CN116187623A - 一种结合知识图谱论的设备系统安全评价方法 - Google Patents

一种结合知识图谱论的设备系统安全评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种结合知识图谱论的设备系统安全评价方法，本方法包括以下步骤：S1、通过图谱论工具找出关联度高的设备；S2、通过系统分析，排序设备的健康度；S3、建立坐标系。本发明基于图论工具根据设备间关系找出处于重要节点的设备，形成设备重要程度评分，结合设备历史使用情况和维修保养记录，将不同记录换算为参数进行健康度评价计算，形成设备健康度评分，将设备重要程度评分及设备健康度评分带入设备管理矩阵，进行设备下一步管理策略分析，帮助管理者区分重点管理设备及正常管理设备，大幅降低管理人员无效设备维护管理时长。

Description

一种结合知识图谱论的设备系统安全评价方法
技术领域
本发明涉及设备系统安全技术领域，具体为一种结合知识图谱论的设备系统安全评价方法。
背景技术
随着智能化和物联网的快速发展，越来越多的自动化设备装置投入到了生产生活中，带来的管理和维护需求越来越多，同时企业对维护人员数量及维护成本的投入逐步收紧。
现有技术的不足：
采用传统的人力被动式设备维护管理方式已经不能满足时下企业的设备维护需求，企业亟需更先进的评估方式来在不增加成本的情况下，主动提高设备的长期使用寿命，一种结合知识图谱论的设备系统安全评价方法可以帮助企业快速对设备维护重要程度进行分类，帮助管理人员节约时间投入，提高管理效率效能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结合知识图谱论的设备系统安全评价方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
一种结合知识图谱论的设备系统安全评价方法，本方法包括以下步骤：S1、通过图谱论工具找出关联度高的设备；S2、通过系统分析，排序设备的健康度；S3、建立坐标系；其中，
S2、通过系统分析，排序设备的健康度，具体包括以下步骤：
A、多维度参数分析，包括：A1、计算保养系数；A2、计算检修系数；A3、计算异常维修系数；A4、计算异常巡检系数；A5、计算使用寿命系数和A6、计算设备健康度；
B、设备健康度排序：根据步骤A、多维度参数分析的计算结果，按照健康度由高到低排序设备。
作为本发明的进一步改进，本方法中步骤A1、计算保养系数包括以下步骤：
a1、计划保养次数Mp：使用时长/计划保养时间间隔，结果向下取整：
Figure BDA0004122742150000021
a2、保养系数Mc：已保养次数/计划维保次数：
Mc＝MMp
其中，Mf为计划保养，t为使用时长且单位为月，M为已保养次数。
作为本发明的进一步改进，本方法中步骤A2、计算检修系数包括以下步骤：
b1、计划检修次数Dp：使用时长/计划检修时间间隔，结果向下取整：
Figure BDA0004122742150000022
b2、检修系数Dc：已检修次数/计划检修次数：
Dc＝DDp
其中，Df为计划检修，D为已检修次数，t为使用时长且单位为月。
作为本发明的进一步改进，本方法中步骤A3、计算异常维修系数Rc＝使用时长/异常维修次数：
Rc＝tR
其中，R为异常维修次数，t为使用时长且单位为月。
作为本发明的进一步改进，本方法中步骤A4、计算异常巡检系数Ic＝使用时长/异常巡检次数：
Ic＝tI
其中，I为异常巡检次数，t为使用时长且单位为月。
作为本发明的进一步改进，本方法中步骤A5、计算使用寿命系数包括以下步骤：
c1、非强制报废设备的使用寿命系数Lc与使用时长呈指数递减，其中：
设计寿命大于1时：Lc＝logtL；
设计寿命小于等于1时，使用寿命系数Lc固定为1；
c2、强制报废设备的使用寿命系数Lc：使用时长与设计寿命成反比关系：
Figure BDA0004122742150000031
其中，L为设计寿命，t为使用时长且单位为月。
作为本发明的进一步改进，本方法中步骤A6、计算设备健康度H的计算公式为：
H＝Lc×Mc×Dc×lg(Rc)×lg(Ic)。
作为本发明的进一步改进，本方法中步骤S1、通过图谱论工具找出关联度高的设备包括有以下步骤：
C、通过图谱论工具找出关联度高的设备；
D、调整布局、分割、排序、过滤、统计方式等，生成图论；
E、根据图论热度由高到低进行排序。
作为本发明的进一步改进，本方法中步骤C、通过图谱论工具找出关联度高的设备步骤如下：根据Gephi工具使用方式，编写边文件edges和点文件nodes保存为csv文件，导入Gephi中，其中：
边文件edges包括如下内容：
source：该边的起点、出发点、源；
target：该边的终点、目标；
weight：边的权重，用数值表示，不考虑权重的可全部设置为1；
id：边的唯一ID，导入后可自动生成，选填；
label：边的标签名字，导入后可在图形中显示边的名字；
点文件nodes包括如下内容：
id：点的唯一ID，应与边文件的source、target内容匹配；
