CN111401795A - 设备健康状态的评估方法、装置、可读介质及电子设备 - Google Patents

设备健康状态的评估方法、装置、可读介质及电子设备 Download PDF

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CN111401795A CN202010339030.0A CN202010339030A CN111401795A CN 111401795 A CN111401795 A CN 111401795A CN 202010339030 A CN202010339030 A CN 202010339030A CN 111401795 A CN111401795 A CN 111401795A
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Abstract

本发明公开了一种设备健康状态的评估方法、装置、可读介质及电子设备，该方法包括：获取预先确定的设备对应的至少一个评估指标和所述至少一个评估指标各自对应的偏重；确定各个所述评估指标各自对应的至少一个当前估值；确定各个所述当前估值各自对应的置信度；基于所述当前估值、所述置信度和所述偏重，确定所述设备的健康状态。本发明提供的技术方案可以实现对设备健康状态的量化评估，提供较为准确的评估结果，降低设备的管理风险，有利于设备的预维护和能源系统的高效运行。

Description

设备健康状态的评估方法、装置、可读介质及电子设备
技术领域
本发明涉及能源领域，尤其涉及设备健康状态的评估方法、装置、可读介质及电子设备。
背景技术
设备是能源系统的重要组成部分，设备的稳定运行是能源系统高效运行的前提，对设备进行有效的健康状态评估以实现对设备的预维护对能源系统的高效运行是至关重要的。
目前，对设备健康状态的评估多是由大量的专家进行的，由专家对设备的健康状态进行定性分析，给出两极化的评估结果(好或者坏)。然而两极化的评估结果过于单一，往往会造成维修滞后的现象(即设备坏了才进行维修)，不利于设备的预维护和能源系统的高效运行。
发明内容
本发明提供了一种设备健康状态的评估方法、装置、可读介质及电子设备，可以实现对设备健康状态的量化评估，提供较为准确的评估结果，降低设备的管理风险，有利于设备的预维护和能源系统的高效运行。
第一方面，本发明提供了一种设备健康状态的评估方法，包括：
获取预先确定的设备对应的至少一个评估指标和所述至少一个评估指标各自对应的偏重；
确定各个所述评估指标各自对应的至少一个当前估值；
确定各个所述当前估值各自对应的置信度；
基于所述当前估值、所述置信度和所述偏重，确定所述设备的健康状态。
优选地，
所述基于所述当前估值、所述置信度和所述偏重，确定所述设备的健康状态，包括：
基于所述当前估值和所述置信度，确定所述设备对应的当前估值置信度矩阵；
基于所述当前估值置信度矩阵和所述偏重，确定所述设备的健康状态。
优选地，
所述基于所述当前估值置信度矩阵和所述偏重，确定所述设备的健康状态，包括：
将所述当前估值置信度矩阵和所述偏重代入预先构建的目标函数，确定所述设备对应的健康状态评分；
根据预先划分的健康等级和所述设备对应的健康状态评分，确定所述设备的健康状态。
优选地，
所述目标函数包括：
Figure BDA0002467697730000021
其中，f表征健康状态评分；
R表征当前估值置信度矩阵，具体如下所示：
Figure BDA0002467697730000022
r表征当前估值，v表征置信度，m表征专家数量，n表征评估指标数量，rij表征第i个专家对评估指标j的评分，vij表征rij的置信度，Rj表征当前估值置信度矩阵的第j列；
ωj表示评估指标j对应的权重。
优选地，
所述至少一个评估指标各自对应的偏重根据如下所述步骤确定：
获取权重评分矩阵A：
Figure BDA0002467697730000031
其中，m表征专家数量，n表征评估指标数量，aij表征第i个专家对评估指标j的权重评分，i＝1、2…m，j＝1、2…n；
根据公式1对所述权重评分矩阵进行归一化处理，得归一化后的权重评分矩阵B，所述公式1如下所示：
Figure BDA0002467697730000032
其中，bij表征归一化后的第i个专家对评估指标j的权重评分；
根据公式2和归一化后的权重评分矩阵，确定所述至少一个评估指标各自对应的偏重，所述公式2如下所示：
Figure BDA0002467697730000033
其中，ωj表征评估指标j的权重。
优选地，
所述至少一个评估指标包括：设备基本状况、设备运行工况和设备历史信息。
第二方面，本发明提供了一种设备健康状态的评估装置，包括：
