CN110262417A - 一种生产设备故障预测诊断方法 - Google Patents
一种生产设备故障预测诊断方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110262417A CN110262417A CN201910497079.6A CN201910497079A CN110262417A CN 110262417 A CN110262417 A CN 110262417A CN 201910497079 A CN201910497079 A CN 201910497079A CN 110262417 A CN110262417 A CN 110262417A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- equipment
- fault diagnosis
- production equipment
- real
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000012549 training Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 41
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims description 6
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 5
- 241001269238 Data Species 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
- G05B19/4184—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by fault tolerance, reliability of production system
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
- G05B2219/31088—Network communication between supervisor and cell, machine group
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明提供一种生产设备故障预测诊断方法,包含步骤:S1、采集生产设备的M类历史工作数据Vi和M类实时工作数据Si,i∈[1,M];S2、清洗、预处理Vi、Si;S3、整秒采样Vi、Si,建立对应的整秒采样数据集Vi′、Si′;S4、通过机器学习训练Vi′,生成对应的数据预测模型YCi;S5、根据Vi′建立训练样本向量集合X,通过机器学习训练X得到设备故障诊断模型;S6、将Si′输入YCi,得到对应的设备工作数据预测数据集Si″;根据Si″建立故障诊断向量集合Y,将Y输入设备故障诊断模型,预判设备是否会发生故障。本发明能够提起预测设备故障的产生,保证了企业生产安全。
Description
技术领域
本发明涉及企业生产自动化管理领域,具体涉及一种生产设备故障预测诊断方法。
背景技术
为保持企业的长期稳定发展,增强企业竞争力,必须不断提高企业工作效率,降低企业维护成本和运营成本,促使企业的经济利益最大化。企业自动化管理水平是提高企业竞争力的关键。
时序工作数据是生产设备带时间标签的工作数据,其典型特点是产生频率快、依赖于采集时间、测点多信息量大。企业在进行自动化管理时,为了保证设备安全、稳定、高效地运行,也会采集生产设备的时序工作数据,例如通过温度、湿度、压力、振动、应变传感器等采集生产设备的温度、湿度、压力、振动、应力信息。同时企业也会专门记录生产厂房的温度、噪声数据,以及生产设备上下游物料数据等。然而在生产设备出现故障时,记录的时序工作数据并没有得到充分的利用。主要是由于采集的数据比较庞杂,数据处理方式落后,处理数据需要占用额外的资源、人力和时间,不少企业宁愿通过维修人员采用传统的方法对设备故障进行诊断。然而传统的设备故障诊断方法中,对故障的定位基本都是先依靠维修人员的经验进行初步定位,然后再进一步测试进行准确定位以找到故障问题之所在。传统的设备故障诊断方式在一定程度上存在人为的主观错误,并延长了设备检修时间。目前更是没有很好的方法对机器故障进行预测。如何快速、高效、及时地处理对生产设备采集的海量时序工作数据,一直是企业自动化管理面临的一项重大课题。
