基于声学建模的数字孪生启用设备诊断制造技术

在基于声学建模的数字孪生启用设备诊断的方法中，从移动设备接收资产的实时音频输入。使用一个或多个声学建模算法来分析实时音频输入以建立与基线的偏差，其中基线与资产的数字孪生相关联。响应于确定与基线的偏差超过预定阈值，迭代地指示用户移动移动设备，直到满足停止标准。满足停止标准。满足停止标准。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于声学建模的数字孪生启用设备诊断


[0001]本专利技术一般涉及数据处理领域，更具体地涉及基于声学建模的数字孪生(“twin”)启用设备诊断。

技术介绍

[0002]数字孪生是跨越其生命周期的物理对象或系统的虚拟表示。它使用实时数据和其它源来启用学习、推理和动态重新校准以改进决策制定。简单地说，这意味着创建高度复杂的虚拟模型，该虚拟模型是物理事物的精确对应物(或成对物)。“事物”可以是汽车，隧道，桥梁或甚至喷气发动机。物理资产上的连接的传感器收集可以映射到虚拟模型上的数据。通过观看数字孪生，用户现在可以看到关于物理事物如何在真实世界中操作的关键信息。
[0003]声音识别是基于传统模式识别理论和音频信号分析方法两者的技术。典型的声音识别技术包括初步数据处理、特征提取和分类算法。作为初步数据处理和线性预测编码的结果，创建特征向量。然后声音识别将这些特征向量分类。声学指纹是从音频信号确定性地生成的压缩数字概要，其可用于标识音频样本或快速定位音频数据库中的类似项。