获取处理模块，用于获取预先确定的设备对应的至少一个评估指标和所述至少一个评估指标各自对应的偏重；
估值确定模块，用于确定各个所述评估指标各自对应的至少一个当前估值；
置信度确定模块，用于确定各个所述当前估值各自对应的置信度；
状态确定模块，用于基于所述当前估值、所述置信度和所述偏重，确定所述设备的健康状态。
优选地，
所述状态确定模块包括：
矩阵确定单元，用于基于所述当前估值和所述置信度，确定所述设备对应的当前估值置信度矩阵；
状态确定单元，用于基于所述当前估值置信度矩阵和所述偏重，确定所述设备的健康状态。
第三方面，本发明提供了一种可读介质，包括执行指令，当电子设备的处理器执行所述执行指令时，所述电子设备执行如第一方面中任一所述的方法。
第四方面，本发明提供了一种电子设备，包括处理器以及存储有执行指令的存储器，当所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令时，所述处理器执行如第一方面中任一所述的方法。
本发明提供了一种设备健康状态的评估方法、装置、可读介质及电子设备，通过将设备对应的一个或多个评估指标和每个评估指标各自对应的偏重进行预先确定，然后在需要对设备健康状态进行评估时，获取预先确定的评估指标和评估指标对应的偏重，进一步确定每一个评估指标各自对应的一个或多个当前估值，并确定出每一个当前估值的置信度，进而根据每一个当前估值、当前估值对应的置信度和评估指标对应的偏重，确定设备的健康状态。本发明提供的技术方案通过当前估值、置信度和评估指标对应的偏重三个量化数据可以实现对设备健康状态的量化评估，从而突破单一评估结果，且提供的评估结果较为准确，则根据评估结果可以准确的对设备进行预维护，降低设备的管理风险，有利于能源系统的高效运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例中提供的一种设备健康状态的评估方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中提供的另一种设备健康状态的评估方法的流程示意图；
图3为本发明实施例中提供的又一种设备健康状态的评估方法的流程示意图；
图4为本发明实施例中提供的一种设备健康状态的评估装置的结构示意图；
图5为本发明实施例中提供的另一种设备健康状态的评估装置的结构示意图；
图6为本发明实施例中提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。
如图1所示，本发明实施例提供一种设备健康状态的评估方法，该方法包括：
步骤101，获取预先确定的设备对应的至少一个评估指标和所述至少一个评估指标各自对应的偏重；
步骤102，确定各个所述评估指标各自对应的至少一个当前估值；
步骤103，确定各个所述当前估值各自对应的置信度；
步骤104，基于所述当前估值、所述置信度和所述偏重，确定所述设备的健康状态。
如图1所示的实施例通过将设备对应的一个或多个评估指标和每个评估指标各自对应的偏重进行预先确定，然后在需要对设备健康状态进行评估时，获取预先确定的评估指标和评估指标对应的偏重，进一步确定每一个评估指标各自对应的一个或多个当前估值，并确定出每一个当前估值的置信度，进而根据每一个当前估值、当前估值对应的置信度和评估指标对应的偏重，确定设备的健康状态。本实施例提供的技术方案通过当前估值、置信度和评估指标对应的偏重三个量化数据可以实现对设备健康状态的量化评估，从而突破单一评估结果，且提供的评估结果较为准确，则根据评估结果可以准确的对设备进行预维护，降低设备的管理风险，有利于能源系统的高效运行。
具体的，在确定评估指标的当前估值时，可以由多位专家给出，在专家给出估值前，可以规定估值区间为[0，100]，每种评估指标进行估值时，90分作为设备健康状态处于优秀状态的分界点，60分是设备健康状态处于合格状态的临界点，给出具体的评估规则以使得由专家给出的当前估值的准确性更高。
需要说明的是，因能源系统中存在着大量的能源设备，如内燃机、锅炉、制冷机等，不同的设备对应着不同的评估指标，不同设备相同的评估指标也对应着不同的偏重，因此在对设备的健康状态进行评估时，先要确定设备的种类，然后确定该种设备对应的评估指标和评估指标对应的偏重。通常评估指标对应的偏重具有复用性，但是为了保证评估结果的准确性，仍需定期对评估指标对应的偏重进行核查，且在对设备的运行参数调整后，也需对设备对应的评估指标的偏重进行核查。
如图2所示，在本发明一个实施例中，步骤104，包括：
步骤1041，基于所述当前估值和所述置信度，确定所述设备对应的当前估值置信度矩阵；
步骤1042，基于所述当前估值置信度矩阵和所述偏重，确定所述设备的健康状态。
