CN112801525A - 机械设备的健康状态评估方法及装置 - Google Patents

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CN112801525A CN202110157753.3A CN202110157753A CN112801525A CN 112801525 A CN112801525 A CN 112801525A CN 202110157753 A CN202110157753 A CN 202110157753A CN 112801525 A CN112801525 A CN 112801525A
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宋小宁
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Abstract

本发明提供一种机械设备的健康状态评估方法及装置，该方法包括：对于待评估机械设备中的任一子系统，根据该子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息对该子系统的健康状态进行评估，获取该子系统的健康状态评估值；根据所述待评估机械设备中所有子系统的健康状态评估值，获取所述待评估机械设备的健康状态评估值。本发明实现使用全面、有效的指标对各子系统健康状态的准确评估，并全面表征待评估机械设备整机的健康状态，使得对待评估机械设备的健康状态评估更加准确。

Description

机械设备的健康状态评估方法及装置
技术领域
本发明涉及机械设备的智能维护技术领域，尤其涉及一种机械设备的健康状态评估方法及装置。
背景技术
在物联网和工业互联网的驱动下，伴随着智能制造战略的实施，企业更加注重精细化管理，其中设备的健康管理更是重中之重。随着工业的发展，设备维护策略从故障维修(即当机器发生问题时，采取维修的方式)、定期维修阶段(基于设备运行时间来进行维保)，向基于状态维修策略(基于设备运行状态的维修)发展。
状态维护策略能够提前预警异常的工作状态，并协调设备管理层面的各个功能，如健康管理，预警管理等。状态维护策略通过统筹的方法，可以提高设备有效作业率，减少设备停机率，减少备件库存，减少能源消耗等。而基于状态维修策中亟待解决的问题是如何对设备的健康状态进行准确评估。
现有的机械设备健康状态评估方法根据机械设备的使用时长和保养记录对机械设备的健康状态进行评估。但是，机械设备的结构复杂，仅根据机械设备的使用时长和保养记录，很难准确获取机械设备的健康状态。并且，机械设备各系统及组件之间存在很多错综复杂和强关联耦合的相互关系，不同系统及组件对机械设备的影响程度不同，所以采用这种方法不能表征机械设备整体的健康状态。
发明内容
本发明提供一种机械设备的健康状态评估方法及装置，用以解决现有技术中依赖机械设备的使用时长和保养记录，很难准确获取机械设备的健康状态，且不能表征机械设备整体的健康状态的缺陷，实现准确评估机械设备的健康状态。
本发明提供一种机械设备的健康状态评估方法，包括：
对于待评估机械设备中的任一子系统，根据该子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息对该子系统的健康状态进行评估，获取该子系统的健康状态评估值；
根据所述待评估机械设备中所有子系统的健康状态评估值，获取所述待评估机械设备的健康状态评估值。
根据本发明提供的一种机械设备的健康状态评估方法，所述对于待评估机械设备中的任一子系统，根据该子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息对该子系统的健康状态进行评估，获取该子系统的健康状态评估值，包括：
根据该子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息，分别获取该子系统的故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分；
根据所述故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分对该子系统的健康状态进行评估，获取该子系统的健康状态评估值。
根据本发明提供的一种机械设备的健康状态评估方法，根据所述根据该子系统的故障信息获取故障信息的评分，包括：
根据所述故障信息，获取该子系统的故障类别；
根据所述故障信息中的故障持续时间，获取所述故障持续时间的类别；
根据所述故障信息中的故障发生频率，获取所述故障发生频率的类别；
根据所述故障类别对应的扣分值、故障持续时间的类别对应的扣分值和故障发生频率的类别对应的扣分值，获取所述故障信息的评分。
根据本发明提供的一种机械设备的健康状态评估方法，所述故障信息的评分的计算公式为：
Figure BDA0002934427350000031