因此,需要一种自动化的生产设备故障预测诊断方法,能够根据实时采集的生产设备工作数据,评估设备运行状态、对设备进行可靠性分析,并对设备故障进行准确定位。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产设备故障预测诊断方法,通过自动分析采集的生产设备的各类历史工作数据,建立对应的数据预测模型和设备故障诊断模型。并根据现有的设备工作数据通过数据预测模型生成对应的设备工作数据预测数据集,将设备工作数据预测数据集输入设备故障诊断模型,根据设备故障诊断模型的输出结果预判生产设备是否会产生故障。
为了达到上述目的,本发明提供一种生产设备故障预测诊断方法,包含步骤:
S1、采集生产设备的M类历史工作数据,建立对应的数据集Vi,其中i∈[1,M],Vi对应第i类历史工作数据,每类历史工作数据包含若干条历史工作数据,一条历史工作数据对应一个时间戳;
采集生产设备的M类实时工作数据,建立对应的数据集Si,其中i∈[1,M],Si对应第i类实时工作数据,每类实时工作数据包含若干条实时工作数据,一条实时工作数据对应一个时间戳;一类历史工作数据对应一类实时工作数据;
S2、清洗、预处理Vi、Si,其中i∈[1,M];
S3、整秒采样Vi,建立对应的整秒采样数据集Vi′;整秒采样Si,建立对应的整秒采样数据集Si′,其中i∈[1,M];
S4、通过机器学习的方法,训练Vi′,生成对应的数据预测模型YCi,其中i∈[1,M];
S5、建立训练样本向量集合对有xj={xj_1,...,xj_M},其中xj_r∈Vr′,r∈[1,M],且xj_1、...、xj_M均对应相同的整秒时间;
通过机器学习的方法,训练X得到设备故障诊断模型;
S6、将Si′输入对应的数据预测模型YCi,得到对应的工作数据预测数据集Si″,其中i∈[1,M];
建立故障诊断向量集合对有sj={sj_1,...,sj_M},其中sj_r∈S″r,r∈[1,M],且sj_1、...、sj_M均对应相同的整秒时间;
将Y输入所述设备故障诊断模型,预判设备是否会发生故障。
步骤S2具体包含:
S21、对于v为一条历史工作数据,当v不满足下述条件时,删除v;
ui-3σi≤v≤ui+3σi
其中,i∈[1,M],ui表示Vi的期望,σi表示Vi的标准差;
S22、用固定值,或Vi的均值,或Vi的中位数,或Vi的众数填充Vi中所有缺失值,i∈[1,M];
S23、对于s为一条实时工作数据,当s不满足下述条件时,删除s;
u′i-3σ′i≤s≤u′i+3σ′i
其中,i∈[1,M],u′i表示Si的期望,σ′i表示Si的标准差;
S24、用固定值,或Si的均值,或Si的中位数,或Si的众数填充Si中所有缺失值,i∈[1,M]。
步骤S3具体包含:
S31、当Vi的采集频率等于1HZ时Vi′=Vi;当Si的采集频率等于1HZ时,Si′=Si;当Vi的采集频率大于1HZ时,进入S32;当Vi的采集频率小于1HZ时,进入S33或者进入S32;当Si的采集频率大于1HZ时,进入S34;当Si的采集频率小于1HZ时,进入S35或者进入S34;
S32、采用线性插值法计算Vi在整秒时间k的采样值vi_k,Vi′={vi_k}k∈N,N表示自然数的集合,t1=|k-t′1|,t2=|t′2-k|;
其中,t′1、t′2为历史工作数据的时间戳,满足t′1<k<t′2且|t′1-t′2|=T;T为Vi的采集周期,v1、v2为Vi中分别与时间戳t′1、t′2对应的历史工作数据;
S33、采用均值法计算Vi在整秒时间k的采样值vi_k=0.5×(v′1+v′2),Vi′={vi_k}k∈N,N表示自然数的集合;其中v′1、v′2为Vi中采集的两次历史工作数据,v′1、v′2的时间戳分别为t″1、t″2,满足t″1<k<t″2且|t″1-t″2|=T;T为Vi的采集周期;
S34、采用线性插值法计算Si在整秒时间k的采样值si_k,Si′={si_k}k∈N,N表示自然数的集合,m1=|k-m′1|,m2=|m′2-k|;
其中,m′1、m′2为实时工作数据的时间戳,满足m′1<k<m′2且|m′1-m′2|=T′;T′为Si的采集周期,s1、s2为Si中分别与时间戳m′1、m′2对应的实时工作数据;
S35、采用均值法计算Si在整秒时间k的采样值si_k=0.5×(s′1+s′2),Si′={si_k}k∈N,N表示自然数的集合;其中s′1、s′2为Si中采集的两次实时工作数据,s′1、s′2的时间戳分别为m″1、m″2,满足m″1<k<m″2且|m″1-m″2|=T′;T′为Si的采集周期。
步骤S4具体包含:
随机选取样本数据集将ViA′作为训练样本,通过机器学习的方法,得到对应的数据预测模型YCi,并用样本数据集ViB′=Vi′-ViA′测试YCi。
步骤S5所述通过机器学习的方法,训练X得到设备故障诊断模型,具体包含:
随机选取X中的若干个样本向量建立样本向量集合由专家为X′中的样本向量设置正常标签和异常标签,所述正常标签表示设备正常工作,所述异常标签表示设备发生故障;采用机器学习的方法,训练X′,得到设备故障诊断模型;通过样本向量集合X″测试所述设备故障诊断模型,其中X″=X-X′。
步骤S6所述预判设备是否会发生故障,具体是根据所述设备故障诊断模型对Y中每个故障诊断向量设置标签,当故障诊断向量的标签为正常标签时,说明设备不会发生故障;当故障诊断向量的标签为异常标签时,说明设备将发生故障。
所述生产设备故障预测诊断方法,还包含:利用Si′更新Vi′;通过机器学习的方法,训练更新后的Vi′,更新对应的数据预测模型YCi,其中i∈[1,M]。
所述生产设备故障预测诊断方法,还包含:利用更新的Vi′更新训练样本向量集合通过机器学习的方法,训练更新后的X得到更新的设备故障诊断模型;其中i∈[1,M]。
ViA′包含Vi′中80%的值。
X′包含X中80%的值。
与现有技术相比,本发明能够完全自动化的处理、分析采集的设备工作数据,计算过程简单,处理速度快,节约了大量人力成本。本发明能够根据采集的各类设备工作数据,生成对应的设备工作数据预测数据集,并根据所述预测值自动判断生产设备是否会发生故障。本发明不仅能够自动诊断设备故障,并且可以预测设备故障。在企业生产中,能够有效避免事故的发生,保证了企业生产安全,提高了企业的经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明技术方案,下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一个实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图:
图1为本发明的生产设备故障预测诊断方法流程示意图;
图2为本发明的方法中生成数据预测模型和设备故障诊断模型流程示意图;
图3为本发明的方法中对实时采集的数据进行数据预测与故障诊断示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供本发明提供一种生产设备故障预测诊断方法,如图1所示,包含步骤:
S1、采集生产设备的M类历史工作数据,建立对应的数据集Vi,其中i∈[1,M],Vi对应第i类历史工作数据,每类历史工作数据包含若干条历史工作数据,一条历史工作数据对应一个时间戳;
采集生产设备的M类实时工作数据,建立对应的数据集Si,其中i∈[1,M],Si对应第i类实时工作数据,每类实时工作数据包含若干条实时工作数据,一条实时工作数据对应一个时间戳;一类历史工作数据对应一类实时工作数据,对应的历史工作数据和实时工作数据具有相同的数据源;
S2、清洗、预处理Vi、Si,其中i∈[1,M];
步骤S2具体包含:
S21、对于v为一条历史工作数据,当v不满足下述条件时,删除v;
ui-3σi≤v≤ui+3σi
其中,i∈[1,M],ui表示Vi的期望,σi表示Vi的标准差;
S22、用固定值,或Vi的均值,或Vi的中位数,或Vi的众数填充Vi中所有缺失值,i∈[1,M];
S23、对于s为一条实时工作数据,当s不满足下述条件时,删除s;
u′i-3σ′i≤s≤u′i+3σ′i
其中,i∈[1,M],u′i表示Si的期望,σ′i表示Si的标准差;
S24、用固定值,或Si的均值,或Si的中位数,或Si的众数填充Si中所有缺失值,i∈[1,M]。
S3、整秒采样Vi,建立对应的整秒采样数据集Vi′;整秒采样Si,建立对应的整秒采样数据集Si′,其中i∈[1,M];
步骤S3具体包含:
S31、当Vi的采集频率等于1HZ时Vi′=Vi;当Si的采集频率等于1HZ时,Si′=Si;当Vi的采集频率大于1HZ时,进入S32;当Vi的采集频率小于1HZ时,进入S32或S33;当Si的采集频率大于1HZ时,进入S34;当Si的采集频率小于1HZ时,进入S34或S35;
S32、采用线性插值法计算Vi在整秒时间k的采样值vi_k,Vi′={vi_k}k∈N,N表示自然数的集合,t1=|k-t′1|,t2=|t′2-k|;
其中,t′1、t′2为历史工作数据的时间戳,满足t′1<k<t′2且|t′1-t′2|=T;T为Vi的采集周期,v1、v2为Vi中分别与时间戳t′1、t′2对应的历史工作数据;
S33、采用均值法计算Vi在整秒时间k的采样值vi_k=0.5×(v′1+v′2),Vi′={vi_k}k∈N,N表示自然数的集合;其中v′1、v′2为Vi中采集的两次历史工作数据,v′1、v′2的时间戳分别为t″1、t″2,满足t″1<k<t″2且|t″1-t″2|=T;T为Vi的采集周期;
S34、采用线性插值法计算Si在整秒时间k的采样值si_k,Si′={si_k}k∈N,N表示自然数的集合,m1=|k-m′1|,m2=|m′2-k|;