label：点的标签名字，导入后可在图形中显示点的名字。
作为本发明的进一步改进，本方法中步骤S3、建立坐标系为把坐标系分成右上角、左上角、左下角和右下角，其中：
右上角：正常管理、评分高；
左上角：重点管理、评分低；
左下角：实时监控、评分较低；
右下角：正常管理、评分较高。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中基于图论工具根据设备间关系找出处于重要节点的设备，形成设备重要程度评分，结合设备历史使用情况和维修保养记录，将不同记录换算为参数进行健康度评价计算，形成设备健康度评分，将设备重要程度评分及设备健康度评分带入设备管理矩阵，进行设备下一步管理策略分析，帮助管理者区分重点管理设备及正常管理设备，大幅降低管理人员无效设备维护管理时长。
附图说明
图1为本发明一种结合知识图谱论的设备系统安全评价方法流程图；
图2为本发明一种结合知识图谱论的设备系统安全评价方法的图论；
图3为本发明一种结合知识图谱论的设备系统安全评价方法的坐标系分布示意图。
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
请参阅图1-3，本发明提供如下技术方案：一种结合知识图谱论的设备系统安全评价方法，其特征在于：本方法包括以下步骤：S1、通过图谱论工具找出关联度高的设备；S2、通过系统分析，排序设备的健康度；S3、建立坐标系；
其中，步骤S1、通过图谱论工具找出关联度高的设备包括有以下步骤：
C、通过图谱论工具找出关联度高的设备；
D、调整布局、分割、排序、过滤、统计方式等，生成图论，如图2所示；
E、根据图论热度由高到低进行排序，如下表所示：
排名 设备
1 配电机房
2 电梯
3 通风设备
4 照明设备
5 消防设备
6 烟雾报警
7 自动喷淋
8 空调
9 门禁设备
10 监控设备
11 变电站
其中，步骤C、通过图谱论工具找出关联度高的设备步骤如下：根据Gephi工具使用方式，编写边文件edges和点文件nodes保存为csv文件，导入Gephi中，其中：
边文件edges包括如下内容：
source：该边的起点、出发点、源；
target：该边的终点、目标；
weight：边的权重，用数值表示，不考虑权重的可全部设置为1；
id：边的唯一ID，导入后可自动生成，选填；
label：边的标签名字，导入后可在图形中显示边的名字；
点文件nodes包括如下内容：
id：点的唯一ID，应与边文件的source、target内容匹配；label：点的标签名字，导入后可在图形中显示点的名字。
S2、通过系统分析，排序设备的健康度，具体包括以下步骤：A、多维度参数分析，包括：
A1、计算保养系数包括以下步骤：
a1、计划保养次数Mp：使用时长/计划保养时间间隔，结果向下取整：
Figure BDA0004122742150000061
a2、保养系数Mc：已保养次数/计划维保次数：
Mc＝MMp
保养系数Mc小于1，说明设备没有及时保养(健康度低)；
保养系数Mc大于等于1，则保养系数Mc固定为1：{ΘMc≥1∴Mc＝1}；A2、计算检修系数包括以下步骤：
b1、计划检修次数Dp：使用时长/计划检修时间间隔，结果向下取整：
Figure BDA0004122742150000062
b2、检修系数Dc：已检修次数/计划检修次数：
Dc＝DDp
检修系数Dc小于1，说明设备没有及时检修(健康度低)；
检修系数Dc大于等于1，则检修系数固定为1：{ΘDc≥1∴Dc＝1}；
A3、计算异常维修系数Rc＝使用时长/异常维修次数：
Rc＝tR
异常维修系数Rc越小，说明设备异常率高(健康度低)；
A4、计算异常巡检系数Ic＝使用时长/异常巡检次数：
Ic＝tI
异常巡检系数Ic越小，说明设备异常率高(健康度低)；
A5、计算使用寿命系数包括以下步骤：
c1、非强制报废设备(可以超期服役)的使用寿命系数Lc与使用时长呈指数递减，其中：
设计寿命大于1时：Lc＝logtL；
设计寿命小于等于1时，使用寿命系数Lc固定为1；
c2、强制报废设备(达到使用寿命强制报废)的使用寿命系数Lc：使用时长与设计寿命成反比关系：
Figure BDA0004122742150000071
当Lc≥1时，设备达到使用寿命，将强制报废，因此Lc＝0(健康度为0)，使用寿命系数(Lc)越小，说明设备寿命越少(健康度低)；
A6、计算设备健康度H的计算公式为：
H＝Lc×Mc×Dc×lg(Rc)×lg(Ic)
异常维修系数和异常巡检系数与设备健康度呈对数(取绝对值)增长，设备健康度(H)越小，说明设备健康度越低；
其中，Mf为计划保养，t为使用时长且单位为月，M为已保养次数，Df为计划检修，D为已检修次数，R为异常维修次数，I为异常巡检次数其中，L为设计寿命；
B、设备健康度排序：根据步骤A、多维度参数分析的计算结果，按照健康度由高到低排序设备。
S3、建立坐标系为把坐标系分成右上角、左上角、左下角和右下角，其中：
右上角：正常管理、评分高；
左上角：重点管理、评分低；
左下角：实时监控、评分较低；