其中，T为所述故障信息的评分，I为所述故障信息的初始评分，aj,bj,dj为权重系数，Aj为所述故障信息中第j个故障的故障类别对应的扣分值，Bj为所述第j个故障的故障持续时间的类别对应的扣分值，Dj为所述第j个故障的故障发生频率的类别对应的扣分值，m为所述故障信息中故障的总数量。
根据本发明提供的一种机械设备的健康状态评估方法，所述根据所述故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分对该子系统的健康状态进行评估，获取该子系统的健康状态评估值，包括：
使用权重分析方法获取所述故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分的权重；
根据所述权重对所述故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分进行加权求和；
根据加权求和结果获取该子系统的健康状态评估值。
根据本发明提供的一种机械设备的健康状态评估方法，所述根据所述待评估机械设备中所有子系统的健康状态评估值，获取所述待评估机械设备的健康状态评估值，包括：
使用权重分析方法获取所述待评估机械设备中各子系统的健康状态评估值的权重值；
根据各子系统的健康状态评估值的权重值和各子系统的健康状态评估值，获取所述待评估机械设备的健康状态评估值。
根据本发明提供的一种机械设备的健康状态评估方法，所述待评估机械设备为挖掘机，所述挖掘机的子系统包括液压系统、电气系统、动力系统、回转装置、工作装置和行走装置。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述机械设备的健康状态评估方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述机械设备的健康状态评估方法的步骤。
本发明提供的机械设备的健康状态评估方法及装置，通过综合考虑各子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息对各子系统的健康状态进行评估，使得各子系统获取的健康状态评估值更加准确，并综合考虑所有子系统的健康状态评估值对待评估机械设备进行健康状态评估，全面表征待评估机械设备整机的健康状态，使得对待评估机械设备的健康状态评估更加准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的机械设备的健康状态评估方法的流程示意图之一；
图2是本发明提供的机械设备的健康状态评估方法的中机械设备的健康状态评估的结构示意图；
图3是本发明提供的机械设备的健康状态评估方法的流程示意图之二；
图4是本发明提供的机械设备的健康状态评估装置的结构示意图；
图5是本发明提供的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，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
下面结合图1描述本发明的机械设备的健康状态评估方法，包括：步骤101，对于待评估机械设备中的任一子系统，根据该子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息对该子系统的健康状态进行评估，获取该子系统的健康状态评估值；
其中，待评估机械设备可以是挖掘机、推土机、起重机、泵车、港机、压路机或旋挖钻机等机械设备，本实施例不限于待评估机械设备的类型。对于待评估机械设备中的任一子系统，可以对该子系统进行监控，以实时获取该子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息。
对于故障信息，根据故障信息可以确定该系统发的故障类型，故障位置和故障时间等，通过对故障信息进行分析可以反映该系统的健康状态。对于故障预警信息，可以是根据对该子系统进行监控时采集的该子系统在工作状态下的监测数据，并基于数据挖掘方法和机理模型等方法对该子系统进行故障预警后获取的信息，这些预警信息是对该子系统的故障预警，也能反映该子系统的健康状态。对于使用时长，随着该子系统的使用年限增加，该子系统的结构会出现老化，相关功能也会退化，因此使用时长也能反映该子系统的健康状态。对于保养信息，相较于长期不保养或者保养不规律，经常定期对该子系统进行保养，该子系统的健康状态更好，因此保养信息也能反映该子系统的健康状态。对于维修信息，经常维修的设备和经常看病的人一样，健康状态不佳，换新件后子系统的健康状态会提升，因此维修信息也是反映该子系统的健康状态的重要指标之一。对于载荷作业信息，若该子系统经常处于载荷作业，则相较与正常使用状态下，该子系统老化的更快，性能也会降低的更快，所以载荷作业信息也是健康状态评估的一个重要指标。对于工况信息，若该子系统经常工作在恶劣环境下，则健康度也会下降，如经常工作在矿区、高温环境下。因此，工况信息也是健康状态评估的一个重要指标。