其中,m′1、m′2为实时工作数据的时间戳,满足m′1<k<m′2且|m′1-m′2|=T′;T′为Si的采集周期,s1、s2为Si中分别与时间戳m′1、m′2对应的实时工作数据;
S35、采用均值法计算Si在整秒时间k的采样值si_k=0.5×(s′1+s′2),Si′={si_k}k∈N,N表示自然数的集合;其中s′1、s′2为Si中采集的两次实时工作数据,s′1、s′2的时间戳分别为m1″、m2″,满足m1″<k<m2″且|m1″-m2″|=T′;T′为Si的采集周期。
在本发明的应用实施例中,采集生产设备的电流、温度两类工作数据,采样频率分别是2Hz和0.5Hz。采集结果如表1、表2所示。表1、表2中每条工作数据的时间戳并非严格与采样频率相符,是因为数据在传送与记录过程中存在误差。
表1:数据(电流)
表2:数据(温度)
表1数据,其采样率大于1Hz,采用线性插值法计算表1的整秒采样值。本发明所述的整秒时间为精确到秒的时间。根据表1中的第2条数据和第3条数据来计算整秒时间15时55分04秒的采样值。第2条数据的时间戳为15:55 03 670(15时55分03秒670毫秒),与整秒时间15时55分04秒的时间差为330毫秒。第3条数据的时间戳为15:55 04 100(15时55分04秒100毫秒),与整秒时间15时55分04秒的时间差为100毫秒。整秒时间15时55分04秒的整秒采样值为:
(330×1.274+100×1.312)/(330+100)=1.2828。
表2数据,其采样率小于1Hz,还可以按照均值方法计算表2的整秒采样值。根据表2中的第1条数据和第2条数据计算整秒时间15:55 05时的整秒采样值为0.5×(51.7+52.1)=51.9。
S4、随机选取样本数据集将ViA′作为训练样本,如图2所示,通过机器学习的方法,得到对应的数据预测模型YCi,并用样本数据集ViB′=Vi′-ViA′测试YCi。在本发明的应用实施例中,ViA′包含Vi′中80%的值;
S5、建立训练样本向量集合对有xj={xj_1,...,xj_M},其中xj_r∈Vr′,r∈[1,M],且xj_1、...、xj_M均对应相同的整秒时间;
随机选取X中的若干个样本向量建立样本向量集合由专家为X′中的样本向量设置正常标签和异常标签,所述正常标签表示设备正常工作,所述异常标签表示设备发生故障;如图2所示,采用机器学习的方法,训练X′,得到设备故障诊断模型;通过样本向量集合X″测试所述设备故障诊断模型,其中X″=X-X′。在本发明的应用实施例中X′包含X中80%的值。
S6、如图3所示,将Si′输入对应的数据预测模型YCi,得到对应的工作数据预测数据集Si″,其中i∈[1,M];
建立故障诊断向量集合对有sj={sj_1,...,sj_M},其中sj_r∈S″r,r∈[1,M],且sj_1、...、sj_M均对应相同的整秒时间;
将Y输入所述设备故障诊断模型,设备故障诊断模型对Y中每个故障诊断向量生成一个标签,当故障诊断向量的标签为正常标签时,说明设备不会发生故障;当故障诊断向量的标签为异常标签时,说明设备将发生故障。
在本应用实施例中,表3包含在相同的整秒时间,电流和温度对应的值以及通过专家根据电流值和温度值所设置的标签。故障诊断向量集合Y
包含至少{1.2828,51.9},{1.2724,51.9}两个向量。
表3:整秒时间的工作数据以及标签
所述生产设备故障预测诊断方法,还包含:删除Vi′中的部分数据,利用Si′中的所有数据补入Vi′,删除的数据和补入的数据数量相等;通过机器学习的方法,训练更新后的Vi′,更新对应的数据预测模型YCi,其中i∈[1,M]。
所述生产设备故障预测诊断方法,还包含:利用更新的Vi′更新训练样本向量集合通过机器学习的方法,训练更新后的X得到更新的设备故障诊断模型;其中i∈[1,M]。
与现有技术相比,本发明能够完全自动化的处理、分析采集的设备工作数据,计算过程简单,处理速度快,节约了大量人力成本。本发明能够根据采集的各类设备工作数据,生成对应的设备工作数据预测数据集,并根据所述预测值自动判断生产设备是否会发生故障。本发明不仅能够自动诊断设备故障,并且可以预测设备故障。在企业生产中,能够有效避免事故的发生,保证了企业生产安全,提高了企业的经济效益。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种生产设备故障预测诊断方法,其特征在于,包含步骤:
S1、采集生产设备的M类历史工作数据,建立对应的数据集Vi,其中i∈[1,M],Vi对应第i类历史工作数据,每类历史工作数据包含若干条历史工作数据,一条历史工作数据对应一个时间戳;
采集生产设备的M类实时工作数据,建立对应的数据集Si,其中i∈[1,M],Si对应第i类实时工作数据,每类实时工作数据包含若干条实时工作数据,一条实时工作数据对应一个时间戳;一类历史工作数据对应一类实时工作数据;
