一种工厂设备信息化管理系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及设备信息化领域，尤其涉及一种工厂设备信息化管理系统及方法，包括通过传感器和和监测设施对工厂设备数据信息进行采集，同时获取设备相关使用、维修与养护记录的数据信息；对收集到的工厂设备的数据信息预处理，将数据信息分类，计算彼此间相关联权重；通过对设备及其相关数据的分析，构建设备故障预测神经网络模型，实时监控工厂设备的运行状态，并生成相应的报警信号；根据分析得到的工厂设备故障情况，并结合维修时间和故障率进行综合评判，得到综合参量值再进行统筹管理。本发明专利技术可以实时监控和管理设备，优化生产计划和资源分配，提高生产效率和产能利用率，从而提高工厂的竞争力和经济效益。厂的竞争力和经济效益。厂的竞争力和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种工厂设备信息化管理系统及方法


[0001]本专利技术涉及设备信息化领域，尤其涉及一种工厂设备信息化管理系统及方法。

技术介绍

[0002]在传统的工厂生产中，设备的管理和维护通常是基于人工操作和纸质记录的方式进行的。这种方式存在着信息不透明、效率低下、难以实时监控等问题，限制了工厂生产的效率和质量。
[0003]随着信息技术的快速发展，工业互联网和物联网的应用逐渐成熟，为工厂设备管理提供了新的机遇。通过连接设备，可以实现对设备的远程监控和管理，工厂管理人员可以通过互联网随时随地监测设备的状态和运行情况，及时发现并解决问题。
[0004]然而，目前市场上的工厂设备信息化管理系统和方法中还存在着一些问题：工厂设备信息化管理涉及多个数据源和模块，但其之间的集成性和数据一致性较差；数据处理过程复杂不清晰，使数据分析不准确；还有系统缺乏有力地智能化应用功能，无法利用数据来进行故障预测、性能优化、维护策略等工作。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供的一种工厂设备信息化管理系统及方法，目的在于提高数据处理和分析能力，识别潜在的优化点，提高生产效率和产能利用率；形成智能一体化的应用功能，通过处理后的数据来进行预测设备故障、生成维护策略等；还可以将信息化管理系统中的不同模块高效集成，使各个模块之间的数据传递和协同工作更加顺畅，确保数据的一致性和准确性。本专利技术可以实时监控和管理设备，优化生产计划和资源分配，提高生产效率和产能利用率，从而提高工厂的竞争力和经济效益。
[0006]本专利技术技术方案具体如下：一种工厂设备信息化管理系统及方法，具体包括以下步骤：步骤1.通过传感器和和监测设施对工厂设备数据信息进行采集，同时获取设备相关使用、维修与养护记录的数据信息；步骤2.对收集到的工厂设备的数据信息预处理，将数据信息分类，计算彼此间相关联权重；步骤3.通过对设备及其相关数据的分析，构建设备故障预测神经网络模型，实时监控工厂设备的运行状态，并生成相应的报警信号；步骤4.根据分析得到的工厂设备故障情况，并结合维修时间和故障率进行综合评判，得到综合参量值再进行统筹管理。
[0007]进一步，步骤2具体包括：根据预处理后得到的工厂设备信息进行分类，计算彼此间相关联权重，能够得到在每一分类下设备信息集合的关联权重集合，包括能耗分类下设备信息集合的关联权重，安全性划分设备信息集合的关联权重，自动化程度划分设备信息集合的关联权重，产
能划分设备信息集合的关联权重；将得到的相关联权重集合进行微调，然后进行融合计算。
[0008]进一步，步骤3具体包括：基于得到各设备间的关联权重，根据预处理后的设备数据信息进行故障预测，建立设备故障预测神经网络模型，包括输入层、卷积层、池化层、预测层、评估层、优化层、全连接层、输出层。
[0009]进一步，由全连接层输出根据设备数据信息预测的结果，然后传递至输出层，由输出层输出最终预测的设备故障情况，具体过程如下：；其中，表示输出层的输出；表示权重值；表示输出层的偏置；表示优化层的输出结果。
[0010]进一步，步骤4具体包括：设有一类预设维修时间、二类预设维修时间，并且；然后对获取的设备的维修时间分别与与进行对比；设备的故障情况可以分为关键故障、严重故障、一般故障；具体过程如下：在一类维修时间对比结果中，第一处理单元判断维修时间属于关键故障；同时，一类维修时间对比结果满足；在二类维修时间对比结果中，第一处理单元判断维修时间属于严重故障；同时，二类维修时间对比结果满足；在三类维修时间对比结果中，第一处理单元判断维修时间属于一般故障；同时，三类维修时间对比结果满足；根据获取到的设备在指定时间内的故障次数，来计算设备的故障率，，，其中，表示在指定时间范围内某一故障情形下设备发生故障的次数；表示设备在同一时间范围内的总运行时间。
[0011]进一步，根据设备的故障率来确定设备的维修频率，维修频率包括高等维修频率、中等维修频率、低等维修频率。
[0012]进一步，根据故障率对生产能力损失进行调节，然后结合维修频率计算综合参量值。
