CN116433224B - 一种基于大数据的设备集成数据管理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于大数据的设备集成数据管理方法及系统,属于集成数据管理技术领域。本发明包括:S10:根据各设备子系统的加工类型对各设备子系统与控制终端的数据传输路径进行确定,控制终端将属于同一传输路径的设备子系统传送的设备各部件对应的振动频率转换为同一标准,基于振动频率转换值,对各设备子系统在工作过程中是否发生故障进行预测;S20:对各设备子系统的故障位置的故障原因进行分析;S30:控制终端将故障部件和部件故障原因通过传输路径反馈至对应设备子系统,对应设备子系统根据反馈信息对故障部件进行维修处理。本发明对集成数据转换值中因外界干扰而存在的误差值进行消除,进一步提高了系统对集成设备的管理效果。
Description
技术领域
本发明涉及集成数据管理技术领域,具体为一种基于大数据的设备集成数据管理方法及系统。
背景技术
系统集成是通过结构化的综合布线系统和计算机网络技术,将各个分离的设备(如个人电脑)、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中,使资源达到充分共享,实现集中、高效、便利的管理。系统集成应采用功能集成、网络集成、软件界面集成等多种集成技术。
现有集成设备在管理过程中,通过将各集成数据转换为同一标准的数据,根据转换后的集成数据对集成设备进行管理,但在标准转化过程就中需要对各集成数据进行单独处理,降低了集成数据的转换效率,以及通过将转换后的集成数据与理想集成数据进行对比,根据对比结果对集成设备中各设备的故障位置和故障原因进行分析,弱化了外界干扰因素对设备产生的影响,降低了对设备的管理效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于大数据的设备集成数据管理方法及系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种基于大数据的设备集成数据管理方法,所述方法包括:
S10:根据各设备子系统的加工类型对各设备子系统与控制终端的数据传输路径进行确定,基于各设备子系统的加工对象固有特性和设备部件规格,控制终端将属于同一传输路径的设备子系统传送的设备各部件对应的振动频率转换为同一标准,基于振动频率转换值,对各设备子系统在工作过程中是否发生故障进行预测;
S20:根据S10中预测的各设备子系统在工作过程中发生故障的情况,结合各设备子系统中各部件对应的振动频率转换值,对各设备子系统的故障位置的故障原因进行分析;
S30:控制终端根据S20中对各设备子系统的故障位置的故障原因分析结果,将故障部件和部件故障原因通过传输路径反馈至对应设备子系统,对应设备子系统根据反馈信息对故障部件进行维修处理。
进一步的,所述S10包括:
S101:对各设备子系统的加工类型进行获取,将属于同一加工类型的设备子系统放入同一集合Mi中,根据i值对设备子系统与控制终端的主数据传输路径数量进行确定,根据集合Mi中放入设备子系统的数量,对对应主数据传输路径的支路数量进行确定,其中,i=1,2,…,I,表示集合M对应的编号,I表示设备子系统的加工类型总数;
S102:控制终端对各主传输路径传送的设备各部件对应的振动频率进行接收,并将接收的来自同一主传输路径的振动频率放入同一数据存储位置,根据各设备子系统的加工对象固有特性和设备部件规格将存储在同一数据存储位置的振动频率转换为同一标准,当放入同一数据存储位置的振动频率全部来自同一设备子系统时,振动频率经标准转换后仍为初始振动频率;
S103:根据S102中得到的设备各部件对应的振动频率转换值,对同一集合中各部件对应的最小振动频率转换值进行获取,以及对最小振动频率转换值对应的设备子系统的加工对象固有特性和设备部件规格进行获取,基于获取的加工对象固有特性和设备部件规格信息,通过大数据对对应设备子系统中对应部件的标准振动频率进行获取,对对应部件的标准振动频率与集合中对应部件的最小振动频率之间的比值进行计算,对计算的比值与对应部件对应的振动频率转换值之间的差值进行计算,若0≤|差值|≤0.05,则表示对应设备子系统中对应部件在工作过程中未发生故障,若|差值|>0.05,则表示对应设备子系统中对应部件在工作过程中发生故障。