在上述实施例中，置信度的引入是为了在数据信息不足时，可以获取到较为准确的健康状态的评估结果，因此为了将置信度与最终的评估结果建立联系，将当前估值和置信度构建成当前估值置信度矩阵，以保证根据当前估值置信度矩阵和偏重确定出的设备的健康状态同样存在置信度的相关信息，在最终确定的设备健康状态评估结果中置信度的存在可以为评估结果的准确性提供较为可靠的参考。
如图3所示，在本发明一个实施例中，步骤1042，包括：
步骤10421，将所述当前估值置信度矩阵和所述偏重代入预先构建的目标函数，确定所述设备对应的健康状态评分；
步骤10422，根据预先划分的健康等级和所述设备对应的健康状态评分，确定所述设备的健康状态。
在上述实施例中，预先构建出目标函数，利用该目标函数，根据当前估值置信度矩阵和偏重可以计算出设备对应的健康状态评分，并预先对健康等级进行划分，明确每一个健康状态评分各自对应的健康等级，从而根据健康状态评分所处的健康等级确定设备的健康状态。具体的，在进行健康等级划分时，可以将健康等级进行更为具体的划分，例如，需维修(已存在问题)、需检修(可能存在问题)、合格、良好、优秀等，用户可以根据实际场景进行健康等级的划分。
在本发明一个实施例中，所述目标函数包括：
Figure BDA0002467697730000071
其中，f表征健康状态评分；
R表征当前估值置信度矩阵，具体如下所示：
Figure BDA0002467697730000081
r表征当前估值，v表征置信度，m表征专家数量，n表征评估指标数量，rij表征第i个专家对评估指标j的评分，vij表征rij的置信度，Rj表征当前估值置信度矩阵的第j列；
ωj表征评估指标j对应的权重。
在上述实施例中，根据该目标函数可以根据m个专家为每一个评估指标评估出的当前估值，及每一个评估指标各自对应的偏重进行计算，确定出健康状态评分，实现对设备健康状态的量化评估。
具体的，置信度由多位专家给出，根据数据信息的充分程度可以将置信度进行等级划分，每个等级置信度区间不重合且都在[0,1]之间，其中越接近1表示越可信，置信度区间的划分可以根据均值法划分区间，例如，等级A置信度区间为[0,0.2]，等级B置信度区间为[0.2,0.4]，…，等级L置信度区间为[0.8，1]，如此给出置信度的等级划分情况可以使得专家在给出置信度时准确性更高。
需要说明的是，专家给出的置信度可以为置信度等级也可以为置信度分数，即在(r11,v11)中，r11表征第一个专家对第一个评估指标的评分，v11表征第一个专家对第一个评估指标对应的当前估值给出的置信度，该置信度可以为专家具体给出的置信度分数如0.9，也可以为置信度等级如L。当在当前估值置信度矩阵中的置信度为置信度等级时，可以提前对置信度等级的加和结果的规则进行确定，例如，存在9个评估指标，则将某个专家9个评估指标对应的当前估值与权重相乘后再相加的结果确定为该专家对设备综合评估结果，则在根据目标函数进行计算后，若某一专家对设备的综合评估结果置信度部分的显示数据为7A2B时，则该专家对设备的综合评估结果为A，若某一专家对设备的综合评估结果置信度部分的显示数据为8L1C，则该专家对设备的综合评估结果为L。当在当前估值置信度矩阵中的置信度为置信度分值时，可以将该置信度分值与权重相乘后再相加获取某一专家对设备的综合评估结果置信度部分的相关数据。
特别的，根据上述目标函数会确定出每一个专家对设备的综合评估结果，则可以根据每一个专家对设备的综合评估结果确定出设备的健康状态评分，例如存在8个专家，其中7个专家的综合评估结果为80～90之间，一个专家的综合评估结果在70～80之间，则将设备的健康状态评分最终确定为80～90之间，最终评估结果为设备的健康状态良好，即预先对由多个专家的综合评估结果确定设备的健康状态评分的规则进行确定，则可以确定出较为准确的健康状态评分。当然也可以将目标函数设置为
Figure BDA0002467697730000091
即在确定出各个专家的综合评估结果后，再将各个专家的综合评估结果相加确定健康状态评分，或者目标函数也可以设置为
Figure BDA0002467697730000092
用户可以根据实际情况构建目标函数。
在本发明一个实施例中，所述至少一个评估指标各自对应的偏重根据如下所述步骤确定：
获取权重评分矩阵A：
Figure BDA0002467697730000093
其中，m表征专家数量，n表征评估指标数量，aij表征第i个专家对评估指标j的权重评分，i＝1、2…m，j＝1、2…n；
根据公式1对所述权重评分矩阵进行归一化处理，得归一化后的权重评分矩阵B，所述公式1如下所示：
Figure BDA0002467697730000094
其中，bij表征归一化后的第i个专家对评估指标j的权重评分；