右下角：正常管理、评分较高，如图3所示。
本发明基于图论工具根据设备间关系找出处于重要节点的设备，形成设备重要程度评分，结合设备历史使用情况和维修保养记录，将不同记录换算为参数进行健康度评价计算，形成设备健康度评分，将设备重要程度评分及设备健康度评分带入设备管理矩阵，进行设备下一步管理策略分析，帮助管理者区分重点管理设备及正常管理设备，大幅降低管理人员无效设备维护管理时长。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性地包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。
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 (10)

1.一种结合知识图谱论的设备系统安全评价方法，其特征在于：本方法包括以下步骤：S1、通过图谱论工具找出关联度高的设备；S2、通过系统分析，排序设备的健康度；S3、建立坐标系；其中，
S2、通过系统分析，排序设备的健康度，具体包括以下步骤：
A、多维度参数分析，包括：A1、计算保养系数；A2、计算检修系数；A3、计算异常维修系数；A4、计算异常巡检系数；A5、计算使用寿命系数和A6、计算设备健康度；
B、设备健康度排序：根据步骤A、多维度参数分析的计算结果，按照健康度由高到低排序设备。
2.根据权利要求1所述的结合知识图谱论的设备系统安全评价方法，其特征在于：本方法中步骤A1、计算保养系数包括以下步骤：
a1、计划保养次数Mp：使用时长/计划保养时间间隔，结果向下取整：
Figure FDA0004122742140000012
a2、保养系数Mc：已保养次数/计划维保次数：
Mc＝M/Mp
其中，Mf为计划保养，t为使用时长且单位为月，M为已保养次数。
3.根据权利要求1所述的结合知识图谱论的设备系统安全评价方法，其特征在于：本方法中步骤A2、计算检修系数包括以下步骤：
b1、计划检修次数Dp：使用时长/计划检修时间间隔，结果向下取整：
Figure FDA0004122742140000011
b2、检修系数Dc：已检修次数/计划检修次数：
Dc＝D/Dp
其中，Df为计划检修，D为已检修次数，t为使用时长且单位为月。
4.根据权利要求1所述的结合知识图谱论的设备系统安全评价方法，其特征在于：本方法中步骤A3、计算异常维修系数Rc＝使用时长/异常维修次数：
Rc＝t/R
其中，R为异常维修次数，t为使用时长且单位为月。
5.根据权利要求1所述的结合知识图谱论的设备系统安全评价方法，其特征在于：本方法中步骤A4、计算异常巡检系数Ic＝使用时长/异常巡检次数：
Ic＝t/I
其中，I为异常巡检次数，t为使用时长且单位为月。
6.根据权利要求1所述的结合知识图谱论的设备系统安全评价方法，其特征在于：本方法中步骤A5、计算使用寿命系数包括以下步骤：
c1、非强制报废设备的使用寿命系数Lc与使用时长呈指数递减，其中：
设计寿命大于1时：Lc＝logtL；
设计寿命小于等于1时，使用寿命系数Lc固定为1；
c2、强制报废设备的使用寿命系数Lc：使用时长与设计寿命成反比关系：
Figure FDA0004122742140000021
其中，L为设计寿命，t为使用时长且单位为月。
7.根据权利要求1-6所述的结合知识图谱论的设备系统安全评价方法，其特征在于：本方法中步骤A6、计算设备健康度H的计算公式为：
H＝Lc×Mc×Dc×|lg(Rc)|×|lg(Ic)|。
8.根据权利要求1所述的结合知识图谱论的设备系统安全评价方法，其特征在于：本方法中步骤S1、通过图谱论工具找出关联度高的设备包括有以下步骤：
C、通过图谱论工具找出关联度高的设备；
D、调整布局、分割、排序、过滤、统计方式等，生成图论；
E、根据图论热度由高到低进行排序。
9.根据权利要求8所述的结合知识图谱论的设备系统安全评价方法，其特征在于：本方法中步骤C、通过图谱论工具找出关联度高的设备步骤如下：根据Gephi工具使用方式，编写边文件edges和点文件nodes保存为csv文件，导入Gephi中，其中：
边文件edges包括如下内容：
source：该边的起点、出发点、源；
target：该边的终点、目标；
weight：边的权重，用数值表示，不考虑权重的可全部设置为1；
id：边的唯一ID，导入后可自动生成，选填；
label：边的标签名字，导入后可在图形中显示边的名字；
点文件nodes包括如下内容：
id：点的唯一ID，应与边文件的source、target内容匹配；
label：点的标签名字，导入后可在图形中显示点的名字。
10.根据权利要求1所述的结合知识图谱论的设备系统安全评价方法，其特征在于：本方法中步骤S3、建立坐标系为把坐标系分成右上角、左上角、左下角和右下角，其中：
右上角：正常管理、评分高；
左上角：重点管理、评分低；
左下角：实时监控、评分较低；
右下角：正常管理、评分较高。
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