本發(fā)明涉及智能化狀態(tài)監(jiān)測，尤其涉及一種基于設(shè)備指紋的復(fù)雜裝備的狀態(tài)監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、復(fù)雜裝備指內(nèi)部具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，多種功能，高度自動(dòng)化和智能化的裝備，這種復(fù)雜設(shè)備在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和操作過程中涉及多個(gè)系統(tǒng)的集成和多種技術(shù)的應(yīng)用。

2、傳統(tǒng)的復(fù)雜裝備的狀態(tài)監(jiān)測以及報(bào)警是一個(gè)十分復(fù)雜的問題，需要復(fù)雜裝備專家根據(jù)裝備的運(yùn)行機(jī)理，針對(duì)性地設(shè)計(jì)監(jiān)測方案。傳統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)通常是定期巡檢或定期維護(hù)，無法實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)，并且設(shè)備狀態(tài)隨著使用時(shí)間，標(biāo)準(zhǔn)可能產(chǎn)生變化，導(dǎo)致監(jiān)測可靠性降低，最終導(dǎo)致設(shè)備故障和異常狀況的捕捉不及時(shí)或者產(chǎn)生偏差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于設(shè)備指紋的復(fù)雜裝備的狀態(tài)監(jiān)測方法及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中監(jiān)測系統(tǒng)無法實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)的技術(shù)問題。

2、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于設(shè)備指紋的復(fù)雜裝備的狀態(tài)監(jiān)測方法，包括：

3、s10：采集復(fù)雜裝備的基準(zhǔn)參數(shù)信息；

4、s20：對(duì)基準(zhǔn)參數(shù)信息建模，構(gòu)建指紋模型；

5、s30：對(duì)復(fù)雜裝備當(dāng)前參數(shù)信息與指紋模型對(duì)比分析，如與指紋模型不符，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

6、在一些實(shí)施例中，實(shí)時(shí)基準(zhǔn)參數(shù)信息包括產(chǎn)品質(zhì)量領(lǐng)域、工藝參數(shù)領(lǐng)域、電氣參數(shù)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)。

7、在一些實(shí)施例中，在s10中還包括s11：通過數(shù)據(jù)清洗模塊中的數(shù)據(jù)清洗算法對(duì)基準(zhǔn)參數(shù)信息進(jìn)行過濾清洗。

8、在一些實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)清洗算法包括：

9、a.計(jì)算t時(shí)刻的實(shí)時(shí)剔除率e[t]：

10、首先，計(jì)算在時(shí)間窗口w內(nèi)新增的剔除數(shù)量δc和產(chǎn)量增加δm；

11、δc[t]＝c[t]–c[t]_[prev]

12、δm[t]＝m[t]–m[t]_[prev]

13、其中，m：當(dāng)前產(chǎn)量

14、c：當(dāng)前班次的總剔除數(shù)量

15、w：時(shí)間窗口長度

16、t：周期長度

17、t：當(dāng)前時(shí)刻

18、c[t]_[prev]和m[t]_[prev]是當(dāng)前時(shí)間窗口開始時(shí)的剔除數(shù)量和產(chǎn)量；

19、然后，計(jì)算t時(shí)刻的實(shí)時(shí)剔除率e[t]＝δc/w；

20、b.計(jì)算t時(shí)刻停機(jī)原因i的停機(jī)頻次f[i]：

21、計(jì)算在當(dāng)前時(shí)間窗口w長度內(nèi)的n[i]增量：

22、δn[i]＝n[i]–n[i]_[prev]

23、n[i]_[prev]為當(dāng)前時(shí)間窗口開始時(shí)的停機(jī)原因i的當(dāng)前班次發(fā)生總次數(shù)；

24、t時(shí)刻計(jì)算得到的停機(jī)原因i的停機(jī)頻次f[i]_[t]＝δc/w

25、n[i]：停機(jī)原因i當(dāng)前班次的發(fā)生總次數(shù)

26、t：統(tǒng)計(jì)周期

27、w：時(shí)間窗口長度

28、t：當(dāng)前時(shí)刻。

29、在一些實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)清洗算法還包括：

30、實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前時(shí)間窗口內(nèi)數(shù)據(jù)的均值μ和標(biāo)準(zhǔn)差σ，