进一步的,所述S102中根据各设备子系统的加工对象固有特性和设备部件规格将存储在同一数据存储位置的振动频率转换为同一标准的具体方法为:
根据集合Mi中各设备子系统对加工对象的加工顺序和加工量,对加工对象在对应加工位置的加工硬度值进行确定,加工硬度值的确定公式Hq+1为:
Hq+1=dq+1×hq+1/[W-(w1+w2+…+wq)];
其中,q=1,2,…,p,表示集合Mi中设备子系统对应的编号,p表示集合Mi中设备子系统的总数量,dq+1表示加工对象被编号为q+1的设备子系统加工时对应的直径,hq+1表示加工对象被编号为q+1的设备子系统加工时对应的高度,wq表示加工对象被编号为q的设备子系统加工时对应的加工量,W表示加工对象的初始重量值,Hq+1表示加工对象被编号为q+1的设备子系统加工时对应的加工硬度值,W-(w1+w2+…+wq)表示加工对象被编号为q+1的设备子系统加工时对应的重量值;
结合设备子系统在加工过程中刀具的振动频率和设备子系统的刀具规格,将各设备子系统的刀具振动频率转换为同一标准,具体的转换公式Rq+1为:
Rq+1=[Uq+1-β*(Hq+1-minHq+1)-α*(Vq+1-minVq+1)]/minγq+1;
其中,Uq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的刀具振动频率,α、β均表示转换系数,Vq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的刀具刚性值,γq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的刀具转速,Rq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的刀具振动频率转换值;
根据设备子系统中各部件之间的转动比,对转动比与Rq+1的乘积进行计算,得到各设备子系统中其它部件对应的振动频率转换值。
进一步的,所述S20包括:
S201:对各设备子系统对加工对象的加工量进行确定,结合各设备子系统对加工对象的加工时间,对各设备子系统对加工对象的单位时间加工量进行确定,基于各设备子系统对应的刀具规格,对各设备子系统对加工对象的标准单位时间加工量进行获取,对确定的单位时间加工量与标准单位时间加工量之间的差值进行计算,以差值与标准单位时间加工量的比值作为比例系数,对各设备子系统中的刀具因单次加工量不合理产生自激振动的程度进行确定;
S202:根据S201中确定的自激振动程度,对各设备子系统中刀具对应的标准振动频率转换值进行确定,标准振动频率转换值=Rq+1*(1-比例系数),同理,对各设备子系统中其它部件对应的标准振动频率转换值进行确定,其它部件指设备子系统中除刀具以外的部件;
S203:根据各设备子系统中其它部件对应的规格信息,通过公式Hq+1(x)=[hq+1(x)-k*(1-mingq+1(x)/gq+1(x))]/bq+1(x)将控制终端接收的各设备子系统中其它部件对应的振动频率转换为同一标准,对转换后得到的振动频率转换值与S202中确定的各设备子系统中其它部件对应的标准振动频率转换值之间的差值进行计算,根据计算结果,对对应设备子系统中对应部件的故障程度进行确定,结合各故障原因对对应部件的影响程度,对对应部件的故障原因进行确定,其中,Hq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的其它部件的振动频率转换值,hq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的其它部件的振动频率,k表示转换比例,gq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的其它部件规格值,bq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的其它部件的转速值,x=1,2,…,表示设备子系统中其它部件对应的编号;
对S202中确定的各设备子系统中刀具对应的标准振动频率转换值与,对应设备子系统中刀具空转时对应的理想振动频率与各设备子系统中刀具空转时对应的最小理想振动频率的比值之间的差值进行计算,根据计算结果,对对应设备子系统中刀具的故障程度进行确定,结合各故障原因对刀具的影响程度,对刀具的故障原因进行确定。
进一步的,所述S30包括:
控制终端根据S203中确定的各设备子系统中故障部件的故障原因,将故障部件和部件故障原因通过传输路径反馈至对应设备子系统,对应设备子系统根据反馈信息向维修终端发送维修请求信息、故障部件信息和部件故障原因信息,维修终端根据接收信息对对应设备子系统的故障部件进行维修处理。
一种基于大数据的设备集成数据管理系统,所述系统包括集成数据转换模块、设备故障分析模块、设备故障原因确定模块和设备管理模块;
所述集成数据转换模块用于将各设备传送的振动频率转换为同一标准,并将振动频率转换值传输至设备故障分析模块和设备故障原因确定模块;
所述设备故障分析模块用于对集成数据转换模块传输的振动频率转换值进行接收,基于接收的振动频率转换值,对各设备在工作过程中是否发生故障进行分析,并将分析结果传输至设备故障原因确定模块;
所述设备故障原因确定模块用于对设备故障分析模块传输的分析结果,以及集成数据转换模块传输的振动频率转换值进行接收,基于接收信息,对故障设备中故障部件的故障原因进行确定,并将确定的故障设备中故障部件的故障原因传输至设备管理模块;
所述设备管理模块用于对设备故障原因确定模块传输的故障设备中故障部件的故障原因进行接收,将接收的故障部件和部件故障原因通过传输路径反馈至对应设备,对应设备根据接收信息对故障部件进行维修处理。
进一步的,所述集成数据转换模块包括集成数据传输路径确定单元和集成数据转换单元;
所述集成数据传输路径确定单元对各集成数据产生设备的加工类型进行获取,将属于同一加工类型的设备放入同一集合Mi中,根据i值对集成数据的主传输路径数量进行确定,根据集合Mi中放入的设备数量,对对应主数据传输路径的支路数量进行确定,并将确定的集成数据传输路径传输至集成数据转换单元,其中,i=1,2,…,I,表示集合M对应的编号,I表示设备子系统的加工类型总数;
所述集成数据转换单元对集成数据传输路径确定单元传输的集成数据传输路径进行接收,将同一主传输路径传输的振动频率放入同一数据存储位置,根据集合Mi中各设备对加工对象的加工顺序和加工量,对加工对象在对应加工位置的加工硬度值进行确定,结合设备在加工过程中刀具的振动频率和设备的刀具规格,将各设备的刀具振动频率转换为同一标准,根据设备中各部件之间的转动比,将各设备中各部件对应的振动频率转换为同一标准,并将各设备中各部件对应的振动频率转换值传输至设备故障分析模块和设备故障原因确定模块。
进一步的,所述设备故障分析模块对集成数据转换单元传输的各设备中各部件对应的振动频率转换值进行接收,对同一集合中各部件对应的最小振动频率转换值进行获取,以及对最小振动频率转换值对应的设备的加工对象固有特性和设备部件规格进行获取,基于获取信息,通过大数据对对应设备中对应部件的标准振动频率进行获取,对对应部件的标准振动频率与集合中对应部件的最小振动频率之间的比值进行计算,对计算的比值与对应部件对应的振动频率转换值之间的差值进行计算,若0≤|差值|≤0.05,则表示对应设备中对应部件在工作过程中未发生故障,若|差值|>0.05,则表示对应设备中对应部件在工作过程中发生故障,并将设备故障分析结果传输至设备故障原因确定模块。
进一步的,所述设备故障原因确定模块包括误差程度确定单元、标准振动频率转换值确定单元、第一故障原因确定单元和第二故障原因确定单元;
所述自激振动程度确定单元对各设备对加工对象的加工量进行确定,结合各设备对加工对象的加工时间,对各设备对加工对象的单位时间加工量进行确定,基于各设备对应的刀具规格,对各设备对加工对象的标准单位时间加工量进行获取,对确定的单位时间加工量与标准单位时间加工量之间的差值进行计算,以差值与标准单位时间加工量的比值作为比例系数,对各设备中的刀具因单次加工量不合理产生自激振动的程度进行确定,并将刀具产生的自激振动程度传输至标准振动频率转换值确定单元;
所述标准振动频率转换值确定单元对自激振动程度传输的自激振动程度,以及集成数据转换单元传输的各设备中各部件对应的振动频率转换值进行接收,根据接收信息,对各设备中刀具对应的标准振动频率转换值进行确定,标准振动频率转换值=Rq+1*(1-比例系数),同理,对各设备中其它部件对应的标准振动频率转换值进行确定,并将各设备中各部件确定的标准振动频率转换值传输至第一故障原因确定单元和第二故障原因确定单元;