本实施例综合考虑故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息，将其作为该子系统的健康评估指标，使得该子系统的健康评估指标更加全面和有效。因此，根据这些健康评估指标对该子系统进行健康状态评估，可以获取更加准确的健康状态评估值。
步骤102，根据所述待评估机械设备中所有子系统的健康状态评估值，获取所述待评估机械设备的健康状态评估值。
具体地，由于待评估机械设备中包含多个子系统，且各子系统之间存在一定的关联性，任一子系统发生故障都可能影响待评估机械设备的健康状态。因此，综合考虑待评估机械设备中所有子系统的健康状态评估值，对待评估机械设备进行健康状态评估，可以全面表征整个待评估机械设备的健康状态，使得待机械设备的健康状态评估值更加准确。
本实施例综合考虑各子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息对各子系统的健康状态进行评估，使得各子系统获取的健康状态评估值更加准确，并综合考虑所有子系统的健康状态评估值对待评估机械设备进行健康状态评估，全面表征待评估机械设备整机的健康状态，使得对待评估机械设备的健康状态评估更加准确。
在上述实施例的基础上，本实施例中所述对于待评估机械设备中的任一子系统，根据该子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息对该子系统的健康状态进行评估，获取该子系统的健康状态评估值，包括：根据该子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息，分别获取该子系统的故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分；根据所述故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分对该子系统的健康状态进行评估，获取该子系统的健康状态评估值。
具体地，由于不同的故障信息、不同的故障预警信息，不同的使用时长、不同的保养信息和不同的工作环境等都会对各子系统的健康状态产生不同程度的影响。因此，可以先对不同的故障信息、不同的故障预警信息、不同的使用时长、不同的保养信息、不同的维修信息、不同的载荷作业信息和不同的工况信息进行评分，并根据这些评分对该子系统进行健康状态评估。
如图2所示，对故障信息进行评分时，可以根据故障信息获取该子系统的故障程度和故障持续时间等。并根据故障程度和故障持续时间等获取故障信息的评分。本实施例不限于对故障信息进行评分的方法。例如，可以根据故障程度对故障信息进行评分，故障越严重，故障信息的评分越低。
对故障预警信息进行评分时，可以根据故障预警信息获取故障预警的严重程度和置信度等，根据故障预警的严重程度和置信度等获取故障预警信息的评分，本实施例不限于这种方式。
对使用时长进行评分时，使用时长越长，使用时长的评分越低。例如，可以根据机械设备总寿命和出厂后的使用时长，计算使用时长的评分。对保养信息进行评分时，可以根据保养信息获取保养频次等，并根据保养频次获取保养信息的评分。保养频次越高，则保养信息的评分越高。也可以根据保养信息中机械设备不按时保养的次数，最近一次保养的持续时间等信息，计算保养信息的评分。
对维修信息进行评分时，可以根据维修信息获取近期维护的次数、远期维护的次数和换新件的时间等，并根据近期维护的次数、远期维护的次数和换新件的时间获取维修信息的评分。换新件的时间越近，则维修信息的评分越高。
对载荷作业信息进行评分时，可以根据载荷作业信息获取载荷作业的次数，并根据载荷作业的次数获取载荷作业信息的评分。其中，载荷作业的次数分为近期重载次数、中载次数和轻载次数，以及远期重载次数、中载次数和轻载次数。还可以根据载荷作业信息获取每次载荷作业持续时间，综合载荷作业的次数和每次载荷作业持续时间对载荷作业信息进行评分，本实施例不限于对载荷作业信息进行评分的具体方式。
对工况信息进行评分，可以根据工况信息获取该子系统所处的工作环境，以及该工作环境下持续工作的时长等，根据工作环境和该工作环境下持续工作的时长获取工况信息的评分。也可以根据工作温度和工作地理位置获取工况信息的评分。本实施例不限于这种方式。
在上述实施例的基础上，本实施例中根据所述根据该子系统的故障信息获取故障信息的评分，包括：根据所述故障信息，获取该子系统的故障类别；根据所述故障信息中的故障持续时间，获取所述故障持续时间的类别；根据所述故障信息中的故障发生频率，获取所述故障发生频率的类别；根据所述故障类别对应的扣分值、故障持续时间的类别对应的扣分值和故障发生频率的类别对应的扣分值，获取所述故障信息的评分。
具体地，由于子系统在运行过程中不可避免地出现一些故障和缺陷，且不同类别的故障对子系统的健康状态影响不同。因此，获取故障信息后，可以根据故障信息，判断子系统的故障类别。判断故障类别的方法，可以是将故障信息与预先存储的故障信息进行匹配，将匹配的故障信息所属的类别作为该故障信息的类别，或将故障信息输入到分类器中获取故障信息的类别，本实施例不限于故障信息分类的方式。其中，故障类别可以为四类，本实施例不限于故障类别的数量。如，故障类别可以包括重大故障、中等故障、微小故障和警告。其中，重大故障直接导致子系统不能正常使用，微小故障不影响子系统的正常运行。