31、

32、xi是時(shí)間窗口內(nèi)的所有參與計(jì)算的工藝參數(shù)記錄，n是xi的個(gè)數(shù)；

33、

34、xi是時(shí)間窗口內(nèi)的所有參與計(jì)算的工藝參數(shù)記錄，n是xi的個(gè)數(shù)；

35、對(duì)于新數(shù)據(jù)點(diǎn)x[n]，檢查是否在合理范圍內(nèi)：

36、lb＝μ-k*σ

37、ub＝μ+k*σ

38、如果x[n]小于lb或大于ub，則將其標(biāo)記為離群點(diǎn)，k為常數(shù)參數(shù)。

39、在一些實(shí)施例中，在s20中還包括s21：通過數(shù)據(jù)分析模塊中的數(shù)據(jù)分析算法對(duì)過濾清洗后的基準(zhǔn)參數(shù)信息進(jìn)行處理構(gòu)建指紋模型。

40、在一些實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)分析算法對(duì)過濾清洗后的基準(zhǔn)參數(shù)信息進(jìn)行處理構(gòu)建指紋模型包括：

41、在每一個(gè)時(shí)刻t，通過所述數(shù)據(jù)清洗模塊得到一個(gè)多維序列，

42、rt＝[lt,1,lt,2,lt,3,…lt,i…]1*l

43、其中下角標(biāo)t代表數(shù)據(jù)屬于t時(shí)刻，l代表特征數(shù)量，li代表某一個(gè)特征，lt,i代表t時(shí)刻特征li的值，r為t時(shí)刻的特征數(shù)組；

44、設(shè)定一個(gè)統(tǒng)計(jì)時(shí)間跨度as，一個(gè)生產(chǎn)班次時(shí)間周期是fb，一個(gè)時(shí)長ts；

45、數(shù)據(jù)分析模塊查詢過去as到當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)范圍內(nèi)的多維時(shí)序數(shù)據(jù)矩陣r，將r按照班次劃分，得到as/fb組數(shù)據(jù)段，對(duì)每組數(shù)據(jù)段再按照ts長度切分成分析段，形成一個(gè)矩陣，矩陣形狀為[as/fb(班次)，fb/ts(分析段)，ts(時(shí)間點(diǎn)長度)，l(每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的特征數(shù))]

46、對(duì)每個(gè)班次的每個(gè)分析段的特征進(jìn)行聚合計(jì)算，得到每個(gè)ts時(shí)間跨度中特征的中位值l；

47、每個(gè)分析段，形成一個(gè)序列a，a＝[l1,l2,l3…li…,ll]1*l，共fb/ts個(gè)分析段，組成一個(gè)二維矩陣，二維矩陣形狀為[fb/ts,l]，形成設(shè)備指紋模型。

48、在一些實(shí)施例中，as涵蓋整數(shù)個(gè)完整班次的周期，ts可被生產(chǎn)班次時(shí)間周期fb整除。

49、在一些實(shí)施例中，時(shí)刻t得到特征序列rt,rt＝[lt,1,lt,2,lt,3,…lt,i…]1*l。

50、由rt所在的分析段號(hào)d，對(duì)應(yīng)設(shè)備指紋模型中的對(duì)應(yīng)段號(hào)的序列ad，計(jì)算序列ad和序列rt之間的歐氏距離，歐氏距離計(jì)算方式：

51、

52、報(bào)警模塊實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前特征數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)設(shè)備指紋的歐氏距離d；

53、當(dāng)d超過了報(bào)警的閾值，則發(fā)送報(bào)警消息。

54、一種基于設(shè)備指紋的復(fù)雜裝備的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，應(yīng)用上述任一項(xiàng)所述的檢測方法，所述監(jiān)測系統(tǒng)包括：

55、數(shù)據(jù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集模塊輸入端連接復(fù)雜裝備的數(shù)據(jù)輸出接口；

56、數(shù)據(jù)清洗模塊，用于對(duì)基準(zhǔn)參數(shù)信息進(jìn)行過濾清洗；

57、數(shù)據(jù)分析模塊，用于對(duì)過濾清洗后的基準(zhǔn)參數(shù)信息進(jìn)行處理構(gòu)建指紋模型；

58、報(bào)警規(guī)則模塊，所述報(bào)警規(guī)則模塊根據(jù)指紋模型對(duì)復(fù)雜裝備的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信息。