S2、清洗、预处理Vi、Si,其中i∈[1,M];
S3、整秒采样Vi,建立对应的整秒采样数据集Vi′;整秒采样Si,建立对应的整秒采样数据集Si′,其中i∈[1,M];
S4、通过机器学习的方法,训练Vi′,生成对应的数据预测模型YCi,其中i∈[1,M];
S5、建立训练样本向量集合对有xj={xj_1,...,xj_M},其中xj_r∈V′r,r∈[1,M],且xj_1、...、xj_M均对应相同的整秒时间;
通过机器学习的方法,训练X得到设备故障诊断模型;
S6、将Si′输入对应的数据预测模型YCi,得到对应的工作数据预测数据集Si″,其中i∈[1,M];
建立故障诊断向量集合对有sj={sj_1,...,sj_M},其中sj_r∈S″r,r∈[1,M],且sj_1、...、sj_M均对应相同的整秒时间;
将Y输入所述设备故障诊断模型,预判设备是否会发生故障。
2.如权利要求1所述的生产设备故障预测诊断方法,其特征在于,步骤S2具体包含:
S21、对于v为一条历史工作数据,当v不满足下述条件时,删除v;
ui-3σi≤v≤ui+3σi
其中,i∈[1,M],ui表示Vi的期望,σi表示Vi的标准差;
S22、用固定值,或Vi的均值,或Vi的中位数,或Vi的众数填充Vi中所有缺失值,i∈[1,M];
S23、对于s为一条实时工作数据,当s不满足下述条件时,删除s;
u′i-3σ′i≤s≤u′i+3σ′i
其中,i∈[1,M],u′i表示Si的期望,σ′i表示Si的标准差;
S24、用固定值,或Si的均值,或Si的中位数,或Si的众数填充Si中所有缺失值,i∈[1,M]。
3.如权利要求1所述的生产设备故障预测诊断方法,其特征在于,步骤S3具体包含:
S31、当Vi的采集频率等于1HZ时Vi′=Vi;当Si的采集频率等于1HZ时,Si′=Si;当Vi的采集频率大于1HZ时,进入S32;当Vi的采集频率小于1HZ时,进入S33或者进入S32;当Si的采集频率大于1HZ时,进入S34;当Si的采集频率小于1HZ时,进入S35或者进入S34;
S32、采用线性插值法计算Vi在整秒时间k的采样值vi_k,Vi′={vi_k}k∈N,N表示自然数的集合,t1=|k-t′1|,t2=|t′2-k|;
其中,t′1、t′2为历史工作数据的时间戳,满足t′1<k<t′2且|t′1-t′2|=T;T为Vi的采集周期,v1、v2为Vi中分别与时间戳t′1、t′2对应的历史工作数据;
S33、采用均值法计算Vi在整秒时间k的采样值vi_k=0.5×(v′1+v′2),Vi′={vi_k}k∈N,N表示自然数的集合;其中v′1、v′2为Vi中采集的两次历史工作数据,v′1、v′2的时间戳分别为t″1、t″2,满足t″1<k<t″2且|t″1-t″2|=T;T为Vi的采集周期;
S34、采用线性插值法计算Si在整秒时间k的采样值si_k,Si′={si_k}k∈N,N表示自然数的集合,m1=|k-m′1|,m2=|m′2-k|;
其中,m′1、m′2为实时工作数据的时间戳,满足m′1<k<m′2且|m′1-m′2|=T′;T′为Si的采集周期,s1、s2为Si中分别与时间戳m′1、m′2对应的实时工作数据;
S35、采用均值法计算Si在整秒时间k的采样值si_k=0.5×(s′1+s′2),Si′={si_k}k∈N,N表示自然数的集合;其中s′1、s′2为Si中采集的两次实时工作数据,s′1、s′2的时间戳分别为m″1、m″2,满足m″1<k<m″2且|m″1-m″2|=T′;T′为Si的采集周期。
4.如权利要求1所述的生产设备故障预测诊断方法,其特征在于,步骤S4具体包含:
随机选取样本数据集将ViA′作为训练样本,通过机器学习的方法,得到对应的数据预测模型YCi,并用样本数据集ViB′=Vi′-ViA′测试YCi。
5.如权利要求1所述的生产设备故障预测诊断方法,其特征在于,步骤S5所述通过机器学习的方法,训练X得到设备故障诊断模型,具体包含:
随机选取X中的若干个样本向量建立样本向量集合由专家为X′中的样本向量设置正常标签和异常标签,所述正常标签表示设备正常工作,所述异常标签表示设备发生故障;采用机器学习的方法,训练X′,得到设备故障诊断模型;通过样本向量集合X″测试所述设备故障诊断模型,其中X″=X-X′。
6.如权利要求5所述的生产设备故障预测诊断方法,其特征在于,步骤S6所述预判设备是否会发生故障,具体是根据所述设备故障诊断模型对Y中每个故障诊断向量设置标签,当故障诊断向量的标签为正常标签时,说明设备不会发生故障;当故障诊断向量的标签为异常标签时,说明设备将发生故障。
7.如权利要求1所述的生产设备故障预测诊断方法,其特征在于,还包含:利用S′i更新Vi′;通过机器学习的方法,训练更新后的Vi′,更新对应的数据预测模型YCi,其中i∈[1,M]。
