CN111444055A - 一种用于设备健康评估和维护的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于设备健康评估和维护的系统，包括设备监控单元以及分别与设备监控单元通讯连接的传感器单元和、设备运行状态单元和工件参数单元，还包括分别与设备监控单元通讯连接的状态监控单元和数据分析单元，状态监控单元和状态评估单元通讯连接，状态监控单元依次与异常检测单元、故障算法单元、故障诊断单元和维修决策单元通讯连接，其中，数据分析单元和故障算法单元通讯连接；本发明提供的用于设备健康评估和维护的系统能够更好的实现自动化运行、维修、保养和预警，进而能够更好的保障系统的正常运行，提高系统的正常工作时间和质量需求，延长系统的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种系统健康评估的应用领域，特别是涉及一种用于设备健康评估和维护的系统。
背景技术
随着社会经济的发展，形成了一些高价值、运行时间长、需要实时的进行监控和维护的应用系统，应用系统中的设备在运行过程中会逐渐暴露设备缺陷、潜在故障、性能退化等影响系统功能正常运行的问题。这就需要根据设备的运行状态等参数，结合系统各部分的联接组成关系，对系统长期运行后的健康程度进行评估。
针对以上问题，有必要采用一种用于设备健康评估和维护的系统，本发明主要解决的技术问题是提供一种能够更好的维护设备的稳定，进而满足不同的设备需求的用于设备健康评估和维护的系统。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种为系统运行、维修保养、故障预警、系统安全调度等提供科学依据，更好地保障系统正常运行，提高系统正常工作时间，延长系统使用寿命的用于设备健康评估和维护的系统。
本发明的一种用于设备健康评估和维护的系统，包括设备监控单元以及分别与所述设备监控单元通讯连接的传感器单元和、设备运行状态单元和工件参数单元，还包括分别与所述设备监控单元通讯连接的状态监控单元和数据分析单元，所述状态监控单元和状态评估单元通讯连接，所述状态监控单元依次与异常检测单元、故障算法单元、故障诊断单元和、维修决策单元和预测维护单元通讯连接，其中，所述数据分析单元和故障算法单元通讯连接；
所述感应单元包括分别用于侦测设备的振动传感器、温度传感器、噪音传感器、电流传感器和和电压传感器，所述设备运行状态单元包括分别用于侦测和记录设备的转速、运转时间、启停时间和和加工项目，所述工件参数单元包括待加工对象之材质和硬度；
所述状态监控单元可以对设备运行状态单元检测到的设备运行参数进行实时状态监控，所述数据分析单元运用特征工程分析数据,采取取用或生成可用特征,提供算法以便建立故障模型；
所述状态评估单元是通过通讯连接自边缘计算将特征值传输至所述状态监控单元进行评估并根据所述状态监控单元监控的设备运行状态信息和参数,实时评估设备状态,根据不同的设备状态生成不同的颜色标记及百分比；
所述异常检测单元是在发现所述状态监控单元有异常参数时,与所述故障模型进行比对；
所述故障算法单元是通过所述设备监控单元采集到的设备运行状态信息和参数以及所述数据分析单元提供的算法特征参数，分析及运算后生成故障模型；
所述故障诊断单元是根据采集的数据,进行分析,生成故障代码并将故障数据及代码提供给故障算法单元进行运算；
所述维修决策单元是通过记录历史维修记录、保养记录、维修方法的设备维护保养信息,并可根据所述故障诊断单元生成的故障代码生成相应的维修决策，此外，相应的维修决策信息亦提供给故障算法单元作为算法运行部分参数，同时也会获取故障算法单元结果作为维修决策判断参考。
进一步的，还包括与所述状态监控单元通讯连接的可视化单元。
更进一步的，所述可视化单元包括用于实时查看设备状态信息、运行状态、环境参数以及维修保养等参数的带有显示器的app或者web。
进一步的，还包括与所述故障算法单元通讯连接的预测维护单元。
更进一步的，所述预测维护单元包括根据所述故障算法单元、故障诊断单元、维修决策单元以及状态评估单元通过预测维护算法估算出设备需要进行的预测性维护保养。