所述第一故障原因确定单元对标准振动频率转换值确定单元传输的各设备中其它部件确定的标准振动频率转换值进行接收,根据各设备中其它部件对应的规格信息,通过公式Hq+1(x)=[hq+1(x)-k*(1-mingq+1(x)/gq+1(x))]/bq+1(x)将各设备中其它部件对应的振动频率转换为同一标准,对转换后得到的振动频率转换值与接收的各设备中其它部件对应的标准振动频率转换值之间的差值进行计算,根据计算结果,对对应设备中对应部件的故障程度进行确定,结合各故障原因对对应部件的影响程度,对对应设备中对应部件的故障原因进行确定,并将确定的对应设备中对应部件的故障原因传输至设备管理模块,其中,Hq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的其它部件的振动频率转换值,hq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的其它部件的振动频率,k表示转换比例,gq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的其它部件规格值,bq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的其它部件的转速值,x=1,2,…,表示设备子系统中其它部件对应的编号;
所述第二故障原因确定单元对标准振动频率转换值确定单元传输的各设备中刀具确定的标准振动频率转换值进行接收,对接收的确定的各设备中刀具对应的标准振动频率转换值与,对应设备中刀具空转时对应的理想振动频率与各设备中刀具空转时对应的最小理想振动频率的比值之间的差值进行计算,根据计算结果,对对应设备中刀具的故障程度进行确定,结合各故障原因对刀具的影响程度,对刀具的故障原因进行确定,并将确定的对应设备中刀具的故障原因传输至设备管理模块。
进一步的,所述设备管理模块对第一故障原因确定单元和第二故障原因确定单元分别传输的对应设备中对应部件的故障原因和对应设备中刀具的故障原因进行接收,将接收的故障部件和部件故障原因通过传输路径反馈至对应设备,对应设备根据反馈信息向维修终端发送维修请求信息、故障部件信息和部件故障原因信息,维修终端根据接收信息对对应设备的故障部件进行维修处理。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:
1.本发明通过根据集成设备加工对象的加工硬度值和集成设备中刀具部件的刚性值、振动频率,对集成设备中刀具部件的振动频率转换值进行确定,根据集成设备中各部件对应的转动比,对集成设备中其它部件的振动频率转换值进行确定,此过程无需对各集成数据单独进行处理,进一步提高了系统对集成数据的转换效率。
2.本发明以集成设备中刀具对加工对象的单位时间加工量与标准单位时间加工量之间的差值作为基础,对集成设备中刀具产生自激振动的程度进行确定,根据确定值,对集成数据转换值中因外界干扰而存在的误差值进行消除,进一步提高了系统对集成设备的管理效果。
3.本发明通过将集成设备中其它部件对应的集成数据转换为同一标准,对集成数据转换值与消除误差值后基于转动比求取的集成数据转换值之间的差值进行计算,基于计算结果对集成设备中其它部件对应的故障程度进行确定,根据确定结果,对集成设备中其它部件的故障原因进行确定,此过程消除了各部件之间由于产生共振而出现的误差,进一步提高了系统对故障零件的分析精度。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明一种基于大数据的设备集成数据管理方法及系统的工作流程示意图;
图2是本发明一种基于大数据的设备集成数据管理方法及系统的工作原理结构示意图。
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。
请参阅图1和图2,本发明提供技术方案:一种基于大数据的设备集成数据管理方法,方法包括:
S10:根据各设备子系统的加工类型对各设备子系统与控制终端的数据传输路径进行确定,基于各设备子系统的加工对象固有特性和设备部件规格,控制终端将属于同一传输路径的设备子系统传送的设备各部件对应的振动频率转换为同一标准,基于振动频率转换值,对各设备子系统在工作过程中是否发生故障进行预测;
S10包括:
S101:对各设备子系统的加工类型进行获取,将属于同一加工类型的设备子系统放入同一集合Mi中,根据i值对设备子系统与控制终端的主数据传输路径数量进行确定,根据集合Mi中放入设备子系统的数量,对对应主数据传输路径的支路数量进行确定,其中,i=1,2,…,I,表示集合M对应的编号,I表示设备子系统的加工类型总数;