人的亚健康是一种临界状态。处于亚健康状态的人，虽然没有明确的疾病，但却出现精神活力和适应能力的下降。如果这种状态不能得到及时的纠正，非常容易引起心身疾病，包括心理障碍、胃肠道疾病、高血压和注意力不集中等。然而，健康检查并无器官上的问题，所以主要是功能性的问题。处于亚健康状态的人，除了疲劳和不适，不会有生命危险。但如果不及时治疗，或碰到高度刺激，如熬夜、发脾气等应激状态下，很容易出现猝死。
待评估机械设备也跟人一样，也存在微小故障。通常微小故障不影响子系统的正常运行。一般会选择带故障工作，待工程结束后进行维修。部分子系统可以保留一些故障和缺陷，但这并不意味着可以无限制地保留故障和缺陷来提高工作的效益。当微小故障持续时长过长，也会对子系统造成重大影响。因此，还需要考虑故障持续时间对子系统的影响。可以根据故障持续时间，判断故障持续时间的类别。故障持续时间的类别可以为两类，本实施例不限于故障持续时间的类别的数量。如，故障持续时间的类别可以是近期故障和远期故障。
还可以根据故障信息中的故障发生频率，获取故障发生频率的类别。故障发生频率的类别可以为两类，本实施例不限于故障发生频率的类别的数量。如，故障发生频率的类别可以是经常发生故障和非经常发生故障。其中，经常发生故障为子系统的同族设备中经常发生的故障。判断故障持续时间的类别和故障发生频率的类别的方式与判断故障类别的方式类似。
每种故障类别、每种故障持续时间的类别和每种故障发生频率的类别分别对应不同的扣分值。如，重大故障的扣分值远大于微小故障的扣分值；近期故障的扣分值远大于远期故障的扣分值。根据故障类别对应的扣分值、故障持续时间的类别对应的扣分值和故障发生频率的类别对应的扣分值，可以获取所述故障信息的评分。综合考虑故障类别、故障持续时间的类别和故障发生频率的类别对故障信息进行评分，可以使得故障信息的评分结果更加准确。
同理故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分也可以通过类似的方式获取。
在上述实施例的基础上，本实施例中所述故障信息的评分的计算公式为：
Figure BDA0002934427350000111
其中，T为所述故障信息的评分，I为所述故障信息的初始评分，aj,bj,dj为权重系数，Aj为所述故障信息中第j个故障的故障类别对应的扣分值，Bj为所述第j个故障的故障持续时间的类别对应的扣分值，Dj为所述第j个故障的故障发生频率的类别对应的扣分值，m为所述故障信息中故障的总数量。
具体地，可以将故障类别对应的扣分值、故障持续时间的类别对应的扣分值和故障发生频率的类别对应的扣分值加权相加，根据加权相加结果获取故障信息的评分。此外，也可以将故障类别对应的扣分值、故障持续时间的类别对应的扣分值和故障发生频率的类别对应的扣分值直接相加后，获取故障信息的评分，本实施例不限于获取故障信息的评分的方式。
同理也可以按照上述计算公式，获取预警信息的评分。即，可以根据预警信息中各预警的严重程度和置信度等信息计算单个预警扣分项，然后将各预警严重程度和置信度等信息对应的扣分加权相加，获取每个预警的扣分值。将预警信息中所有预警的扣分值相加，获取预警信息的总扣分值。然后，将预警信息的初始评分值减去预警信息的总扣分值，获取预警信息的评分。
在上述实施例的基础上，本实施例中所述根据所述故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分对该子系统的健康状态进行评估，获取该子系统的健康状态评估值，包括：使用权重分析方法获取所述故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分的权重；根据所述权重对所述故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分进行加权求和；根据加权求和结果获取该子系统的健康状态评估值。
其中，权重分析方法可以是层次分析方法、环比分析方法、主成分分析方法、专家赋值法或熵值分析方法等，本实施例不限于权重分析方法的类型。如图3所示，根据权重分析方法对故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分进行分析，可以获取各评分对该子系统的健康状态的影响程度的权重。可以将各评分与对应权重相乘后相加后获取该子系统的健康状态评估值。计算该子系统的健康状态评估值的计算公式为：
Pi＝λi,1Si,1+λi,2Si,2+λi,3Si,3+λi,4Si,4+λi,5Si,5+λi,6Si,6+λi,7Si,7；
其中，Pi为第i个子系统的健康状态评估值，λi,1、λi,2、λi,3、λi,4、λi,5、λi,6和λi,7为权重系数，Si,1、Si,2、Si,3、Si,4、Si,5、Si,6和Si,7分别为第i个子系统的故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分。