59、本申請(qǐng)有益效果如下：

60、本申請(qǐng)?zhí)峁┑幕谠O(shè)備指紋的復(fù)雜裝備的狀態(tài)監(jiān)測方法及系統(tǒng)，根據(jù)采集到的復(fù)雜裝備的基準(zhǔn)參數(shù)信息構(gòu)建指紋模型，在線應(yīng)用指紋模型，對(duì)復(fù)雜裝備當(dāng)前狀態(tài)正常與否進(jìn)行對(duì)比分析，如果發(fā)現(xiàn)與指紋模型不符，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)，通知相關(guān)人員進(jìn)行處理，可以對(duì)復(fù)雜裝備的綜合運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)判，不用裝備專家進(jìn)行長期深入的研究，就能對(duì)設(shè)備的基本情況進(jìn)行初步判斷，能夠提高復(fù)雜裝備的狀態(tài)監(jiān)測的應(yīng)用效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于設(shè)備指紋的復(fù)雜裝備的狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的基于設(shè)備指紋的復(fù)雜裝備的狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，實(shí)時(shí)基準(zhǔn)參數(shù)信息包括產(chǎn)品質(zhì)量領(lǐng)域、工藝參數(shù)領(lǐng)域、電氣參數(shù)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)。

3.如權(quán)利要求1所述的基于設(shè)備指紋的復(fù)雜裝備的狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，在s10中還包括s11：通過數(shù)據(jù)清洗模塊中的數(shù)據(jù)清洗算法對(duì)基準(zhǔn)參數(shù)信息進(jìn)行過濾清洗。

4.如權(quán)利要求3所述的基于設(shè)備指紋的復(fù)雜裝備的狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)清洗算法包括：

5.如權(quán)利要求3所述的基于設(shè)備指紋的復(fù)雜裝備的狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)清洗算法還包括：

6.如權(quán)利要求1所述的基于設(shè)備指紋的復(fù)雜裝備的狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，在s20中還包括s21：通過數(shù)據(jù)分析模塊中的數(shù)據(jù)分析算法對(duì)過濾清洗后的基準(zhǔn)參數(shù)信息進(jìn)行處理構(gòu)建指紋模型。

7.如權(quán)利要求6所述的基于設(shè)備指紋的復(fù)雜裝備的狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分析算法對(duì)過濾清洗后的基準(zhǔn)參數(shù)信息進(jìn)行處理構(gòu)建指紋模型包括：

8.如權(quán)利要求7所述的基于設(shè)備指紋的復(fù)雜裝備的狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，as涵蓋整數(shù)個(gè)完整班次的周期，ts可被生產(chǎn)班次時(shí)間周期fb整除。

9.如權(quán)利要求7所述的基于設(shè)備指紋的復(fù)雜裝備的狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，時(shí)刻t得到特征序列rt,rt＝[lt,1,lt,2,lt,3,…lt,i…]1*l。

10.一種基于設(shè)備指紋的復(fù)雜裝備的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，應(yīng)用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的檢測方法，所述監(jiān)測系統(tǒng)包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種基于設(shè)備指紋的復(fù)雜裝備的狀態(tài)監(jiān)測方法及系統(tǒng)，監(jiān)測方法包括：S10：采集復(fù)雜裝備的基準(zhǔn)參數(shù)信息；S20：對(duì)基準(zhǔn)參數(shù)信息建模，構(gòu)建指紋模型；S30：對(duì)復(fù)雜裝備當(dāng)前參數(shù)信息與指紋模型對(duì)比分析，如與指紋模型不符，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。本申請(qǐng)?zhí)峁┑幕谠O(shè)備指紋的復(fù)雜裝備的狀態(tài)監(jiān)測方法及系統(tǒng)，根據(jù)采集到的復(fù)雜裝備的基準(zhǔn)參數(shù)信息構(gòu)建指紋模型，在線應(yīng)用指紋模型，對(duì)復(fù)雜裝備當(dāng)前狀態(tài)正常與否進(jìn)行對(duì)比分析，如果發(fā)現(xiàn)與指紋模型不符，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)，通知相關(guān)人員進(jìn)行處理，可以對(duì)復(fù)雜裝備的綜合運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)判，不用裝備專家進(jìn)行長期深入的研究，就能對(duì)設(shè)備的基本情況進(jìn)行初步判斷，能夠提高復(fù)雜裝備的狀態(tài)監(jiān)測的應(yīng)用效率。

技術(shù)研發(fā)人員：王軍,嚴(yán)瀟,舒昊,王曉東
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京天工智造科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21