根据权利要求1所述的一种设备健康监控与预警方法，其特征在于，根据所述差值结果以及剩余寿命预测模型，得到所述设备模块集中每个模块的剩余寿命预测值，具体包括：确定所述模块的工作周期，以及一个工作周期中的工序周期；其中，所述工作周期为所述模块从启动到停止运行所经过的时间；所述工序周期为所述工作周期内每一个工序所经过的时间；根据计算所述模块的变化功率ΔP；将所述变化功率ΔP以及所述变化温度ΔT，输入所述寿命预测模型中，得到所述模块的已消耗寿命N
f
；根据得到一个工作周期内所述模块的寿命消耗比例K；其中，n为所述工作周期中包含的工序...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，商广勇，胡立军，李佳，
申请(专利权)人：山东浪潮工业互联网产业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：