本实施综合考虑故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分对该子系统的健康状态的影响，使得获取的该子系统的健康状态评估值更加准确。
在上述各实施例的基础上，本实施例中所述根据所述待评估机械设备中所有子系统的健康状态评估值，获取所述待评估机械设备的健康状态评估值，包括：使用权重分析方法获取所述待评估机械设备中各子系统的健康状态评估值的权重值；根据各子系统的健康状态评估值的权重值和各子系统的健康状态评估值，获取所述待评估机械设备的健康状态评估值。
具体地，本实施例中权重分析方法的类型可以与确定各评分的权重时采用的权重分析相同，也可以不同。根据权重分析方法对各子系统的健康状态评估值进行分析，可以获取各子系统的健康状态评估值对待评估机械设备的健康状态的影响程度的权重。如图3所示，待评估机械设备的健康状态评估值可以是将各子系统的健康状态评估值与对应权重相乘后相加后获取，也可以是将各子系统的健康状态评估值经过预处理后，与对应权重相乘后相加后获取。待评估机械设备的健康状态评估值的计算公式为：
Figure BDA0002934427350000131
其中，P为待评估机械设备的健康状态评估值，Pi为第i个子系统的健康状态评估值，wi为权重系数，n为待评估机械设备中子系统的个数。获取待评估机械设备的健康状态评估值后，可以根据健康状态评估值将待评估机械设备的健康状态划分为多个等级。例如，健康状态评估值在第一预设范围内，则待评估机械设备的健康状态为正常，健康状态评估值在第二预设范围内，则待评估机械设备的健康状态为亚健康，健康状态评估值在第三预设范围内，则待评估机械设备的健康状态为不健康。
本实施例将整个待评估机械设备划分为多个子系统，并综合考虑各子系统的健康状态评估值对待评估机械设备的健康状态的影响，使得获取的待评估机械设备的健康状态评估值更加准确。
在上述各实施例的基础上，本实施例中所述待评估机械设备为挖掘机，所述挖掘机的子系统包括液压系统、电气系统、动力系统、回转装置、工作装置和行走装置。
具体地，可以直接将挖掘机划分为液压系统、电气系统、动力系统、回转装置、工作装置和行走装置等，根据这些子系统的健康状态评估值对挖掘机的健康状态进行评估。也可以将液压系统划分为多个液压系统子系统后，根据液压系统子系统的健康状态评估值对液压系统的健康状态进行评估后，再对挖掘机的健康状态进行评估。和/或对他子系统进一步划分后对挖掘机的健康状态进行评估。同样地，其他类型的待评估机械设备也可采用上述方式获取其健康状态评估值。下面对本发明提供的机械设备的健康状态评估装置进行描述，下文描述的机械设备的健康状态评估装置与上文描述的机械设备的健康状态评估方法可相互对应参照。
如图4所示，本实施例提供一种机械设备的健康状态评估装置，该装置包括获取模块401和评估模块402，其中：
获取模块401用于对于待评估机械设备中的任一子系统，根据该子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息对该子系统的健康状态进行评估，获取该子系统的健康状态评估值；
其中，待评估机械设备可以是挖掘机、推土机、起重机、泵车、港机、压路机或旋挖钻机等机械设备，本实施例不限于待评估机械设备的类型。对于待评估机械设备中的任一子系统，可以对该子系统进行监控，以实时获取该子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息。
对于故障信息，根据故障信息可以确定该系统发的故障类型，故障位置和故障时间等，通过对故障信息进行分析可以反映该系统的健康状态。对于故障预警信息，可以是根据对该子系统进行监控时采集的该子系统在工作状态下的监测数据，并基于数据挖掘方法和机理模型等方法对该子系统进行故障预警后获取的信息，这些预警信息是对该子系统的故障预警，也能反映该子系统的健康状态。对于使用时长，随着该子系统的使用年限增加，该子系统的结构会出现老化，相关功能也会退化，因此使用时长也能反映该子系统的健康状态。对于保养信息，相较于长期不保养或者保养不规律，经常定期对该子系统进行保养，该子系统的健康状态更好，因此保养信息也能反映该子系统的健康状态。对于维修信息，经常维修的设备和经常看病的人一样，健康状态不佳，换新件后子系统的健康状态会提升，因此维修信息也是反映该子系统的健康状态的重要指标之一。对于载荷作业信息，若该子系统经常处于载荷作业，则相较与正常使用状态下，该子系统老化的更快，性能也会降低的更快，所以载荷作业信息也是健康状态评估的一个重要指标。对于工况信息，若该子系统经常工作在恶劣环境下，则健康度也会下降。因此，工况信息也是健康状态评估的一个重要指标。
本实施例综合考虑故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息，将其作为该子系统的健康评估指标，使得该子系统的健康评估指标更加全面和有效。因此，根据这些健康评估指标对该子系统进行健康状态评估，可以获取更加准确的健康状态评估值。
评估模块402用于根据所述待评估机械设备中所有子系统的健康状态评估值，获取所述待评估机械设备的健康状态评估值。
具体地，由于待评估机械设备中包含多个子系统，且各子系统之间存在一定的关联性，任一子系统发生故障都可能影响待评估机械设备的健康状态。因此，综合考虑待评估机械设备中所有子系统的健康状态评估值，对待评估机械设备进行健康状态评估，可以全面表征整个待评估机械设备的健康状态，使得待机械设备的健康状态评估值更加准确。
本实施例综合考虑各子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息对各子系统的健康状态进行评估，使得各子系统获取的健康状态评估值更加准确，并综合考虑所有子系统的健康状态评估值对待评估机械设备进行健康状态评估，全面表征待评估机械设备整机的健康状态，使得对待评估机械设备的健康状态评估更加准确。
在上述实施例的基础上，本实施例中获取模块具体用于：根据该子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息，分别获取该子系统的故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分；根据所述故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分对该子系统的健康状态进行评估，获取该子系统的健康状态评估值。
在上述实施例的基础上，本实施例中还包括评分模块，用于根据所述故障信息，获取该子系统的故障类别；根据所述故障信息中的故障持续时间，获取所述故障持续时间的类别；根据所述故障信息中的故障发生频率，获取所述故障发生频率的类别；根据所述故障类别对应的扣分值、故障持续时间的类别对应的扣分值和故障发生频率的类别对应的扣分值，获取所述故障信息的评分。
在上述实施例的基础上，本实施例中所述故障信息的评分的计算公式为：
Figure BDA0002934427350000161
其中，T为所述故障信息的评分，I为所述故障信息的初始评分，aj,bj,dj为权重系数，Aj为所述故障信息中第j个故障的故障类别对应的扣分值，Bj为所述第j个故障的故障持续时间的类别对应的扣分值，Dj为所述第j个故障的故障发生频率的类别对应的扣分值，m为所述故障信息中故障的总数量。
在上述实施例的基础上，本实施例中获取模块，还用于使用权重分析方法获取所述故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分的权重；根据所述权重对所述故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分进行加权求和；根据加权求和结果获取该子系统的健康状态评估值。
在上述实施例的基础上，本实施例中评估模块具体用于：使用权重分析方法获取所述待评估机械设备中各子系统的健康状态评估值的权重值；根据各子系统的健康状态评估值的权重值和各子系统的健康状态评估值，获取所述待评估机械设备的健康状态评估值。
在上述实施例的基础上，本实施例中所述待评估机械设备为挖掘机，所述挖掘机的子系统包括液压系统、电气系统、动力系统、回转装置、工作装置和行走装置。
图5示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)501、通信接口(Communications Interface)502、存储器(memory)503和通信总线504，其中，处理器501，通信接口502，存储器503通过通信总线504完成相互间的通信。处理器501可以调用存储器503中的逻辑指令，以执行机械设备的健康状态评估方法，该方法包括：对于待评估机械设备中的任一子系统，根据该子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息对该子系统的健康状态进行评估，获取该子系统的健康状态评估值；
根据所述待评估机械设备中所有子系统的健康状态评估值，获取所述待评估机械设备的健康状态评估值。
此外，上述的存储器503中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的机械设备的健康状态评估方法，该方法包括：对于待评估机械设备中的任一子系统，根据该子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息对该子系统的健康状态进行评估，获取该子系统的健康状态评估值；根据所述待评估机械设备中所有子系统的健康状态评估值，获取所述待评估机械设备的健康状态评估值。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的机械设备的健康状态评估方法，该方法包括：对于待评估机械设备中的任一子系统，根据该子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息对该子系统的健康状态进行评估，获取该子系统的健康状态评估值；根据所述待评估机械设备中所有子系统的健康状态评估值，获取所述待评估机械设备的健康状态评估值。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种机械设备的健康状态评估方法，其特征在于，包括：