8.如权利要求7所述的生产设备故障预测诊断方法,其特征在于,还包含:利用更新的Vi′更新训练样本向量集合通过机器学习的方法,训练更新后的X得到更新的设备故障诊断模型;其中i∈[1,M]。
9.如权利要求4所述的生产设备故障预测诊断方法,其特征在于,ViA′包含Vi′中80%的值。
10.如权利要求5所述的生产设备故障预测诊断方法,其特征在于,X′包含X中80%的值。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910497079.6A CN110262417B (zh) | 2019-06-10 | 2019-06-10 | 一种生产设备故障预测诊断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910497079.6A CN110262417B (zh) | 2019-06-10 | 2019-06-10 | 一种生产设备故障预测诊断方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110262417A true CN110262417A (zh) | 2019-09-20 |
CN110262417B CN110262417B (zh) | 2020-09-01 |
Family
ID=67917404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910497079.6A Active CN110262417B (zh) | 2019-06-10 | 2019-06-10 | 一种生产设备故障预测诊断方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110262417B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110647122A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-03 | 佛山科学技术学院 | 一种基于多传感器的自动化生产线故障预测方法及装置 |
CN112612247A (zh) * | 2020-12-05 | 2021-04-06 | 深圳市云海互联技术有限公司 | 一种用计算机仿真分析软件诊断数控机床故障的方法 |
CN113101057A (zh) * | 2020-01-10 | 2021-07-13 | 尤妮佳股份有限公司 | 收集装置、收集方法以及计算机可读记录介质 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102778358A (zh) * | 2012-06-04 | 2012-11-14 | 上海东锐风电技术有限公司 | 故障预测模型建立方法及系统、风机监测预警系统及方法 |
CN103267947A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-08-28 | 大连交通大学 | 一种交流电机故障诊断与预测中的特征提取方法 |
CN103745229A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-23 | 北京泰乐德信息技术有限公司 | 一种基于svm的轨道交通故障诊断方法及系统 |
CN105095963A (zh) * | 2015-08-17 | 2015-11-25 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种精确诊断与预测风洞设备故障的方法 |
CN105974265A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-09-28 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 一种基于svm分类技术的电网故障原因诊断方法 |
CN106154209A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-23 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 基于决策树算法的电能表故障预测方法 |
CN108152612A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-06-12 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种变压器故障预测方法、装置、终端及可读存储介质 |
