一种用于设备故障预测管理的边缘计算系统技术方案

本申请涉及机械设备故障预测及边缘计算系统技术领域，公开了一种用于设备故障预测管理的边缘计算系统。包括：传感器、隔离处理模块、边缘计算模块；所述隔离处理模块包括：供电单元、输入单元、处理单元、输出单元、通讯单元、电路板；所述边缘计算模块，包括：边缘计算硬件及预测软件。本系统解决机械改造和重复投入的问题得到解决，提升故障预测准确度，提升预测及时性，将运维作业过程数字化，利于指导设备关联方进行升级迭代、质量改善等工作。关联方进行升级迭代、质量改善等工作。关联方进行升级迭代、质量改善等工作。

【技术实现步骤摘要】
一种用于设备故障预测管理的边缘计算系统


[0001]本申请涉及机械设备故障预测及边缘计算系统
，具体涉及一种用于设备故障预测管理的边缘计算系统。

技术介绍

[0002]设备数据的监测是相关人员了解设备的运行情况的重要手段，也是预测设备故障的重要支撑，设备数据监测方案影响着设备故障预测的准确度，现有的故障预测方案往往仅关注设备运行状态本身，而忽略相关工艺数据的变化对设备故障的影响，造成预测准确度不高；部分已有的工艺数据采集传感器因为输出口已接入控制系统（包括PLC、DCS、单板机等）无法扩展，新增传感器又面临机械改造和重复投入的问题；现有的设备故障预测方案大多在边缘端进行数据采集和基础运算，然后将数据发送至远端系统（包含云端）去完成预测计算，受远端系统的算力及通讯的影响，无法保证故障预测及时性；当前设备运维管理不够科学规范，绝大部分工厂的运维过程（包括维护保养及维修）通过纸质记录，导致运维作业数据不够透明，造成运维工作很难做到针对性的作业，且设备设计方、制造方、运维服务方等关联方因无法有效查阅运维历史及故障历史数据，从而影响设备的升级迭代、生产工艺升级、质量改善等工作。

