CN113128722A - 基于数据融合的火电设备健康智能闭环管理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于数据融合的火电设备健康智能闭环管理方法及系统，属于电力技术领域，包括获取实时设备生产数据，获取设备预警、报警状态和报警信号来源，优化系统自动控制，管理系统生成缺陷单，三维系统生成电子围栏，人工或分析仪器确定设备缺陷原因，检修系统生成检修计划，恢复设备健康，解决了以设备为核心，实现支持数据实时采集、设备健康监控诊断、设备运行自动优化控制、设备缺陷记录、电子围栏管理和设备检修计划评估的功能的技术问题，本发明以企业所有设备为管理对象，将监测、控制、管理、分析、诊断、数字化文档以及检修等系统功能整合和流程自动化，减少甚至无需人工参与。
Description
技术领域
本发明属于电力技术领域，涉及基于数据融合的火电设备健康智能闭环管理方法及系统。
背景技术
在节能降耗的政策压力下，电力行业的持续创新发展，智慧电厂以及虚拟电厂的研究、探索和建设逐步成为行业发展的共识。五大发电集团及大型发电企业均对智慧发电、虚拟发电进行了定义，从不同角度寻找研究方向实施智慧模块项目。包括立足于三维以及人员定位技术的安防系统，基于机理模型技术的运行诊断系统，基于数据挖掘技术的运行优化和调度优化系统等。在实践过程中发现为了满足电厂业务管理、决策分析等需求，需要对电厂经营管理、业务执行、设备实时运行各类数据进行统一管理，实现系统信息之间的交互。然而系统通常由不同技术方合作开发。出于对专有技术以及知识产权的保护，很难将内部业务逻辑共享进行深度研发，系统协同联动工作推动困难，各个模块相对独立运行要求不同岗位人员在各系统间频繁切换操作，数据录入重复，存在数据不一致性，数据流向不直观等问题，也为生产管理带来不便。
如何利用信息化技术提升设备效率与管理效能一直是企业生产管理的关注点。传统管理依赖人工维护，在工作环节中需要人工持续监盘、重复填报数据以及查阅大量设备、规程以及规范资料等，浪费时间的同时也无法保证信息的可靠性和及时性，降低了生产效率。
目前国内外对设备管理闭环也进行不同程度的研究，但多依赖于系统单独收集的有限数据，结论较为局限，分析决策也不够全面，实现了局部的闭环管理，无法实现企业级管理并为其他系统提供指导。例如设备的分享、追踪、授权、租借以及规划闭环管理，其重点对设备的使用时间和地点进行管理，防止设备租赁期间被滥用或偷盗，实现智能化的归还验收等功能。但电力设备种类多，包括位置固定、体型巨大的主辅机设备以及维修、检查使用的工具类设备。此方法可以应用于小型工具类设备的使用、归还、租赁等管理。但企业日常管理的重点是提升主辅机设备稳定运行时间保持设备健康状态，此方法无法适用。又例如故障模式的预知性维修闭环方法，该方法通过人工录入故障特征结合故障模式给出不同维修方案并进行仿真。管理重点是利用检修记录以及算法模型，为用户分析检修方式提供不同的维修策略。但检修记录和故障特征需要人工进行填写和分析，对运行人员要求高，需要人员能及时定位异常位置和分析出故障特性。同时对录入数据依赖性高，容易受异常错误录入信息影响，因此仅是实现了部分检修管理的闭环。
发明内容
本发明的目的是提供基于数据融合的火电设备健康智能闭环管理方法及系统，解决了以设备为核心，实现支持数据实时采集、设备健康监控诊断、设备运行自动优化控制、设备缺陷记录、电子围栏管理和设备检修计划评估的功能的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
基于数据融合的火电设备健康智能闭环管理方法，建立设备数据获取系统、优化系统、管理系统、三维系统、维修系统和三维VR拆解模块；
数据获取系统实时获取设备生产的数据，包括设备预警数据、报警状态数据和报警信号来源数据，数据获取系统将数据推送给优化系统；
优化系统根据获取的数据，判断是否来自优化系统，从而判断是在优化系统中进行处理还是推送给管理系统；
管理系统根据推送的数据生成缺陷单，根据缺陷单生成工作票信息，并将工作票信息推送给三维系统；
三维系统获取工作票信息，根据设备位置自动或手动生成围栏，用于分配执行人进入电子围栏的权限以及允许进入的时间，持续监督记录人员进出记录，若有误入，则进行报警，避免无关人员误入、误操作带来人员和设备安全隐患。有权限的执行人员允许时间进入设备围栏区域进行缺陷检查和分析；
人工或分析仪器确定设备缺陷原因，执行人到达设备电子围栏内完成工作票任务。根据经验、三维设备关联的数字化文档或者借助在线仪器分析明确设备缺陷原因完善缺陷单内容。针对故障原因在条件允许的情况下进行维修，设备恢复到可使用状态关闭报警。缺陷单记录包括缺陷设备、部件、原因、修复的方式等信息推送至检修系统。若不支持立即维修则纳入定期维修计划或者物料条件满足时进行，维修计划执行完成后设备恢复到可使用状态关闭报警，缺陷单记录包含缺陷设备、部件、原因、修复的方式等信息推送至检修系统。
维修人员完成维修后，在检修系统中上传缺陷单；
检修系统获取缺陷单，分析发生缺陷的设备或者零部件、缺陷的原因，修复的方式对设备部件可靠的影响，修正老化趋势，评估再次发生的概率和时间，合理安排检修计划；
通过三维VR拆解模块培训提升人员检修能力，根据检修计划，工作人员在指定时间对设备进行拆解维修，借助三维/VR拆解模块培训提升人员检修能力，更换零部件保障设备长期稳定可靠的运行，确保设备长期健康状态，减少故障停机的可能性完善智能闭环管理。
优选的，数据获取系统实时获取设备生产的数据后，将获取的实时设备生产数据与设备运行数据合理范围进行对比：
将即将超过合理范围的设备置为预警状态；
将已经超过合理范围的设备置为报警状态。
优选的，优化系统根据获取的数据，判断是否来自优化系统：
若报警信号来自优化系统，则优化系统自动调整系统工况，使设备恢复到健康状态，关闭报警状态完成智能闭环管理，若优化系统长期调整仍然无法将设备恢复到健康状态，则报警状态信息推送给管理系统；
若报警信号来自其他系统，则报警状态信息推送给管理系统。
优选的，管理系统根据报警状态信息生成缺陷单，管理系统收到优化系统或其他系统的报警状态信息，根据报警设备信息、设备所属于专业和报警来源信息生成缺陷单，并展示给工作人员进行修改和确认后，启动消缺流程。
优选的，缺陷单包含缺陷设备、部件、原因和修复的方式。
基于数据融合的火电设备健康智能闭环管理系统，包括数据获取系统、优化系统、管理系统、三维系统、维修系统和三维VR拆解模块，数据获取系统、优化系统、管理系统、三维系统、维修系统和三维VR拆解模块之间通过互联网相同通信；
数据获取系统用于高频采集并存储设备运行数据，为后续分析提供数据基础；
优化系统用于将数据进行融合，生成报警信号，根据报警信号来源，自动调整系统工况，使设备恢复到健康状态，并将自其他系统的报警信号推送给管理系统；
管理系统用于生成缺陷单；
三维系统用于生成电子围栏；
维修系统生成检修计划；
三维VR拆解模块用于培训提升人员检修能力。
优选的，所述数据获取系统、优化系统、管理系统、三维系统、维修系统和三维VR拆解模块均为服务器集群。
本发明的有益效果：
本发明所述的基于数据融合的火电设备健康智能闭环管理方法及系统，解决了以设备为核心，实现支持数据实时采集、设备健康监控诊断、设备运行自动优化控制、设备缺陷记录、电子围栏管理和设备检修计划评估的功能的技术问题，本发明以企业所有设备为管理对象，将监测、控制、管理、分析、诊断、数字化文档以及检修等系统功能整合和流程自动化，减少甚至无需人工参与，避免在各个管理系统间切换，避免数据的重复录入，保证数据一致性，数据流向更直观，各个管理模块获取数据及时，准确，分析结论更全面，提高生产管理自动化水平。
附图说明
图1为本发明的流程图。
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。
实施例1：
如图1所示的基于数据融合的火电设备健康智能闭环管理方法，建立设备数据获取系统、优化系统、管理系统、三维系统、维修系统和三维VR拆解模块；
数据获取系统实时获取设备生产的数据，包括设备预警数据、报警状态数据和报警信号来源数据，数据获取系统将数据推送给优化系统；
优化系统根据获取的数据，判断是否来自优化系统，从而判断是在优化系统中进行处理还是推送给管理系统；
管理系统根据推送的数据生成缺陷单，根据缺陷单生成工作票信息，并将工作票信息推送给三维系统；
三维系统获取工作票信息，根据设备位置自动或手动生成围栏，用于分配执行人进入电子围栏的权限以及允许进入的时间，持续监督记录人员进出记录，若有误入，则进行报警；
维修人员完成维修后，在检修系统中上传缺陷单；
检修系统获取缺陷单，分析发生缺陷的设备或者零部件、缺陷的原因，修复的方式对设备部件可靠的影响，修正老化趋势，评估再次发生的概率和时间，合理安排检修计划；
通过三维VR拆解模块培训提升人员检修能力。
优选的，数据获取系统实时获取设备生产的数据后，将获取的实时设备生产数据与设备运行数据合理范围进行对比：
将即将超过合理范围的设备置为预警状态；
将已经超过合理范围的设备置为报警状态。
本实施例中，数据获取系统获取设备预警、报警状态和报警信号来源，获取的实时设备生产数据与设备运行数据合理范围对比。预测即将超过合理范围的设备置为预警状态，已经超过合理范围的设备置为报警状态，其中预警状态经过人工确认后可直接转为报警状态。设备运行数据合理范围由包括不限于机理模型、规则模型以及阀值范围来确定的。其中机理模型、规则模型以及阈值来自不同系统；记录报警状态对应的模型、系统信息作为报警信号来源。
优选的，优化系统根据获取的数据，判断是否来自优化系统：
若报警信号来自优化系统，则优化系统自动调整系统工况，使设备恢复到健康状态，关闭报警状态完成智能闭环管理，若优化系统长期调整仍然无法将设备恢复到健康状态，则报警状态信息推送给管理系统；
若报警信号来自其他系统，则报警状态信息推送给管理系统。
优选的，管理系统根据报警状态信息生成缺陷单，管理系统收到优化系统或其他系统的报警状态信息，根据报警设备信息、设备所属于专业和报警来源信息生成缺陷单，并展示给工作人员进行修改和确认后，启动消缺流程。
本实施例中，无需办理工作票的缺陷，人工检查缺陷原因，录入缺陷验收信息后完成消缺, 设备恢复到健康状态，关闭报警状态完成智能闭环管理。缺陷单记录包含缺陷设备、部件、原因信息推送至检修系统；
需要办理工作票的缺陷，根据缺陷单信息自动生成工作票,包括缺陷单号,设备信息等工作人员选择执行人以及生效时间后，工作票信息推送给三维系统。
优选的，缺陷单包含缺陷设备、部件、原因和修复的方式。
实施例2：
实施例2所述的基于数据融合的火电设备健康智能闭环管理系统是与实施例1所述的基于数据融合的火电设备健康智能闭环管理方法配套的，包括数据获取系统、优化系统、管理系统、三维系统、维修系统和三维VR拆解模块，数据获取系统、优化系统、管理系统、三维系统、维修系统和三维VR拆解模块之间通过互联网相同通信；
数据获取系统用于高频采集并存储设备运行数据，为后续分析提供数据基础；
优化系统用于将数据进行融合，生成报警信号，根据报警信号来源，自动调整系统工况，使设备恢复到健康状态，并将自其他系统的报警信号推送给管理系统；
管理系统用于生成缺陷单；
三维系统用于生成电子围栏；
维修系统生成检修计划；
三维VR拆解模块用于培训提升人员检修能力。
优选的，所述数据获取系统、优化系统、管理系统、三维系统、维修系统和三维VR拆解模块均为服务器集群。
在本发明中描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在本发明中描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（ePROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述的程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述的程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个中。上述集成的既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能的形式实现。所述的集成的如果以软件功能的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (7)
1.基于数据融合的火电设备健康智能闭环管理方法，其特征在于：建立设备数据获取系统、优化系统、管理系统、三维系统、维修系统和三维VR拆解模块；
数据获取系统实时获取设备生产的数据，包括设备预警数据、报警状态数据和报警信号来源数据，数据获取系统将数据推送给优化系统；
优化系统根据获取的数据，判断是否来自优化系统，从而判断是在优化系统中进行处理还是推送给管理系统；
管理系统根据推送的数据生成缺陷单，根据缺陷单生成工作票信息，并将工作票信息推送给三维系统；
三维系统获取工作票信息，根据设备位置自动或手动生成围栏，用于分配执行人进入电子围栏的权限以及允许进入的时间，持续监督记录人员进出记录，若有误入，则进行报警；
维修人员完成维修后，在检修系统中上传缺陷单；
检修系统获取缺陷单，分析发生缺陷的设备或者零部件、缺陷的原因，修复的方式对设备部件可靠的影响，修正老化趋势，评估再次发生的概率和时间，合理安排检修计划；
通过三维VR拆解模块培训提升人员检修能力。
2.如权利要求1所述的基于数据融合的火电设备健康智能闭环管理方法，其特征在于：数据获取系统实时获取设备生产的数据后，将获取的实时设备生产数据与设备运行数据合理范围进行对比：
将即将超过合理范围的设备置为预警状态；
将已经超过合理范围的设备置为报警状态。
3.如权利要求1所述的基于数据融合的火电设备健康智能闭环管理方法，其特征在于：优化系统根据获取的数据，判断是否来自优化系统：
若报警信号来自优化系统，则优化系统自动调整系统工况，使设备恢复到健康状态，关闭报警状态完成智能闭环管理，若优化系统长期调整仍然无法将设备恢复到健康状态，则报警状态信息推送给管理系统；
若报警信号来自其他系统，则报警状态信息推送给管理系统。
4.如权利要求3所述的基于数据融合的火电设备健康智能闭环管理方法，其特征在于：管理系统根据报警状态信息生成缺陷单，管理系统收到优化系统或其他系统的报警状态信息，根据报警设备信息、设备所属于专业和报警来源信息生成缺陷单，并展示给工作人员进行修改和确认后，启动消缺流程。
5.如权利要求1所述的基于数据融合的火电设备健康智能闭环管理方法，其特征在于：缺陷单包含缺陷设备、部件、原因和修复的方式。
6.基于数据融合的火电设备健康智能闭环管理系统，其特征在于：包括数据获取系统、优化系统、管理系统、三维系统、维修系统和三维VR拆解模块，数据获取系统、优化系统、管理系统、三维系统、维修系统和三维VR拆解模块之间通过互联网相同通信；
数据获取系统用于高频采集并存储设备运行数据，为后续分析提供数据基础；
优化系统用于将数据进行融合，生成报警信号，根据报警信号来源，自动调整系统工况，使设备恢复到健康状态，并将自其他系统的报警信号推送给管理系统；
管理系统用于生成缺陷单；
三维系统用于生成电子围栏；
维修系统生成检修计划；
三维VR拆解模块用于培训提升人员检修能力。
7.如权利要求6所述的基于数据融合的火电设备健康智能闭环管理系统，其特征在于：所述数据获取系统、优化系统、管理系统、三维系统、维修系统和三维VR拆解模块均为服务器集群。
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