CN109242147A (zh) * | 2018-08-07 | 2019-01-18 | 重庆大学 | 基于Bp神经网络的信号融合风机状态预测方法 |
US20190065343A1 (en) * | 2017-08-29 | 2019-02-28 | Fmr Llc | Automated Log Analysis and Problem Solving Using Intelligent Operation and Deep Learning |
CN109858345A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-06-07 | 华中科技大学 | 一种适用于胀管设备的智能故障诊断方法 |
-
2019
- 2019-06-10 CN CN201910497079.6A patent/CN110262417B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102778358A (zh) * | 2012-06-04 | 2012-11-14 | 上海东锐风电技术有限公司 | 故障预测模型建立方法及系统、风机监测预警系统及方法 |
CN103267947A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-08-28 | 大连交通大学 | 一种交流电机故障诊断与预测中的特征提取方法 |
CN103745229A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-23 | 北京泰乐德信息技术有限公司 | 一种基于svm的轨道交通故障诊断方法及系统 |
CN105095963A (zh) * | 2015-08-17 | 2015-11-25 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种精确诊断与预测风洞设备故障的方法 |
CN105974265A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-09-28 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 一种基于svm分类技术的电网故障原因诊断方法 |
CN106154209A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-23 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 基于决策树算法的电能表故障预测方法 |
US20190065343A1 (en) * | 2017-08-29 | 2019-02-28 | Fmr Llc | Automated Log Analysis and Problem Solving Using Intelligent Operation and Deep Learning |
CN108152612A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-06-12 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种变压器故障预测方法、装置、终端及可读存储介质 |
CN109242147A (zh) * | 2018-08-07 | 2019-01-18 | 重庆大学 | 基于Bp神经网络的信号融合风机状态预测方法 |
CN109858345A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-06-07 | 华中科技大学 | 一种适用于胀管设备的智能故障诊断方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
赵明乾: "基于大数据的电力设备故障分析与诊断的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110647122A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-03 | 佛山科学技术学院 | 一种基于多传感器的自动化生产线故障预测方法及装置 |
CN110647122B (zh) * | 2019-09-30 | 2021-11-09 | 佛山科学技术学院 | 一种基于多传感器的自动化生产线故障预测方法及装置 |
CN113101057A (zh) * | 2020-01-10 | 2021-07-13 | 尤妮佳股份有限公司 | 收集装置、收集方法以及计算机可读记录介质 |