根据公式2和归一化后的权重评分矩阵，确定所述至少一个评估指标各自对应的偏重，所述公式2如下所示：
Figure BDA0002467697730000101
其中，ωj表征评估指标j的权重。
在上述实施例中，采用专家打分法对评估指标的权重进行确认，以保证确定出的权重具有可信性。具体的，选取m个专家为n个评估指标进行评分，从而确定出每一个评估指标各自对应的权重评分，为清楚准确地对各个权重评分进行记录，以专家信息为行、评估指标为列构建权重评分矩阵，然后对权重评分矩阵中的权重评分进行归一化，以保证归一化后的权重评分矩阵中的元素取值范围为[0,1]，进一步利用归一化后的每一个专家的权重评分的算术平均值计算出评估指标各自对应的权重，当然了，也可以根据专家的水平，对专家归一化后的权重评分进行加权平均值的计算，确定出评估指标的权重。
在本发明一个实施例中，所述至少一个评估指标包括：设备基本状况、设备运行工况和设备历史信息。
在上述实施例中，评估指标包括三部分即设备基本状况，设备运行工况以及设备历史信息。其中设备基本状况包括设备的技术参数、质量等级；设备运行工况包括设备运行年限、运行数据；设备历史信息包括缺陷记录、检修记录、同类型设备运行史等。这三部分评估指标基本囊括了设备涉及到的各个数据，多角度多维度的表现出设备的健康状态，从而保证根据各个评估指标评估出的设备健康状态的准确性较高。
基于与上述方法相同的发明构思，如图4所示，本发明实施例提供了一种设备健康状态的评估装置，包括：
获取处理模块401，用于获取预先确定的设备对应的至少一个评估指标和所述至少一个评估指标各自对应的偏重；
估值确定模块402，用于确定各个所述评估指标各自对应的至少一个当前估值；
置信度确定模块403，用于确定各个所述当前估值各自对应的置信度；
状态确定模块404，用于基于所述当前估值、所述置信度和所述偏重，确定所述设备的健康状态。
如图5所示，在本发明一个实施例中，所述状态确定模块404，包括：
矩阵确定单元4041，用于基于所述当前估值和所述置信度，确定所述设备对应的当前估值置信度矩阵；
状态确定单元4042，用于基于所述当前估值置信度矩阵和所述偏重，确定所述设备的健康状态。
为了描述的方便，描述以上装置实施例时以功能分为各种单元或模块分别描述，在实施本发明时可以把各单元或模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
图6是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。在硬件层面，该电子设备包括处理器601以及存储有执行指令的存储器602，可选地还包括内部总线603及网络接口604。其中，存储器602可能包含内存6021，例如高速随机存取存储器(Random-AccessMemory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器6022(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等；处理器601、网络接口604和存储器602可以通过内部总线603相互连接，该内部总线603可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(ExtendedIndustry Standard Architecture，扩展工业标准结构)总线等；内部总线603可以分为地址总线、数据总线、控制总线等，为便于表示，图6中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。当处理器601执行存储器602存储的执行指令时，处理器601执行本发明任意一个实施例中的方法，并至少用于执行如图1、图2、图3所示的方法。
在一种可能实现的方式中，处理器从非易失性存储器中读取对应的执行指令到内存中然后运行，也可从其它设备上获取相应的执行指令，以在逻辑层面上形成一种设备健康状态的评估装置。处理器执行存储器所存放的执行指令，以通过执行的执行指令实现本发明任一实施例中提供的一种设备健康状态的评估方法。
处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，包括执行指令，当电子设备的处理器执行执行指令时，所述处理器执行本发明任意一个实施例中提供的方法。该电子设备具体可以是如图6所示的电子设备；执行指令是一种设备健康状态的评估装置所对应计算机程序。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或软件和硬件相结合的形式。