[0013]一种工厂设备信息化管理系统，包括以下内容：信息收集模块、信息预处理模块、设备关联模块、故障分析模块、维护计划模块、设备统筹模块；信息收集模块，用于收集传感器以及设备日常运行记录的数据信息，将数据信息传递至设备统筹模块和信息预处理模块；信息预处理模块，用于对信息收集模块获取到的设备信息进行预处理，得到预处理后的设备数据信息，通过数据传输方式至设备关联模块和设备统筹模块；设备关联模块，用于将预处理后的设备信息进行处理，得到设备之间的关联权重，通过数据传递至故障分析模块、维护计划模块和设备统筹模块；
故障分析模块，用于分析工厂设备的故障情况，得到设备的故障结果，生成报警信号，将结果传递至维护计划模块和设备统筹模块；维护计划模块，根据对设备故障的分析结果，结合维修频率和生产能力损失进行维修保护计划的安排，通过数据传递至设备统筹模块；维护计划模块包括故障单元、产能单元；故障单元，用于根据维修时间和故障率得到维修频率，为得到综合参量值提供基础；产能单元，根据所述维修频率和生产能力损失计算综合参量值；设备统筹模块，对系统中的各模块统筹管理，监测设备的状态和健康状况，进行维护任务分配，处理设备之间的数据传输和消息交换。
[0014]有益效果：1.本专利技术通过计算得到设备间的关联权重，可以确定设备之间的依赖关系和影响程度，当一个设备发生故障时，可以根据其关联权重，及时检查和维修与之相关的其他设备，以防止故障扩散或连锁反应，并且帮助确定故障的根本原因，从而更快地进行修复和恢复；还可以通过关联权重评估其他设备受到的影响程度，帮助制定风险管理策略和灾备计划，减轻潜在的生产和业务风险。
[0015]2.本专利技术通过设备故障预测神经网络模型可以及时捕捉到潜在的故障风险，并提前发出警报，然后采取预防性维护措施，避免设备故障对工作过程造成的损失；还可以避免设备的严重损坏，降低维修成本，从而合理安排维修计划，提高维修效率，减少停机时间；经过对设备故障的预测分析建模，为设备的管理进程奠定深厚基础，基于准确的数据和信息做出决策，有助于提高对设备管理的准确性和效率。
[0016]3.本专利技术通过计算得到综合参量值，可以帮助确定设备的维护策略。通过对维修频率和生产能力损失的综合评估，可以确定设备的维护周期和维护内容，以实现预防性维护，避免突发故障和生产中断，同时最大程度地延长设备的使用寿命；同时，综合参量值为设备管理提供了一个客观的评估指标，通过对综合参量值的分析，可以评估不同设备管理方案的效果，并选择最佳的管理策略，以达到降低成本、提高生产效率和质量的目标。
[0017]4.本专利技术将数据收集后用矩阵形式表示，可适用于不同类型的数据，有助于后续简化数据处理和分析过程，利用矩阵可以加速执行数据处理和建模算法等 过程；可以更好地揭示数据中的潜在特征，为后续信息分类提高准确性以及效率。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工厂设备信息化管理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.通过传感器和和监测设施对工厂设备数据信息进行采集，同时获取设备相关使用、维修与养护记录的数据信息；步骤2.对收集到的工厂设备的数据信息预处理，将数据信息分类，计算彼此间相关联权重；步骤3.通过对设备及其相关数据的分析，构建设备故障预测神经网络模型，实时监控工厂设备的运行状态，并生成相应的报警信号；步骤4.根据分析得到的工厂设备故障情况，并结合维修时间和故障率进行综合评判，得到综合参量值再进行统筹管理。2.根据权利要求1所述的一种工厂设备信息化管理方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：根据预处理后得到的工厂设备信息进行分类，计算彼此间相关联权重，能够得到在每一分类下设备信息集合的关联权重集合，包括能耗分类下设备信息集合的关联权重，安全性划分设备信息集合的关联权重，自动化程度划分设备信息集合的关联权重，产能划分设备信息集合的关联权重；将得到的相关联权重集合进行微调，然后进行融合计算。3.根据权利要求1所述的一种工厂设备信息化管理方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：基于得到各设备间的关联权重，根据预处理后的设备数据信息进行故障预测，建立设备故障预测神经网络模型，包括输入层、卷积层、池化层、预测层、评估层、优化层、全连接层、输出层。4.根据权利要求3所述的一种工厂设备信息化管理方法，其特征在于，由全连接层输出根据设备数据信息预测的结果，然后传递至输出层，由输出层输出最终预测的设备故障情况，具体过程如下：；其中，表示输出层的输出；表示权重值；表示输出层的偏置；表示优化层的输出结果。5.根据权利要求1所述的一种工厂设备信息化管理方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：设有一类预设维修时间、二类预设维修时间，并且；然后对获取的设备的维修时间分别与与进行对比；设备的故障情况可以分为关键故障、严重故障、一般故障；具体过程如下：在一类维修时间对比结果中，第一处理单元判断维修时间属于关键故障；同时，一类维修时间对比结果满足；在二类维修时间对比...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兰辉，陈守营，单晓龙，孔繁林，刘华强，施婷，祁恒力，刘擎堂，
申请(专利权)人：山东国研自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：