技术实现思路

[0003]为解决或改善上述问题，本申请提供了一种用于设备故障预测管理的边缘计算系统。包括：传感器、隔离处理模块、边缘计算模块；所述传感器，安装在设备上或设备出入口端，包括但不限于加速度、电涡流、温度、电压、电流、继电器、键相、振动、压力、流量等传感器，用于采集设备及相关工艺数据。
[0004]所述隔离处理模块，与传感器进行连接，用于采集和处理传感器数据，根据预设数据分析逻辑生成分析结果数据，并输出数据，包括：供电单元、输入单元、处理单元、输出单元、通讯单元、电路板；所述输入单元与传感器连接，接收传感器输出的模拟信号或数字信号，送到处理单元进行处理后，输出至输出单元，供原有的控制系统使用；所述处理单元还用于根据预设报送逻辑数据将有效采集数据及分析结果数据通过通讯单元传输给边缘计算模块；所述通讯单元，为蓝牙MESH模组；所述供电模块，用于为输入单元、处理单元、输出单元、通讯单元提供电能；所述电路板，用于安装供电单元、输入单元、处理单元、输出单元、通讯单元。
[0005]所述边缘计算模块，包括：边缘计算硬件及预测软件。
[0006]所述边缘计算硬件用于存储和运行预测软件，向隔离处理模块发送采集指令、采
集存储隔离处理模块报送的数据，输入和存储维护保养和维修记录数据，并进行数据分析处理后存储；包括：通讯单元、处理单元、存储单元、交互单元、供电单元；所述的通讯单元包括蓝牙MESH模组及公网通讯模组，蓝牙MESH模组用于与隔离处理模块的通讯单元进行数据交互，公网通讯模组用于上传数据至服务器；所述的交互单元用于显示运维指导书及输入运维作业记录。
[0007]所述预测软件，包括运算模块、应用模块。存储和运行在边缘计算硬件上，用于通过采用人工智能方法训练设备的运算模型（包括参数模型、机理模型及故障预测模型）；其中运算模块用于提取历史异常数据，生成异常数据特征，对故障预测模型训练。
[0008]所述运算模块还用于将维护保养和维修记录数据与异常特征数据集进行关联，并更新异常特征数据集。
[0009]所述运算模块还用于将隔离处理模块报送的数据实时输入故障预测模型、参数模型进行综合分析得出分析结果。
[0010]所述应用模块用于根据运算模块输出的故障预测结果，生成维护指导书或维修指导书，通过边缘计算硬件的交互单元进行显示。
[0011]所述应用模块还用于管理运维工作人员输入的运维作业数据，与异常特征数据集进行关联和更新。
[0012]优选的，所述边缘计算模块还用于将异常数据特征数据集、上传至数据备份服务器。
[0013]优选的，所述边缘计算模块还用于将预测的故障记录、运维记录、运行状态数据根据预设的数据逻辑上传至云端数据服务器，供设备关联方查阅参考。
[0014]本申请的一种用于设备故障预测及管理的边缘计算系统与现有技术相比，具有如下有益效果：本申请通过隔离处理模块将传感器进行复用，使得工艺传感数据非常方便接入边缘计算模块，且机械改造和重复投入的问题得到解决；本边缘计算系统通过隔离处理模块丰富了预测数据源，使得故障预测准确度得到提升；本边缘计算系统通过蓝牙MESH组网及分散式的算力，使得预测及时性得到提高；本边缘计算系统的边缘计算模块提供运维指导书及维修指导书生成，使得运维工作更有针对性；本边缘计算系统提供了运维作业记录的数字化，使得运维作业数据便于分享和管理；本边缘计算系统将运维作业数据与故障预测模型和设备机理模型进行关联，综合数据利于指导设备关联方进行升级迭代、质量改善等工作。
附图说明
[0015]为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步的详细描述，其中：图1为边缘计算系统的架构图；图2为隔离处理模块的示意图；图3为边缘计算模块的示意图；图4为边缘计算硬件的示意图；图5为预测软件的示意图。
具体实施方式
[0016]为使本申请的上述目的、特征及优点能够更加明显易懂，下面结合附图介绍本申请实施例提供的技术方案。
[0017]参见图1，本申请提供了一种用于设备故障预测管理的边缘计算系统。包括：传感器、隔离处理模块、边缘计算模块；所述传感器，安装在设备上或设备出入口端，包括但不限于加速度、电涡流、温度、电压、电流、继电器、键相、振动、压力、流量等传感器，用于采集设备及相关工艺数据。
[0018]参见图2，所述隔离处理模块，与传感器进行连接，用于采集和处理传感器数据，根据预设数据分析逻辑生成分析结果数据，并输出数据，包括：供电单元、输入单元、处理单元、输出单元、通讯单元、电路板；所述输入单元与传感器连接，接收传感器输出的模拟信号或数字信号，送到处理单元进行处理后，输出至输出单元，供原有的控制系统使用；所述处理单元还用于根据预设报送逻辑数据将有效采集数据及分析结果数据通过通讯单元传输给边缘计算模块；所述通讯单元，为蓝牙MESH模组；所述供电模块，用于为输入单元、处理单元、输出单元、通讯单元提供电能；所述电路板，用于安装供电单元、输入单元、处理单元、输出单元、通讯单元。
[0019]参加图3
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5，所述边缘计算模块，包括：边缘计算硬件及预测软件。
[0020]参加图3
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5，所述边缘计算硬件用于存储和运行预测软件，向隔离处理模块发送采集指令、采集存储隔离处理模块报送的数据，输入和存储维护保养和维修记录数据，并进行数据分析处理后存储；包括：通讯单元、处理单元、存储单元、交互单元、供电单元；所述的通讯单元包括蓝牙MESH模组及公网通讯模组，蓝牙MESH模组用于与隔离处理模块的通讯单元进行数据交互，公网通讯模组用于上传数据至服务器；参加图3
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5，所述的交互单元用于显示运维指导书及输入运维作业记录。
[0021]参加图3
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.所述的一种用于设备故障预测管理的边缘计算系统，其特征在于包括：传感器、隔离处理模块、边缘计算模块。2.根据权利要求1所述的一种用于设备故障预测管理的边缘计算系统，其特征在于：所述隔离处理模块，与传感器进行连接，用于采集和处理传感器数据，根据预设数据分析逻辑生成分析结果数据，并输出数据，包括：供电单元、输入单元、处理单元、输出单元、通讯单元、电路板；所述输入单元与传感器连接，接收传感器输出的模拟信号或数字信号，送到处理单元进行处理后，输出至输出单元，供原有的控制系统使用；所述处理单元还用于根据预设报送逻辑数据将有效采集数据及分析结果数据通过通讯单元传输给边缘计算模块；所述通讯单元，为蓝牙MESH模组；所述供电模块，用于为输入单元、处理单元、输出单元、通讯单元提供电能；所述电路板，用于安装供电单元、输入单元、处理单元、输出单元、通讯单元。3.根据权利要求1所述的一种用于设备故障预测管理的边缘计算系统，其特征在于所述边缘计算模块，包括：边缘计算硬件及预测软件。4.根据权利要求3所述的一种用于设备故障预测管理的边缘计算系统，其特征在于所述边缘计算硬件用于存储和运行预测软件，向隔离处理模块发送采集指令、采集存储隔离处理模块报送的数据，输入和存储维护保养和维修记录数据，并进行数据分析处理后存储；包括：通讯单元、处理单元、存储单元、交互单元、供电单元；所述的通讯单元包括蓝牙MESH模组及公网通讯模组，蓝牙MESH模组用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁潇湘，李智星，程林，
申请(专利权)人：河北探秘科技有限公司，
类型：发明
国别省市：