进一步的，还包括与所述异常检测单元通讯连接的报警单元。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明涉及一种用于设备健康评估和维护的系统，实现系统健康评估自动化连续计算，输出设备运行状态的参数，可以持续追踪系统及设备的健康变化趋势，通过定量化计算过程，能够给出系统健康状况的预测结果，改变健康评估长期以来只进行维修评估的现状，通过预判系统健康趋势，为系统运行、维修保养、故障预警、系统安全调度等提供科学依据，更好地保障系统正常运行，提高系统正常工作时间，延长系统使用寿命。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的用于设备健康评估和维护的系统的方块示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1所示的一种用于设备健康评估和维护的系统，包括设备监控单元以及分别与设备监控单元通讯连接的传感器单元和、设备运行状态单元和工件参数单元，还包括分别与设备监控单元通讯连接的状态监控单元和数据分析单元，状态监控单元和状态评估单元通讯连接，状态监控单元依次与异常检测单元、故障算法单元、故障诊断单元和、维修决策单元和预测维护单元通讯连接，其中，数据分析单元和故障算法单元通讯连接；
感应单元包括分别用于侦测设备的振动传感器、温度传感器、噪音传感器、电流传感器和、电压传感器和其他外挂并用于搜集设备运行参数之各种传感器，设备运行状态单元包括分别用于侦测和记录设备的转速、运转时间、启停时间和、加工项目的控制器和其他纪录设备自身运行相关参数的纪录模块，工件参数单元包括待加工对象之材质、硬度和其他与工件本身相关之参数信息；
状态监控单元可以对设备运行状态单元检测到的设备运行参数进行实时状态监控，数据分析单元运用特征工程分析数据,采取取用或生成可用特征,提供算法以便建立故障模型；
状态评估单元是通过通讯连接自边缘计算将特征值传输至状态监控单元进行评估并根据状态监控单元监控的设备运行状态信息和参数,实时评估设备状态,根据不同的设备状态生成不同的颜色标记及百分比；
异常检测单元是在发现状态监控单元有异常参数时,与故障模型进行比对；
故障算法单元是通过设备监控单元采集到的设备运行状态信息和参数以及数据分析单元提供的算法特征参数，分析及运算后生成故障模型；
故障诊断单元是根据采集的数据,进行分析,生成故障代码并将故障数据及代码提供给故障算法单元进行运算；；
维修决策单元是通过记录历史维修记录、保养记录、维修方法的设备维护保养信息,并可根据故障诊断单元生成的故障代码生成相应的维修决策，此外，相关维修决策信息亦提供给故障算法单元作为算法运行部分参数，同时也会获取故障算法单元结果作为维修决策判断参考。。
在本实施例中，为了方便在可视化单元上实时查看设备的运行状态，还包括与状态监控单元通讯连接的可视化单元。
在本实施例中，为了方便查看和翻阅，可视化单元包括用于实时查看设备状态信息、运行状态、环境参数以及维修保养等参数的带有显示器的app或者web。
在本实施例中，为了对设备是否需要进行维护和保养进行预判，还包括与故障算法单元通讯连接的预测维护单元，预测维护单元包括根据故障算法单元、故障诊断单元、维修决策单元以及状态评估单元通过预测维护算法估算出设备需要进行的预测性维护保养。
在本实施例中，为了对设备的异常情况发出警报进行提醒，还包括与异常检测单元通讯连接的报警单元。
本发明提供的用于设备健康评估和维护的系统的使用过程如下：
1、通过设备监控单元建立和各个单元之间的联系，尤其是已经处于工作状态下的设备运行状态参数；
2、各个单元在运行状态下，如果设备正常，则各个单元进行设备运行状态的数据收集，如果设备有异常，则通过设备监控装置将异常设备的运行状态参数传递给各个单元，并进行分析和计算；
3、各个单元比如与设备上的传感器单元中的各个传感器向设备监控装置发出信号，设备监控装置在设备运行状态下，收集到各种参数信号后，通过数据分析单元处理和转换为相对应的表示正常或者异常的信号，运用特征工程分析数据,以采取取用或生成可用特征,为故障算法单元提供算法特征数据以建立故障模型,通过设备监控装置采集到设备运行参数、设备状态、环境参数等参数,通过故障算法单元分析及运算后生成故障模型，这样，设备运行过程中，状态评估单元可以根据状态监控单元监控的设备状态信息及参数,实时评估设备状态,根据不同的设备状态生成不同的颜色标记及百分比，当和设备监控单元连接的状态监控单元和状态评估单元的传递数据的过程中有异常参数时,在异常检测单元中使用故障算法单元中的故障模型进行比对，比对成功的话，报警单元会发出报警，提醒故障；