S102:控制终端对各主传输路径传送的设备各部件对应的振动频率进行接收,并将接收的来自同一主传输路径的振动频率放入同一数据存储位置,根据各设备子系统的加工对象固有特性和设备部件规格将存储在同一数据存储位置的振动频率转换为同一标准,当放入同一数据存储位置的振动频率全部来自同一设备子系统时,振动频率经标准转换后仍为初始振动频率;
S102中根据各设备子系统的加工对象固有特性和设备部件规格将存储在同一数据存储位置的振动频率转换为同一标准的具体方法为:
根据集合Mi中各设备子系统对加工对象的加工顺序和加工量,对加工对象在对应加工位置的加工硬度值进行确定,加工硬度值的确定公式Hq+1为:
Hq+1=dq+1×hq+1/[W-(w1+w2+…+wq)];
其中,q=1,2,…,p,表示集合Mi中设备子系统对应的编号,p表示集合Mi中设备子系统的总数量,dq+1表示加工对象被编号为q+1的设备子系统加工时对应的直径,hq+1表示加工对象被编号为q+1的设备子系统加工时对应的高度,wq表示加工对象被编号为q的设备子系统加工时对应的加工量,W表示加工对象的初始重量值,Hq+1表示加工对象被编号为q+1的设备子系统加工时对应的加工硬度值,W-(w1+w2+…+wq)表示加工对象被编号为q+1的设备子系统加工时对应的重量值;
结合设备子系统在加工过程中刀具的振动频率和设备子系统的刀具规格,将各设备子系统的刀具振动频率转换为同一标准,具体的转换公式Rq+1为:
Rq+1=[Uq+1-β*(Hq+1-minHq+1)-α*(Vq+1-minVq+1)]/minγq+1;
其中,Uq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的刀具振动频率,α、β均表示转换系数,Vq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的刀具刚性值,γq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的刀具转速,Rq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的刀具振动频率转换值;
根据设备子系统中各部件之间的转动比,对转动比与Rq+1的乘积进行计算,得到各设备子系统中其它部件对应的振动频率转换值;
S103:根据S102中得到的设备各部件对应的振动频率转换值,对同一集合中各部件对应的最小振动频率转换值进行获取,以及对最小振动频率转换值对应的设备子系统的加工对象固有特性和设备部件规格进行获取,基于获取的加工对象固有特性和设备部件规格信息,通过大数据对对应设备子系统中对应部件的标准振动频率进行获取,对对应部件的标准振动频率与集合中对应部件的最小振动频率之间的比值进行计算,对计算的比值与对应部件对应的振动频率转换值之间的差值进行计算,若0≤|差值|≤0.05,则表示对应设备子系统中对应部件在工作过程中未发生故障,若|差值|>0.05,则表示对应设备子系统中对应部件在工作过程中发生故障;
S20:根据S10中预测的各设备子系统在工作过程中发生故障的情况,结合各设备子系统中各部件对应的振动频率转换值,对各设备子系统的故障位置的故障原因进行分析;
S20包括:
S201:对各设备子系统对加工对象的加工量进行确定,结合各设备子系统对加工对象的加工时间,对各设备子系统对加工对象的单位时间加工量进行确定,基于各设备子系统对应的刀具规格,对各设备子系统对加工对象的标准单位时间加工量进行获取,对确定的单位时间加工量与标准单位时间加工量之间的差值进行计算,以差值与标准单位时间加工量的比值作为比例系数,对各设备子系统中的刀具因单次加工量不合理产生自激振动的程度进行确定;
S202:根据S201中确定的自激振动程度,对各设备子系统中刀具对应的标准振动频率转换值进行确定,标准振动频率转换值=Rq+1*(1-比例系数),同理,对各设备子系统中其它部件对应的标准振动频率转换值进行确定,其它部件指设备子系统中除刀具以外的部件;