技术实现思路

[0004]本专利技术的实施例公开了一种用于基于声学建模的数字孪生启用的设备诊断的方法、计算机程序产品和系统。在一个实施例中，从移动设备接收资产的实时音频输入。使用一个或多个声学建模算法来分析实时音频输入以建立与基线的偏差，其中基线与资产的数字孪生相关联。响应于确定与基线的偏差超过预定阈值，迭代地指示用户移动移动设备，直到满足停止标准。
附图说明
[0005]图1是示出根据本专利技术实施例的分布式数据处理环境的功能框图。
[0006]图2是描述根据本专利技术实施例的在图1的分布式数据处理环境内的计算设备上的声学诊断程序的操作步骤的流程图，该声学诊断程序用于基于声学建模的数字孪生启用的设备诊断。
[0007]图3描绘了根据本专利技术实施例的在图1的分布式数据处理环境内执行声学诊断程序的计算设备的组件的框图。
具体实施方式
[0008]当今世界比以往连接得更多。物联网(Internet of Things，IoT)传感器的出现和通过数字双胞胎的明确限定的实物资产的数字化允许技术人员操作方式的创新。这些专利技术可以为与机械一起工作的技术人员提供技术以更好地诊断故障和其它异常状况，从而节省时间和金钱。机器采取的每个单独动作都产生声音。所需要的是机器操作方利用其现有的移动设备和声学分析技术的进步来基于其发出的声音的变化更准确地诊断其设备的方式。
本专利技术将为技术人员装备用于故障排除数字孪生启用设备的最佳可能数据。
[0009]数字孪生是过程、产品或服务的虚拟模型。虚拟和物理世界的这种配对允许数据的分析和系统的监控在问题甚至出现之前解决问题、防止停机时间、开发新的机会以及甚至通过使用仿真为将来规划。例如，IoT设备的数字孪生提供了设备在其整个生命周期中如何操作和生存的元素和动态。
[0010]数字孪生可以集成人工智能，机器学习和软件分析，以创建当它们的物理对应物改变时更新和改变的活体数字模拟模型。数字孪生连续地从多个源学习和更新自身以表示其接近实时的状态、工作状况或位置。数字孪生还将来自过去机器使用的历史数据集成到其数字模型中。
[0011]本专利技术允许本领域的用户检查具有数字孪生副本的机器的特定组件。本专利技术记录来自设备或资产的声音、实时分析音频质量、并且将声学签名与资产的数字孪生相比较。如果声音质量不是最佳的，则本专利技术将确定最佳记录位置，并且将指示用户相应地重新定位记录设备。当获得最佳声音质量时，本专利技术将基于数字孪生来检测来自资产的声音中的异常，并且将向用户告知机器的可能出现故障的部分。
[0012]图1是示出了根据本专利技术的至少一个实施例的适用于声学诊断程序112的操作的分布式数据处理环境的功能框图，该分布式数据处理环境总体表示为100。这里使用的术语“分布式”描述了包括多个物理上不同的设备的计算机系统，这些设备作为单个计算机系统一起操作。图1仅提供了一种实现的图示，并不暗示关于可以实现不同实施例的环境的任何限制。本领域技术人员可以对所描述的环境进行数个修改而不脱离权利要求所述的本专利技术的范围。
[0013]分布式数据处理环境100包括计算设备110和用户设备130，两者都连接到网络120。网络120可以是例如电信网络，局域网(LAN)，诸如互联网的广域网(WAN)，或这三者的组合，并且可以包括有线，无线或光纤连接。网络120可以包括一个或多个有线和/或无线网络，其能够接收和发送数据、语音和/或视频信号，包括包含语音、数据和视频信息的多媒体信号。通常，网络120可以是将支持计算设备110、用户设备130与分布式数据处理环境100内的其它计算设备(未示出)之间的通信的连接和协议的任何组合。
[0014]计算设备110可以是独立计算设备，管理服务器，web服务器，移动计算设备或能够接收、发送和处理数据的任何其它电子设备或计算系统。在实施例中，计算设备110可以是膝上型计算机，平板计算机，上网本计算机，个人计算机(PC)，台式计算机，个人数字助理(PDA)，智能电话或能够经由网络120与分布式数据处理环境100内的其它计算设备(未示出)通信的任何可编程电子设备。在另一实施例中，计算设备110可以表示利用多个计算机作为服务器系统的服务器计算系统，诸如在云计算环境中。在又一实施例中，计算设备110表示利用集群计算机和组件(例如，数据库服务器计算机、应用服务器计算机等)的计算系统，该集群计算机和组件在分布式数据处理环境100内被访问时充当无缝资源的单个池。
[0015]在实施例中，计算设备110包括声学诊断程序112。在实施例中，声学诊断程序112是用于基于声学建模的数字孪生启用的设备诊断的较大程序的程序、应用或子程序。在备选实施例中，声学诊断程序112可以位于计算设备110可经由网络120访问的任何其他设备上。
[0016]在一个实施例中，计算设备110包括信息存储库114。在一个实施例中，信息存储库
114可以由声学诊断程序112管理。在备选实施例中，信息存储库114可以由设备的操作系统单独地或与声学诊断程序112一起管理。信息存储库114是可以存储、收集、比较和/或组合信息的数据存储库。在一些实施例中，信息存储库114位于计算设备110的外部并且通过诸如网络120的通信网络来访问。在一些实施例中，信息存储库114存储在计算设备110上。在一些实施例中，信息存储库114可以驻留在另一计算设备(未示出)上，只要信息存储库114可由计算设备110访问。信息存储库114包括但不限于声学数据、数字孪生数据、系统数据、用户数据和由声学诊断程序112从一个或多个源接收的其它数据、以及由声学诊断程序112创建的数据。
[0017]在一个实施例中，信息存储库114还可以包含数字孪生存储库。在一个实施例中，数字孪生存储库可以与信息存储库114分开，只要该数字孪生存储库可由计算设备110访问。
[0018]信息存储库114可以使用本领域已知的用于存储信息的任何易失性或非易失性存储本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于设备诊断的计算机实现的方法，所述计算机实实现的方法包括：由一个或多个计算机处理器从移动设备接收资产的实时音频输入；由所述一个或多个计算机处理器使用一个或多个声学建模算法来分析所述实时音频输入，以建立与基线的偏差，其中所述基线与所述资产的数字孪生相关联；以及响应于确定与所述基线的所述偏差超过预定阈值，由所述一个或多个计算机处理器迭代地指示用户移动所述移动设备直到停止标准被满足。2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，所述停止标准是对所述实时音频输入的、反映在所述资产的所述数字孪生中找到的先前标识的问题的特性的检测。3.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，所述停止标准是达到所述资产的已知易出错位置的所需接近度的确定。4.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，所述停止标准是对所述实时音频的、反映新问题在所述资产的所述数字孪生中未被找到的特性的检测。5.根据权利要求4所述的计算机实现的方法，其中所述停止标准是对所述实时音频的、反映所述新问题在所述资产的所述数字孪生中未被找到的所述特性的所述检测还包括：响应于确定所述新问题是所述资产的故障，更新所述数字孪生以包括关于所述新问题的信息。6.根据权利要求1的计算机实现的方法，还包括：由一个或多个计算机处理器捕获所述资产的所述实时音频输入；以及由所述一个或多个计算机处理器利用所述实时音频输入来更新所述资产的机器学习模型，其中所述机器学习模型被用于所述资产的进一步诊断会话。7.根据权利要求1的计算机实现的方法，还包括：由一个或多个计算机处理器捕获所述资产的所述实时音频输入；以及由一个或多个计算机处理器利用所述实时音频输入来更新所述资产的所述数字孪生。8.一种用于设备诊断的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括：一个或多个计算机可读存储设备，和被存储在所述一个或多个计算机可读存储设备上的程序指令，所存储的所述程序指令包括指令以：从移动设备接收资产的实时音频输入；使用一个或多个声学建模算法来分析所述实时音频输入，以建立与基线的偏差，其中所述基线与所述资产的数字孪生相关联；以及响应于确定与所述基线的所述偏差超过预定阈值，迭代地指示用户移动所述移动设备直到停止标准被满足。9.根据权利要求8所述的计算机程序产品，所述停止标准是对所述实时音频输入的、反映在所述资产的所述数字孪生中找到的先前标识的问题的特性的检测。10.根据权利要求8所述的计算机程序产品，所述停止标准是达到所述资产的已知易出错位置的所需接近度的确定。11.根据权利要求8所述的计算机程序产品，其中所述停止标准是对所述实时音频的、反映新问题在所述资产的所述数字孪生中未被找到的特性的检测。12.根据权利要求11所述的计...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：