CN113101057B (zh) * | 2020-01-10 | 2024-03-26 | 尤妮佳股份有限公司 | 收集装置、收集方法以及计算机可读记录介质 |
CN112612247A (zh) * | 2020-12-05 | 2021-04-06 | 深圳市云海互联技术有限公司 | 一种用计算机仿真分析软件诊断数控机床故障的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110262417B (zh) | 2020-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108375715B (zh) | 一种配电网线路故障风险日预测方法及系统 | |
US10839115B2 (en) | Cleansing system for a feed composition based on environmental factors | |
KR102169561B1 (ko) | 데이터 클린징 시스템 및 공급물 조성을 추론하기 위한 방법 | |
Cattaneo et al. | A digital twin proof of concept to support machine prognostics with low availability of run-to-failure data | |
EP1242923B1 (en) | A process for the monitoring and diagnostics of data from a remote asset | |
CN110262417A (zh) | 一种生产设备故障预测诊断方法 | |
RU2724716C1 (ru) | Система и способ формирования данных для мониторинга кибер-физической системы с целью раннего определения аномалий в системе графического интерфейса пользователя | |
RU2724075C1 (ru) | Система и способ определения источника аномалии в кибер-физической системе, обладающей определенными характеристиками | |
CN109948860A (zh) | 一种机械系统剩余寿命预测方法及系统 | |
JP2009053938A (ja) | 複数モデルに基づく設備診断システム及びその設備診断方法 | |
CN112415947B (zh) | 一种基于dtu设备的cnc机床数据采集与管理方法及系统 | |
CN112083244A (zh) | 综合化航空电子设备故障智能诊断系统 | |
Groba et al. | Architecture of a predictive maintenance framework | |
CN111339661B (zh) | 一种高压电缆巡检周期自动规划方法 | |
CN114255784A (zh) | 一种基于声纹识别的变电站设备故障诊断方法及相关装置 | |
CN117560300B (zh) | 一种智能物联网流量预测与优化系统 | |
CN116975639A (zh) | 设备的异常防控系统及方法 | |
CN115688555B (zh) | 一种桥梁寿命预测方法 | |
CN106778023A (zh) | 一种电气设备状态评估结果可信性评价方法 | |
JP2019191880A (ja) | 設備管理支援システム | |
RU2749252C1 (ru) | Способ определения источников аномалии в кибер-физической системе | |
CN111837082B (zh) | 利用近实时条件的超声流量计预诊 | |
KR102573254B1 (ko) | 연합 학습을 이용한 기계설비 고장 예지 분석 시스템 | |
CN104717689B (zh) | 一种无线传感器网络的故障诊断方法 | |
WO2019005541A1 (en) | ERROR ASSESSMENT OF A PETROCHEMICAL PLANT TO DETERMINE EQUIPMENT CHANGES FOR OPTIMIZED OPERATIONS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |