CN114444623B - 面向工业机器人的异常检测分析方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及异常检测技术领域,且公开了面向工业机器人的异常检测分析方法及系统,本方法针对异常数据信息获取具有数值长度数据段的异常特征长度和具有数值高度数据段的异常资源变量,将其构建成具有异常数据信息的数据库用做于后面的数据对比。通过采集工业机器人的实时监测数据,提取其在运行的过程中产生的数据信息,将其分为运行数据长度和运行资源变量,通过两侧对比的方式确保异常检测的准确性,防止单一检测带来的误差;同时将两者基于数据库进行划分,提高数据对比的准确性,最后利用其进行异常值的计算,并通过预设阈值进行对比,从而提高了异常检测的准确性,降低了对异常状态的误判,且根据准确的异常状态对应解决方案。
Description
技术领域
本发明涉及异常检测技术领域,具体为面向工业机器人的异常检测分析方法及系统。
背景技术
随着企业对产品交付时间的不断缩短,对产品质量要求的不断提高,工业机器人工作状态的稳定性变得尤为重要。工业机器人在异常检测的过程中通常是利用采集到的数据与现有的异常数据进行对比,从而对工业机器人进行异常检测分析。但是传统的对比分析方式,检测精度不高,出现误判的概率较大。
发明内容
本发明主要是提供面向工业机器人的异常检测分析方法及系统。
为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
面向工业机器人的异常检测分析方法,包括:
采集工业机器人运行时的异常数据信息,基于所述异常数据信息提取异常特征长度和异常资源变量,并构建数据库;
采集工业机器人运行时的实时监测数据,基于所述实时监测数据提取运行数据长度和运行资源变量,并利用所述数据库对所述运行数据长度和运行资源变量进行划分;
基于划分结果和数据库进行对比,基于对比相似度获取长度数量和资源量数量;
基于所述长度数量和资源量数量计算异常值,并基于所述异常值与预设阈值进行对比,基于对比结果判断工业机器人是否处于异常状态;
若工业机器人处于异常状态,则进行异常报警,以及基于异常状态匹配对应异常知识图谱的解决方案。
进一步,所述采集工业机器人运行时的异常数据信息,基于所述异常数据信息提取异常特征长度和异常资源变量,并构建数据库,包括:
采集工业机器人运行时的异常数据信息;
基于所述异常数据信息提取异常特征长度和异常资源变量;将所述异常特征长度划分为多个异常数据长度段,基于所述异常资源变量获取每一个异常数据长度段的对应异常资源量,将所述异常资源变量划分为多个异常数据高度段,基于所述异常特征长度获取每一个异常资源高度段的对应异常长度;
基于所述对应异常资源量和对应异常长度构建数据库。
进一步,所述采集工业机器人运行时的实时监测数据,基于所述实时监测数据提取运行数据长度和运行资源变量,并利用所述数据库对所述运行数据长度和运行资源变量进行划分,包括:
采集所述工业机器人运行时的实时监测数据;
基于所述实时监测数据提取运行数据长度和运行资源变量;
基于所述异常数据长度段的长度对所述运行数据长度进行划分,获取运行数据长度段,并获取与所述运行数据长度段对应的对应运行资源量,基于所述异常数据高度段的高度对所述运行资源变量进行划分,获取运行数据高度段,并获取与所述运行数据高度段对应的对应运行数据长度。
进一步,所述基于划分结果和数据库进行对比,基于对比相似度获取长度数量和资源量数量,包括:
获取所述对应运行资源量和对应运行数据长度;
获取所述对应异常资源量和对应异常长度;
利用所述对应运行资源量与对应异常资源量进行相似度对比,获取相似度高的长度数量;利用所述对应运行数据长度与对应异常长度进行相似度对比,获取相似度高的资源量数量。
进一步,所述基于所述长度数量和资源量数量计算异常值,并基于所述异常值与预设阈值进行对比,基于对比结果判断工业机器人是否处于异常状态,包括:
基于所述长度数量和资源量数量,计算异常值;
将所述异常值与预设阈值进行对比,若大于则判断异常,若小于则判断非异常。
面向工业机器人的异常检测分析系统,包括:
数据库构建模块,用于采集工业机器人运行时的异常数据信息,基于所述异常数据信息提取异常特征长度和异常资源变量,并构建数据库;
监测数据划分模块,用于采集工业机器人运行时的实时监测数据,基于所述实时监测数据提取运行数据长度和运行资源变量,并利用所述数据库对所述运行数据长度和运行资源变量进行划分;
数量获取模块,用于基于划分结果和数据库进行对比,基于对比相似度获取长度数量和资源量数量;
异常判断模块,用于基于所述长度数量和资源量数量计算异常值,并基于所述异常值与预设阈值进行对比,基于对比结果判断工业机器人是否处于异常状态;
检测报警模块,用于若工业机器人处于异常状态,则进行异常报警,以及基于异常状态匹配对应异常知识图谱的解决方案。
进一步,所述数据库构建模块,包括:
异常数据采集子模块,用于采集工业机器人运行时的异常数据信息;
异常数据划分子模块,用于基于所述异常数据信息提取异常特征长度和异常资源变量;将所述异常特征长度划分为多个异常数据长度段,基于所述异常资源变量获取每一个异常数据长度段的对应异常资源量,将所述异常资源变量划分为多个异常数据高度段,基于所述异常特征长度获取每一个异常资源高度段的对应异常长度;
数据库构建子模块,用于基于所述对应异常资源量和对应异常长度构建数据库。
进一步,所述监测数据划分模块,包括:
监测数据采集子模块,用于采集所述工业机器人运行时的实时监测数据;
监测数据提取子模块,用于基于所述实时监测数据提取运行数据长度和运行资源变量;
数据划分子模块,用于基于所述异常数据长度段的长度对所述运行数据长度进行划分,获取运行数据长度段,并获取与所述运行数据长度段对应的对应运行资源量,基于所述异常数据高度段的高度对所述运行资源变量进行划分,获取运行数据高度段,并获取与所述运行数据高度段对应的对应运行数据长度。
进一步,所述数量获取模块,包括:
划分数据获取子模块,用于获取所述对应运行资源量和对应运行数据长度;
异常数据获取子模块,用于获取所述对应异常资源量和对应异常长度;
数据相似度对比子模块,用于利用所述对应运行资源量与对应异常资源量进行相似度对比,获取相似度高的长度数量;利用所述对应运行数据长度与对应异常长度进行相似度对比,获取相似度高的资源量数量。
进一步,所述异常判断模块,包括:
异常值计算子模块,用于基于所述长度数量和资源量数量,计算异常值;
异常判断子模块,用于将所述异常值与预设阈值进行对比,若大于则判断异常,若小于则判断非异常。
有益效果:本方法针对异常数据信息获取具有数值长度数据段的异常特征长度和具有数值高度数据段的异常资源变量,将其构建成具有异常数据信息的数据库用做于后面的数据对比。通过采集工业机器人的实时监测数据,提取其在运行的过程中产生的数据信息,将其分为运行数据长度和运行资源变量,通过两侧对比的方式确保异常检测的准确性,防止单一检测带来的误差;同时将两者基于数据库进行划分,提高数据对比的准确性,最后利用其进行异常值的计算,并通过预设阈值进行对比,从而提高了异常检测的准确性,降低了对异常状态的误判,且根据准确的异常状态对应解决方案。
附图说明
图1为面向工业机器人的异常检测分析方法流程图;
图2为步骤S1流程图;
图3为步骤S2流程图;
图4为步骤S3流程图;
图5为步骤S4流程图;
图6为面向工业机器人的异常检测分析系统框图。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明涉及的面向工业机器人的异常检测分析方法及系统技术方案进一步详细说明。
如图1所示,本实施例的面向工业机器人的异常检测分析方法,包括:S1~S5;
S1、采集工业机器人运行时的异常数据信息,基于所述异常数据信息提取异常特征长度和异常资源变量,并构建数据库;
其中,异常数据信息指的是工业机器人在使用的过程中出现的异常数据,如:部件温度异常、运行轨迹异常、噪声异常、过载异常、指令响应速度等;这些异常数据会通过相应的设备进行采集,如:传感器;并将被采集的异常数据换为电讯号等各种物理量,如:噪声数值、温度数值等;其可以是模拟量,也可以是数字量。然后构建数据库。采集一般是采样方式,即根据采样周期对同一点数据重复采集;采集的数据大多是瞬时值,也可是某段时间内的一个特征值;在后续步骤中的实时监测数据采集也适用。
S2、采集工业机器人运行时的实时监测数据,基于所述实时监测数据提取运行数据长度和运行资源变量,并利用所述数据库对所述运行数据长度和运行资源变量进行划分;
S3、基于划分结果和数据库进行对比,基于对比相似度获取长度数量和资源量数量;
S4、基于所述长度数量和资源量数量计算异常值,并基于所述异常值与预设阈值进行对比,基于对比结果判断工业机器人是否处于异常状态;
S5、若工业机器人处于异常状态,则进行异常报警,以及基于异常状态匹配对应异常知识图谱的解决方案。
其中,将采集到的异常数据信息划分长度和高度,即,长度为数据的时间长度,高度为数据的峰值/资源量。相似度指的是指实时监测数据的数据进行处理后与数据库进行对比产生的相似值,其数值范围可以预先设置,如:相似度大于百分之九十八,则认为两端数据为同样的数据。预设阈值是用来与异常值进行对比,从而进行异常判断的预设值,如:当预设阈值与异常值进行对比后相差度在百分之五以为,则认为异常。
本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括:
本发明实施例提供的面向工业机器人的异常检测分析方法,本方法针对异常数据信息获取具有数值长度数据段的异常特征长度和具有数值高度数据段的异常资源变量,将其构建成具有异常数据信息的数据库用做于后面的数据对比。通过采集工业机器人的实时监测数据,提取其在运行的过程中产生的数据信息,将其分为运行数据长度和运行资源变量,通过两侧对比的方式确保异常检测的准确性,防止单一检测带来的误差;同时将两者基于数据库进行划分,提高数据对比的准确性,最后利用其进行异常值的计算,并通过预设阈值进行对比,从而提高了异常检测的准确性,降低了对异常状态的误判,且根据准确的异常状态对应解决方案。
进一步,如图2所示,步骤S1中所述采集工业机器人运行时的异常数据信息,基于所述异常数据信息提取异常特征长度和异常资源变量,并构建数据库,包括:
S11、采集工业机器人运行时的异常数据信息;
S12、基于所述异常数据信息提取异常特征长度和异常资源变量;将所述异常特征长度划分为多个异常数据长度段,基于所述异常资源变量获取每一个异常数据长度段的对应异常资源量,将所述异常资源变量划分为多个异常数据高度段,基于所述异常特征长度获取每一个异常资源高度段的对应异常长度;
S13、基于所述对应异常资源量和对应异常长度构建数据库。
进一步,如图3所示,步骤S2中所述采集工业机器人运行时的实时监测数据,基于所述实时监测数据提取运行数据长度和运行资源变量,并利用所述数据库对所述运行数据长度和运行资源变量进行划分,包括:
S21、采集所述工业机器人运行时的实时监测数据;
S22、基于所述实时监测数据提取运行数据长度和运行资源变量;
S23、基于所述异常数据长度段的长度对所述运行数据长度进行划分,获取运行数据长度段,并获取与所述运行数据长度段对应的对应运行资源量,基于所述异常数据高度段的高度对所述运行资源变量进行划分,获取运行数据高度段,并获取与所述运行数据高度段对应的对应运行数据长度。
其中,异常数据长度段的长度是确定的,利用其将运行数据长度按照相同的长度进行划分,从而确定对应运行资源量用作后续对比;异常数据高度段的高度是确定的,利用其将运行资源变量按照相同的高度进行划分,从而确定对应运行数据长度进行后续对比。
进一步,如图4所示,步骤S3中所述基于划分结果和数据库进行对比,基于对比相似度获取长度数量和资源量数量,包括:
S31、获取所述对应运行资源量和对应运行数据长度;
S32、获取所述对应异常资源量和对应异常长度;
S33、利用所述对应运行资源量与对应异常资源量进行相似度对比,获取相似度高的长度数量;利用所述对应运行数据长度与对应异常长度进行相似度对比,获取相似度高的资源量数量。
根据余弦相似性公式:
进一步,如图5所示,步骤S4中所述基于所述长度数量和资源量数量计算异常值,并基于所述异常值与预设阈值进行对比,基于对比结果判断工业机器人是否处于异常状态,包括:
S41、基于所述长度数量和资源量数量,计算异常值;
S42、将所述异常值与预设阈值进行对比,若大于则判断异常,若小于则判断非异常。
如图6所示,面向工业机器人的异常检测分析系统,包括:
数据库构建模块61,用于采集工业机器人运行时的异常数据信息,基于所述异常数据信息提取异常特征长度和异常资源变量,并构建数据库;
监测数据划分模块62,用于采集工业机器人运行时的实时监测数据,基于所述实时监测数据提取运行数据长度和运行资源变量,并利用所述数据库对所述运行数据长度和运行资源变量进行划分;
数量获取模块63,用于基于划分结果和数据库进行对比,基于对比相似度获取长度数量和资源量数量;
异常判断模块64,用于基于所述长度数量和资源量数量计算异常值,并基于所述异常值与预设阈值进行对比,基于对比结果判断工业机器人是否处于异常状态;
检测报警模块65,用于若工业机器人处于异常状态,则进行异常报警,以及基于异常状态匹配对应异常知识图谱的解决方案。
进一步,所述数据库构建模块61,包括:
异常数据采集子模块611,用于采集工业机器人运行时的异常数据信息;
异常数据划分子模块612,用于基于所述异常数据信息提取异常特征长度和异常资源变量;将所述异常特征长度划分为多个异常数据长度段,基于所述异常资源变量获取每一个异常数据长度段的对应异常资源量,将所述异常资源变量划分为多个异常数据高度段,基于所述异常特征长度获取每一个异常资源高度段的对应异常长度;
数据库构建子模块613,用于基于所述对应异常资源量和对应异常长度构建数据库。
进一步,所述监测数据划分模块62,包括:
监测数据采集子模块621,用于采集所述工业机器人运行时的实时监测数据;
监测数据提取子模块622,用于基于所述实时监测数据提取运行数据长度和运行资源变量;
数据划分子模块623,用于基于所述异常数据长度段的长度对所述运行数据长度进行划分,获取运行数据长度段,并获取与所述运行数据长度段对应的对应运行资源量,基于所述异常数据高度段的高度对所述运行资源变量进行划分,获取运行数据高度段,并获取与所述运行数据高度段对应的对应运行数据长度。
进一步,所述数量获取模块63,包括:
划分数据获取子模块631,用于获取所述对应运行资源量和对应运行数据长度;
异常数据获取子模块632,用于获取所述对应异常资源量和对应异常长度;
数据相似度对比子模块633,用于利用所述对应运行资源量与对应异常资源量进行相似度对比,获取相似度高的长度数量;利用所述对应运行数据长度与对应异常长度进行相似度对比,获取相似度高的资源量数量。
进一步,所述异常判断模块64,包括:
异常值计算子模块641,用于基于所述长度数量和资源量数量,计算异常值;
异常判断子模块642,用于将所述异常值与预设阈值进行对比,若大于则判断异常,若小于则判断非异常。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (2)
1.面向工业机器人的异常检测分析方法,其特征在于,包括:
采集工业机器人运行时的异常数据信息,基于所述异常数据信息提取异常特征长度和异常资源变量,并构建数据库;
采集工业机器人运行时的实时监测数据,基于所述实时监测数据提取运行数据长度和运行资源变量,并利用所述数据库对所述运行数据长度和运行资源变量进行划分;
基于划分结果和数据库进行对比,基于对比相似度获取长度数量和资源量数量;
基于所述长度数量和资源量数量计算异常值,并基于所述异常值与预设阈值进行对比,基于对比结果判断工业机器人是否处于异常状态;
若工业机器人处于异常状态,则进行异常报警,以及基于异常状态匹配对应异常知识图谱的解决方案;
其中,所述采集工业机器人运行时的异常数据信息,基于所述异常数据信息提取异常特征长度和异常资源变量,并构建数据库,具体包括:采集工业机器人运行时的异常数据信息;基于所述异常数据信息提取异常特征长度和异常资源变量;将所述异常特征长度划分为多个异常数据长度段,基于所述异常资源变量获取每一个异常数据长度段的对应异常资源量,将所述异常资源变量划分为多个异常数据高度段,基于所述异常特征长度获取每一个异常资源高度段的对应异常长度;基于所述对应异常资源量和对应异常长度构建数据库;其中,对应异常资源量的集合为:,为第一个异常数据长度段对应的异常资源变量;对应异常长度的集合为:,为第一个异常数据高度段对应的异常特征长度;
其中,所述采集工业机器人运行时的实时监测数据,基于所述实时监测数据提取运行数据长度和运行资源变量,并利用所述数据库对所述运行数据长度和运行资源变量进行划分,具体包括:采集所述工业机器人运行时的实时监测数据;基于所述实时监测数据提取运行数据长度和运行资源变量;基于所述异常数据长度段的长度对所述运行数据长度进行划分,获取运行数据长度段,并获取与所述运行数据长度段对应的对应运行资源量,基于所述异常数据高度段的高度对所述运行资源变量进行划分,获取运行数据高度段,并获取与所述运行数据高度段对应的对应运行数据长度;其中,异常数据长度段的长度是确定的,利用其将运行数据长度按照相同的长度进行划分,从而确定对应运行资源量用作后续对比;异常数据高度段的高度是确定的,利用其将运行资源变量按照相同的高度进行划分,从而确定对应运行数据长度进行后续对比;对应运行资源量的集合为:;对应运行数据长度的集合为:;
其中,所述基于划分结果和数据库进行对比,基于对比相似度获取长度数量和资源量数量,具体包括:获取所述对应运行资源量和对应运行数据长度;获取所述对应异常资源量和对应异常长度;利用所述对应运行资源量与对应异常资源量进行相似度对比,获取相似度高的长度数量;利用所述对应运行数据长度与对应异常长度进行相似度对比,获取相似度高的资源量数量;
其中,所述基于所述长度数量和资源量数量计算异常值,并基于所述异常值与预设阈值进行对比,基于对比结果判断工业机器人是否处于异常状态,包括:基于所述长度数量和资源量数量,计算异常值;
将所述异常值与预设阈值进行对比,若大于则判断异常,若小于则判断非异常。
2.面向工业机器人的异常检测分析系统,其特征在于,包括:
数据库构建模块,用于采集工业机器人运行时的异常数据信息,基于所述异常数据信息提取异常特征长度和异常资源变量,并构建数据库;
监测数据划分模块,用于采集工业机器人运行时的实时监测数据,基于所述实时监测数据提取运行数据长度和运行资源变量,并利用所述数据库对所述运行数据长度和运行资源变量进行划分;
数量获取模块,用于基于划分结果和数据库进行对比,基于对比相似度获取长度数量和资源量数量;
异常判断模块,用于基于所述长度数量和资源量数量计算异常值,并基于所述异常值与预设阈值进行对比,基于对比结果判断工业机器人是否处于异常状态;
检测报警模块,用于若工业机器人处于异常状态,则进行异常报警,以及基于异常状态匹配对应异常知识图谱的解决方案;
其中,所述数据库构建模块,具体包括:异常数据采集子模块,用于采集工业机器人运行时的异常数据信息;异常数据划分子模块,用于基于所述异常数据信息提取异常特征长度和异常资源变量;将所述异常特征长度划分为多个异常数据长度段,基于所述异常资源变量获取每一个异常数据长度段的对应异常资源量,将所述异常资源变量划分为多个异常数据高度段,基于所述异常特征长度获取每一个异常资源高度段的对应异常长度;数据库构建子模块,用于基于所述对应异常资源量和对应异常长度构建数据库;其中,对应异常资源量的集合为:,为第一个异常数据长度段对应的异常资源变量;对应异常长度的集合为:,为第一个异常数据高度段对应的异常特征长度;
其中,所述监测数据划分模块,具体包括:监测数据采集子模块,用于采集所述工业机器人运行时的实时监测数据;监测数据提取子模块,用于基于所述实时监测数据提取运行数据长度和运行资源变量;数据划分子模块,用于基于所述异常数据长度段的长度对所述运行数据长度进行划分,获取运行数据长度段,并获取与所述运行数据长度段对应的对应运行资源量,基于所述异常数据高度段的高度对所述运行资源变量进行划分,获取运行数据高度段,并获取与所述运行数据高度段对应的对应运行数据长度;其中,异常数据长度段的长度是确定的,利用其将运行数据长度按照相同的长度进行划分,从而确定对应运行资源量用作后续对比;异常数据高度段的高度是确定的,利用其将运行资源变量按照相同的高度进行划分,从而确定对应运行数据长度进行后续对比;对应运行资源量的集合为:;对应运行数据长度的集合为:;
其中,所述数量获取模块,具体包括:划分数据获取子模块,用于获取所述对应运行资源量和对应运行数据长度;异常数据获取子模块,用于获取所述对应异常资源量和对应异常长度;数据相似度对比子模块,利用所述对应运行资源量与对应异常资源量进行相似度对比,获取相似度高的长度数量;利用所述对应运行数据长度与对应异常长度进行相似度对比,获取相似度高的资源量数量;
其中,所述异常判断模块,具体包括:异常值计算子模块,用于基于所述长度数量和资源量数量,计算异常值;
异常判断子模块,用于将所述异常值与预设阈值进行对比,若大于则判断异常,若小于则判断非异常。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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