本发明中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者锅炉不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者锅炉所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者锅炉中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种设备健康状态的评估方法，其特征在于，包括：
获取预先确定的设备对应的至少一个评估指标和所述至少一个评估指标各自对应的偏重；
确定各个所述评估指标各自对应的至少一个当前估值；
确定各个所述当前估值各自对应的置信度；
基于所述当前估值、所述置信度和所述偏重，确定所述设备的健康状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述当前估值、所述置信度和所述偏重，确定所述设备的健康状态，包括：
基于所述当前估值和所述置信度，确定所述设备对应的当前估值置信度矩阵；
基于所述当前估值置信度矩阵和所述偏重，确定所述设备的健康状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述当前估值置信度矩阵和所述偏重，确定所述设备的健康状态，包括：
将所述当前估值置信度矩阵和所述偏重代入预先构建的目标函数，确定所述设备对应的健康状态评分；
根据预先划分的健康等级和所述设备对应的健康状态评分，确定所述设备的健康状态。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标函数包括：
Figure FDA0002467697720000011
其中，f表征健康状态评分；
R表征当前估值置信度矩阵，具体如下所示：
Figure FDA0002467697720000012
r表征当前估值，v表征置信度，m表征专家数量，n表征评估指标数量，rij表征第i个专家对评估指标j的估值，vij表征rij的置信度，Rj表征当前估值置信度矩阵的第j列；
ωj表征评估指标j对应的权重。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个评估指标各自对应的偏重根据如下所述步骤确定：
获取权重评分矩阵A：
Figure FDA0002467697720000021
其中，m表征专家数量，n表征评估指标数量，aij表征第i个专家对评估指标j的权重评分，i＝1、2…m，j＝1、2…n；
根据公式1对所述权重评分矩阵进行归一化处理，得归一化后的权重评分矩阵B，所述公式1如下所示：
Figure FDA0002467697720000022
其中，bij表征归一化后的第i个专家对评估指标j的权重评分；
根据公式2和归一化后的权重评分矩阵，确定所述至少一个评估指标各自对应的偏重，所述公式2如下所示：
Figure FDA0002467697720000023
其中，ωj表征评估指标j的权重。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个评估指标包括：设备基本状况、设备运行工况和设备历史信息。
7.一种设备健康状态的评估装置，其特征在于，包括：
获取处理模块，用于获取预先确定的设备对应的至少一个评估指标和所述至少一个评估指标各自对应的偏重；
估值确定模块，用于确定各个所述评估指标各自对应的至少一个当前估值；
置信度确定模块，用于确定各个所述当前估值各自对应的置信度；
状态确定模块，用于基于所述当前估值、所述置信度和所述偏重，确定所述设备的健康状态。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述状态确定模块，包括：
矩阵确定单元，用于基于所述当前估值和所述置信度，确定所述设备对应的当前估值置信度矩阵；
状态确定单元，用于基于所述当前估值置信度矩阵和所述偏重，确定所述设备的健康状态。
9.一种可读介质，包括执行指令，当电子设备的处理器执行所述执行指令时，所述电子设备执行如权利要求1至6中任一所述的方法。
10.一种电子设备，包括处理器以及存储有执行指令的存储器，当所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令时，所述处理器执行如权利要求1至6中任一所述的方法。
CN202010339030.0A 2020-04-26 2020-04-26 设备健康状态的评估方法、装置、可读介质及电子设备 Pending CN111401795A (zh)

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