4、由于故障诊断单元可以根据采集的数据,进行分析,生成故障代码，因此可以通过维修决策单元，记录历史维修记录、保养记录、维修方法等设备维护保养信息,并根据故障诊断单元生成的故障代码生成相应的维修决策，对设备进行维修；
5、在设备日常使用中，根据故障算法单元提供的故障模型,故障诊断单元、维修决策单元、状态评估单元等单元可以通过预测维护算法计算出哪些设备需要进行预测性维护保养；
6、表示异常的信号均能通过发送给可视化单元，从而可以实时掌握设备的运行状态。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通或两个组件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，此类改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于设备健康评估和维护的系统，其特征在于：包括设备监控单元以及分别与所述设备监控单元通讯连接的传感器单元和、设备运行状态单元和工件参数单元，还包括分别与所述设备监控单元通讯连接的状态监控单元和数据分析单元，所述状态监控单元和状态评估单元通讯连接，所述状态监控单元依次与异常检测单元、故障算法单元、故障诊断单元和、维修决策单元和预测维护单元通讯连接，其中，所述数据分析单元和故障算法单元通讯连接；
所述感应单元包括分别用于侦测设备的振动传感器、温度传感器、噪音传感器、电流传感器和和电压传感器，所述设备运行状态单元包括分别用于侦测和记录设备的转速、运转时间、启停时间和和加工项目，所述工件参数单元包括待加工对象的材质和硬度；
所述状态监控单元可以对设备运行状态单元检测到的设备运行参数进行实时状态监控，所述数据分析单元运用特征工程分析数据,采取取用或生成可用特征,提供算法以便建立故障模型；
所述状态评估单元是通过通讯连接自边缘计算将特征值传输至所述状态监控单元进行评估并根据所述状态监控单元监控的设备运行状态信息和参数,实时评估设备状态,根据不同的设备状态生成不同的颜色标记及百分比；
所述异常检测单元是在发现所述状态监控单元有异常参数时,与所述故障模型进行比对；
所述故障算法单元是通过所述设备监控单元采集到的设备运行状态信息和参数以及所述数据分析单元提供的算法特征参数，分析及运算后生成故障模型；
所述故障诊断单元是根据采集的数据,进行分析,生成故障代码并将故障数据及代码提供给故障算法单元进行运算；
所述维修决策单元是通过记录历史维修记录、保养记录、维修方法的设备维护保养信息,并可根据所述故障诊断单元生成的故障代码生成相应的维修决策，此外，相应的维修决策信息亦提供给故障算法单元作为算法运行部分参数，同时也会获取故障算法单元结果作为维修决策判断参考。
2.根据权利要求1所述的一种用于设备健康评估和维护的系统，其特征在于：还包括与所述状态监控单元通讯连接的可视化单元。
3.根据权利要求2所述的一种用于设备健康评估和维护的系统，其特征在于：所述可视化单元包括用于实时查看设备状态信息、运行状态、环境参数以及维修保养等参数的带有显示器的app或者web。
4.根据权利要求1所述的一种用于设备健康评估和维护的系统，其特征在于：还包括与所述故障算法单元通讯连接的预测维护单元。
5.根据权利要求4所述的一种用于设备健康评估和维护的系统，其特征在于：所述预测维护单元包括根据所述故障算法单元、故障诊断单元、维修决策单元以及状态评估单元通过预测维护算法估算出设备需要进行的预测性维护保养。
6.根据权利要求1所述的一种用于设备健康评估和维护的系统，其特征在于：还包括与所述异常检测单元通讯连接的报警单元。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200724 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |