CN113988725A - 利用记录载体对设备全生命周期进行管控的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了利用记录载体对设备全生命周期进行管控的系统和方法，输入从输入系统收集多个耦合到不同设备的记录载体的接收的状态数据，将来自输入系统中的记录载体的接收的状态数据标准化为标准化数据格式，形成状态数据集，通过分析状态数据集，对状态数据集进行三维归类描述，包括设备属性的数据集；设备行为的数据集和评价设备的数据集；将设备属性的数据集、设备行为的数据集和评价设备的数据集相关联，形成一个相同设备ID下的数据集，根据每一个相同设备ID下的数据集建立设备失效率模型，设置三维预警阈值，实现设备全生命周期流程管控，根据设备耗损失效时间通过输入系统反向写入报废申请，实时监控报废信息。

Description

利用记录载体对设备全生命周期进行管控的系统及方法
技术领域
本发明涉及设备全生命周期进行管控，具体涉及利用记录载体对设备全生命周期进行管控的系统及方法。
背景技术
设备全生命周期，就是基于项目的长期发展目标，对设备或系统在整个运行有效生命周期内的全部过程，贯穿设备或系统从规划、购置、运行、维护、技改直至报废这一整个过程。
传统的基于职能部门分工的管理模式仅仅是对设备运行中的某一阶段或某一技术、经济领域进行管理，未建立有效的全局管理机制，不利于资产长远目标的实现。全周期成本管理作为一种新型的高级管理模式，突破了单个阶段的成本优化限制，拓展为整个生命周期的资金成本合理化，牢牢把握住了设备运行中的状态评估和故障成本计算，实现了对设备的全过程分析和成本管控。
按照生命周期理论的阶段划分，可以将设备的管理分为前期、中期和后期这三个管理阶段。首先，前期主要任务是对设备的购置安装进行统一规划设计；其次，中期主要是对设备的使用、维护和改造进行管理；最后，后期主要负责设备的报废、回收等工作。通过这三个阶段任务的逐一落实，可以实现设备整个有效生命周期内的管控。
发明内容
本发明通过对设备与载体全生命周期管控系统对设备与载体进行全生命周期管控，实现登记、使用、销毁等信息流程管控。
本发明提出了利用记录载体对设备全生命周期进行管控的方法，包括：
步骤一，输入从输入系统收集多个耦合到不同设备的记录载体的接收的状态数据；
步骤二，将来自输入系统中的记录载体的接收的状态数据标准化为标准化数据格式，形成状态数据集；
步骤三，对所述状态数据集进行三维归类描述，包括设备属性的数据集；设备行为的数据集和评价设备的数据集；
步骤四，将所述设备属性的数据集、设备行为的数据集和评价设备的数据集相关联，形成一个相同设备ID下的数据集；
步骤五，为每一个相同设备ID下的数据集建立设备失效率模型，设置三维预警阈值，确定设备耗损失效时间；
步骤六，将所述设备耗损失效时间通过输入系统反向写入报废申请，实时监控报废信息。
进一步地，所述步骤三包括如下步骤：
步骤3.1，对初始获得的所有的状态数据集进行聚类分析，得出状态数据集文本的初始聚类中心，建立概念向量矩阵，使用迭代概念向量矩阵完成初始的状态数据集文本的聚类划分；
步骤3.2，对聚类后的每个类内文本进行特征项抽取，将语义相同或相近的特征项归类，形成各个研究对象特征组成要素集合；
步骤3.3，将各个特征组成要素集合的特征项内容归纳建立概念类属，形成上一层级的类标签概念。
进一步地，步骤3.2中，将满足阈值的特征项定义为语义相同或相近的特征项，作为研究对象特征组成要素集合的内容。
进一步地，步骤五中，建立设备失效率模型的具体步骤包括：
S1，假设设备在全周期内的失效概率F(t)服从具有属性参数m、行为参数η、评价参数γ三个可变参数的分布规律，表示为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
；
设备在全周期内的失效概率F(t)是时间t的函数，根据失效概率F(t)函数的曲线结构，确定阈值FT，确定设备耗损失效时间。
进一步地，状态数据为包含设备特定属性和值的二元组，其形式描述为:Tag=〈Name，W〉，其中:Name表示设备特定属性名称；W表示权值，权值的类型和取值范围和由设备特定属性决定。
本发明还提出用于实现上述利用记录载体对设备全生命周期进行管控的方法的系统，包括：
输入系统，其包括多个耦合到不同设备的记录载体，用于接收不同设备的状态数据；
来自输入系统的多个记录载体记录的状态数据被传递到数据转换系统；数据转换系统用于将状态数据标准化为标准化数据格式，形成状态数据集；
数据分析系统，通过分析状态数据集，对状态数据集进行三维归类描述，包括设备属性的数据集；设备行为的数据集和评价设备的数据集；并将所述设备属性的数据集、设备行为的数据集和评价设备的数据集相关联，形成一个相同设备ID下的数据集；
规则引擎系统，建立每一个相同设备ID下的数据集的设备失效率模型，设置三维预警阈值，确定设备耗损失效时间；通过输入系统将所述设备耗损失效时间反向写入报废申请，实时监控报废信息；
服务总线，用于在各个系统间传输数据。
进一步地，所述状态数据为包含设备特定属性和值的二元组，其形式描述为:Tag=〈Name，W〉，其中:Name表示设备特定属性名称；W表示权值，权值类型和取值范围和由设备特定属性决定。
进一步地，输入系统包括条形码扫描器、RFID读取器、遥感探测器和传感器，记录载体各自以不同的频率操作，并且具有执行实时定位的不同方式。
进一步地，对输入系统中的多个记录载体进行涉密管理，设置加密关键参数，关键参数使用逐级加密构架被加密。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的利用记录载体对设备全生命周期进行管控的系统的整体结构示意图；
图2为本发明的利用记录载体对设备全生命周期进行管控的方法的流程图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本发明的具体实施例附图中，为了更好、更清楚的描述系统中的各元件的工作原理，表现所述装置中各部分的连接关系，只是明显区分了各元件之间的相对位置关系，并不能构成对元件或结构内的信号传输方向、连接顺序及各部分结构大小、尺寸、形状的限定。
如图1所示，为本发明的利用记录载体对设备全生命周期进行管控的系统，包括：
输入系统100，其包括多个耦合到不同设备的记录载体，用于接收不同设备的状态数据，该状态数据包括设备ID和设备状态信息。
输入系统100包括条形码扫描器101、RFID读取器102、遥感探测器103和传感器104等记录载体。这些记录载体各自以不同的频率操作，并且具有执行实时定位的不同方式。
来自输入系统100的多个记录载体记录的状态数据被传递到数据转换系统200。数据转换系统200将状态数据标准化为标准化数据格式，形成状态数据集，并将标准化的状态数据集驱动到服务总线10上。通过统一的服务总线实现相关系统的引入，将数据交互、数据推送进行有效的整合和管理，便于应用系统快速搭建。
数据分析系统300，通过分析状态数据集，对状态数据集进行三维归类描述，包括设备属性的数据集；设备行为的数据集和评价设备的数据集；并将设备属性的数据集、设备行为的数据集和评价设备的数据集相关联，形成一个相同设备ID下的数据集。
规则引擎系统400，建立每一个相同设备ID下的数据集的设备失效率模型，设置三维预警阈值，从而对每一个相同设备ID下的数据集进行监视，实现设备全生命周期流程管控。
如图2所示，为本发明的利用记录载体对设备全生命周期进行管控的方法流程图，包括如下步骤：
步骤一，输入从输入系统收集多个耦合到不同设备的记录载体的接收的状态数据。
该状态数据是一个同时包含设备特定属性和值的二元组，其形式化描述为:Tag=〈Name，W〉。其中:Name表示设备特定属性名称；W表示权值，权值的类型和取值范围和由设备特定属性决定。设备特定属性包括：记录载体名称、ID、数据类型、时效性、所属设备、所属周期、记录载体类型、创建日期、创建人、最近修改日期等。每个记录载体的接收的状态数据所包含的设备特定属性各不相同，例如属性记录载体，用于接收设备的静态属性，该静态属性不随时间的变化而变化，并且其取值也容易得到；行为记录载体，用于记录设备运行时长、运转周期、维修次数、故障情况等使用记录，随着时间的变化而更新，该行为记录载体的功能对于设备全周期管理尤其重要。因此，需要进行数据标准化处理，统一格式，优选地使用XML数据格式，该格式具有很好的可扩展性，标准化后的数据存储在Key-Value数据库中。
步骤二，将来自输入系统中的记录载体的接收的状态数据标准化为标准化数据格式，形成状态数据集。
步骤三，通过分析状态数据集，对状态数据集进行三维归类描述，包括设备属性的数据集；设备行为的数据集和评价设备的数据集。具体包括以下步骤：
1）数据聚类。对初始获得的所有的状态数据集进行聚类分析，得出数据集文本的初始聚类中心，建立概念向量矩阵，使用迭代概念向量矩阵完成初始数据集文本的聚类划分，为下一步的关键词抽取建立基础。
2）特征项抽取。对聚类后的每个类内文本进行特征项抽取，形成各个研究对象特征组成的要素集合。由于特征项之间存在语义关联，将满足阈值的特征项定位为语义相同或相近的特征项，将语义相同或相近的特征项归类归类，作为研究对象特征组成的要素集合的内容。
3）建立概念类属。将各个特征组成要素集合的特征项内容归纳建立概念类属，形成其上一层级的类标签概念。
由此对状态数据集进行了三维归类描述，包括用于描述设备属性的数据集；用于描述设备行为的数据集，如设备运行时长、运转周期、维修次数、故障情况等，用于评价设备的数据集，如在设备的使用和管理过程中，根据运行记录文档中抽取并归纳的具有评价功能的信息。
由于多个记录载体可能对应同一个设备，因此进行步骤四。
步骤四，将设备属性的数据集、设备行为的数据集和评价设备的数据集相关联，形成一个相同设备ID下的数据集。
步骤五，根据每一个相同设备ID下的数据集建立设备失效率模型，设置三维预警阈值，确定设备耗损失效时间。
具体地，建立设备失效率模型的过程包括如下步骤：
S1，假设设备在全周期内的失效概率F(t)服从具有属性参数m、行为参数η、评价参数γ三个可变参数的分布规律，表示为：
Figure 132977DEST_PATH_IMAGE002
；
需要说明的是，设备在全周期内的失效概率F(t)是时间t的函数，根据失效概率F(t)函数的曲线结构，确定阈值FT，用以确定设备耗损失效时间，即F(t)= FT时，对应的时间t。
步骤六，根据设备耗损失效时间通过输入系统反向写入报废申请，实时监控报废信息。
在优选实施例中，对于涉密设备，需要对输入系统中的多个记录载体进行涉密管理，输入系统采用认证系统，结合物联网技术特点设置关键参数。关键参数被加密，输入系统可以将加密密钥预先提供给多个记录载体。输入系统可以在其下载关键参数时请求加密密钥。输入系统可以向登录输入系统的管理员提供新的关键参数，用于需要加密的通知。当管理员批准或确认新的关键参数时，多个记录载体可以向输入系统请求新的关键参数的加密密钥。
本实施例描述的关键参数加密系统可以包括逐级加密构架，例如，加密的外部可用级别、加密的外部服务级别、加密的内部服务级别和加密的核心逻辑级别。逐级加密构架还可以在每个级别或作为子级别包括一个或多个加密数据存储。逐级加密构架的每个级别可以包括具有定义角色和权限的级别访问安全性。例如，逐级加密构架可能需要多个安全级别，需要增加权限级别或甚至多个权限来改变当前设置。
外部认证级别可以控制对外部认证服务的访问。例如，外部认证级别的改变可以由设置管理员、过程管理员、服务器管理员或系统管理员进行。外部服务级别可以控制对外部服务的访问。
综上所述，本发明的设备全周期管理具备设备出库、调配、附件耗用、维保记录与报废处理等多个管理流程，基于物联网技术的设备管理系统能够实现主动式管理功能。
设备出库：使用设备的部门申领设备，审批流程通过，设备出库后，系统通过记录载体记录设备出库时间和状态等信息，跟踪该设备到达指定部门。
设备调配：通过系统设置的记录载体对设备进行实时监控，发生调配时系统会提示设备出现位置变动，需要进行调拨处理，并将调拨信息同步写入记录载体。
设备维保：设备的记录载体中设置定期维保日期，提醒设备管理人员进行设备维保，维保人员在现场进行维保时，使用手持设备将维保记录同步写入记录载体。
设备报损：通过记录载体将设备损坏信息写入记录载体，设备管理人员通过系统提醒快速发现并定位到损坏待修设备。
设备报废：根据设备记录载体中记录的报废期限或管理员通过记录载体写入报废申请，实时监控报废信息。
按时段对各项设备数据汇总统计，产生各种报表，资产折旧、维修费用分摊等处理功能。基于物联网技术的设备管理系统可通过记录载体实时监控，进行实时查询与统计，具有高度的准确性。
相比现有技术，本发明的利用记录载体对设备全生命周期进行管控的系统及方法将设备的日常管理工作有机的集成到设备管理系统中，实现对设备日常操作流程的有效监管，减轻了设备日常管理的压力，该系统的实施应用，彻底消除了手工记录和信息传递的工作量和差错率，实现了设备登记、使用、销毁等信息全生命周期管控。
以上所述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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.利用记录载体对设备全生命周期进行管控的方法，其特征在于，包括：
步骤一，输入从输入系统收集多个耦合到不同设备的记录载体的接收的状态数据；
步骤二，将来自输入系统中的记录载体的接收的状态数据标准化为标准化数据格式，形成状态数据集；
步骤三，对所述状态数据集进行三维归类描述，包括设备属性的数据集；设备行为的数据集和评价设备的数据集；
步骤四，将所述设备属性的数据集、设备行为的数据集和评价设备的数据集相关联，形成一个相同设备ID下的数据集；
步骤五，为每一个相同设备ID下的数据集建立设备失效率模型，设置三维预警阈值，确定设备耗损失效时间；
步骤六，将所述设备耗损失效时间通过输入系统反向写入报废申请，实时监控报废信息。
2.根据权利要求1所述的利用记录载体对设备全生命周期进行管控的方法，其特征在于，所述步骤三包括如下步骤：
步骤3.1，对初始获得的所有的状态数据集进行聚类分析，得出状态数据集文本的初始聚类中心，建立概念向量矩阵，使用迭代概念向量矩阵完成初始的状态数据集文本的聚类划分；
步骤3.2，对聚类后的每个类内文本进行特征项抽取，将语义相同或相近的特征项归类，形成各个研究对象特征组成要素集合；
步骤3.3，将各个特征组成要素集合的特征项内容归纳建立概念类属，形成上一层级的类标签概念。
3.根据权利要求2所述的利用记录载体对设备全生命周期进行管控的方法，其特征在于，步骤3.2中，将满足阈值的特征项定义为语义相同或相近的特征项，作为研究对象特征组成要素集合的内容。
4.根据权利要求1所述的利用记录载体对设备全生命周期进行管控的方法，其特征在于，步骤五中，建立设备失效率模型的具体步骤包括：
S1，假设设备在全周期内的失效概率F(t)服从具有属性参数m、行为参数η、评价参数γ三个可变参数的分布规律，表示为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；
设备在全周期内的失效概率F(t)是时间t的函数，根据失效概率F(t)函数的曲线结构，确定阈值FT，确定设备耗损失效时间。
5.根据权利要求1所述的利用记录载体对设备全生命周期进行管控的方法，其特征在于，状态数据为包含设备特定属性和值的二元组，其形式描述为:Tag=〈Name，W〉，其中:Name表示设备特定属性名称；W表示权值，权值的类型和取值范围和由设备特定属性决定。
6.用于实现权利要求1-5任意一项所述的利用记录载体对设备全生命周期进行管控的方法的系统，其特征在于，包括：
输入系统，其包括多个耦合到不同设备的记录载体，用于接收不同设备的状态数据；
来自输入系统的多个记录载体记录的状态数据被传递到数据转换系统；数据转换系统用于将状态数据标准化为标准化数据格式，形成状态数据集；
数据分析系统，通过分析状态数据集，对状态数据集进行三维归类描述，包括设备属性的数据集；设备行为的数据集和评价设备的数据集；并将所述设备属性的数据集、设备行为的数据集和评价设备的数据集相关联，形成一个相同设备ID下的数据集；
规则引擎系统，建立每一个相同设备ID下的数据集的设备失效率模型，设置三维预警阈值，确定设备耗损失效时间；通过输入系统将所述设备耗损失效时间反向写入报废申请，实时监控报废信息；
服务总线，用于在各个系统间传输数据。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述状态数据为包含设备特定属性和值的二元组，其形式描述为:Tag=〈Name，W〉，其中:Name表示设备特定属性名称；W表示权值，权值类型和取值范围和由设备特定属性决定。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，输入系统包括条形码扫描器、RFID读取器、遥感探测器和传感器，记录载体各自以不同的频率操作，并且具有执行实时定位的不同方式。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，对输入系统中的多个记录载体进行涉密管理，设置加密关键参数，关键参数使用逐级加密构架被加密。
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