对于待评估机械设备中的任一子系统，根据该子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息对该子系统的健康状态进行评估，获取该子系统的健康状态评估值；
根据所述待评估机械设备中所有子系统的健康状态评估值，获取所述待评估机械设备的健康状态评估值。
2.根据权利要求1所述的机械设备的健康状态评估方法，其特征在于，所述对于待评估机械设备中的任一子系统，根据该子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息对该子系统的健康状态进行评估，获取该子系统的健康状态评估值，包括：
根据该子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息，分别获取该子系统的故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分；
根据所述故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分对该子系统的健康状态进行评估，获取该子系统的健康状态评估值。
3.根据权利要求2所述的机械设备的健康状态评估方法，其特征在于，根据所述根据该子系统的故障信息获取故障信息的评分，包括：
根据所述故障信息，获取该子系统的故障类别；
根据所述故障信息中的故障持续时间，获取所述故障持续时间的类别；
根据所述故障信息中的故障发生频率，获取所述故障发生频率的类别；
根据所述故障类别对应的扣分值、故障持续时间的类别对应的扣分值和故障发生频率的类别对应的扣分值，获取所述故障信息的评分。
4.根据权利要求3所述的机械设备的健康状态评估方法，其特征在于，所述故障信息的评分的计算公式为：
Figure FDA0002934427340000021
其中，T为所述故障信息的评分，I为所述故障信息的初始评分，aj,bj,dj为权重系数，Aj为所述故障信息中第j个故障的故障类别对应的扣分值，Bj为所述第j个故障的故障持续时间的类别对应的扣分值，Dj为所述第j个故障的故障发生频率的类别对应的扣分值，m为所述故障信息中故障的总数量。
5.根据权利要求2所述的机械设备的健康状态评估方法，其特征在于，所述根据所述故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分对该子系统的健康状态进行评估，获取该子系统的健康状态评估值，包括：
使用权重分析方法获取所述故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分的权重；
根据所述权重对所述故障信息的评分、故障预警信息的评分、使用时长的评分、保养信息的评分、维修信息的评分、载荷作业信息的评分和工况信息的评分进行加权求和；
根据加权求和结果获取该子系统的健康状态评估值。
6.根据权利要求1-5任一所述的机械设备的健康状态评估方法，其特征在于，所述根据所述待评估机械设备中所有子系统的健康状态评估值，获取所述待评估机械设备的健康状态评估值，包括：
使用权重分析方法获取所述待评估机械设备中各子系统的健康状态评估值的权重值；
根据各子系统的健康状态评估值的权重值和各子系统的健康状态评估值，获取所述待评估机械设备的健康状态评估值。
7.根据权利要求1-5任一所述的机械设备的健康状态评估方法，其特征在于，所述待评估机械设备为挖掘机，所述挖掘机的子系统包括液压系统、电气系统、动力系统、回转装置、工作装置和行走装置。
8.一种机械设备的健康状态评估装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于对于待评估机械设备中的任一子系统，根据该子系统的故障信息、故障预警信息、使用时长、保养信息、维修信息、载荷作业信息和工况信息对该子系统的健康状态进行评估，获取该子系统的健康状态评估值；
评估模块，用于根据所述待评估机械设备中所有子系统的健康状态评估值，获取所述待评估机械设备的健康状态评估值。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述机械设备的健康状态评估方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述机械设备的健康状态评估方法的步骤。
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