S203:根据各设备子系统中其它部件对应的规格信息,通过公式Hq+1(x)=[hq+1(x)-k*(1-mingq+1(x)/gq+1(x))]/bq+1(x)将控制终端接收的各设备子系统中其它部件对应的振动频率转换为同一标准,对转换后得到的振动频率转换值与S202中确定的各设备子系统中其它部件对应的标准振动频率转换值之间的差值进行计算,根据计算结果,对对应设备子系统中对应部件的故障程度进行确定,结合各故障原因对对应部件的影响程度,对对应部件的故障原因进行确定,其中,Hq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的其它部件的振动频率转换值,hq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的其它部件的振动频率,k表示转换比例,gq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的其它部件规格值,bq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的其它部件的转速值,x=1,2,…,表示设备子系统中其它部件对应的编号;
对S202中确定的各设备子系统中刀具对应的标准振动频率转换值与,对应设备子系统中刀具空转时对应的理想振动频率与各设备子系统中刀具空转时对应的最小理想振动频率的比值之间的差值进行计算,根据计算结果,对对应设备子系统中刀具的故障程度进行确定,结合各故障原因对刀具的影响程度,对刀具的故障原因进行确定;
S30:控制终端根据S20中对各设备子系统的故障位置的故障原因分析结果,将故障部件和部件故障原因通过传输路径反馈至对应设备子系统,对应设备子系统根据反馈信息对故障部件进行维修处理;
S30包括:控制终端根据S203中确定的各设备子系统中故障部件的故障原因,将故障部件和部件故障原因通过传输路径反馈至对应设备子系统,对应设备子系统根据反馈信息向维修终端发送维修请求信息、故障部件信息和部件故障原因信息,维修终端根据接收信息对对应设备子系统的故障部件进行维修处理。
一种基于大数据的设备集成数据管理系统,系统包括集成数据转换模块、设备故障分析模块、设备故障原因确定模块和设备管理模块;
集成数据转换模块用于将各设备传送的振动频率转换为同一标准,并将振动频率转换值传输至设备故障分析模块和设备故障原因确定模块;
集成数据转换模块包括集成数据传输路径确定单元和集成数据转换单元;
集成数据传输路径确定单元对各集成数据产生设备的加工类型进行获取,将属于同一加工类型的设备放入同一集合Mi中,根据i值对集成数据的主传输路径数量进行确定,根据集合Mi中放入的设备数量,对对应主数据传输路径的支路数量进行确定,并将确定的集成数据传输路径传输至集成数据转换单元,其中,i=1,2,…,I,表示集合M对应的编号,I表示设备子系统的加工类型总数;
集成数据转换单元对集成数据传输路径确定单元传输的集成数据传输路径进行接收,将同一主传输路径传输的振动频率放入同一数据存储位置,根据集合Mi中各设备对加工对象的加工顺序和加工量,对加工对象在对应加工位置的加工硬度值进行确定,结合设备在加工过程中刀具的振动频率和设备的刀具规格,将各设备的刀具振动频率转换为同一标准,根据设备中各部件之间的转动比,将各设备中各部件对应的振动频率转换为同一标准,并将各设备中各部件对应的振动频率转换值传输至设备故障分析模块和设备故障原因确定模块;
设备故障分析模块用于对集成数据转换模块传输的振动频率转换值进行接收,基于接收的振动频率转换值,对各设备在工作过程中是否发生故障进行分析,并将分析结果传输至设备故障原因确定模块;
设备故障分析模块对集成数据转换单元传输的各设备中各部件对应的振动频率转换值进行接收,对同一集合中各部件对应的最小振动频率转换值进行获取,以及对最小振动频率转换值对应的设备的加工对象固有特性和设备部件规格进行获取,基于获取信息,通过大数据对对应设备中对应部件的标准振动频率进行获取,对对应部件的标准振动频率与集合中对应部件的最小振动频率之间的比值进行计算,对计算的比值与对应部件对应的振动频率转换值之间的差值进行计算,若0≤|差值|≤0.05,则表示对应设备中对应部件在工作过程中未发生故障,若|差值|>0.05,则表示对应设备中对应部件在工作过程中发生故障,并将设备故障分析结果传输至设备故障原因确定模块;
设备故障原因确定模块用于对设备故障分析模块传输的分析结果,以及集成数据转换模块传输的振动频率转换值进行接收,基于接收信息,对故障设备中故障部件的故障原因进行确定,并将确定的故障设备中故障部件的故障原因传输至设备管理模块;
设备故障原因确定模块包括误差程度确定单元、标准振动频率转换值确定单元、第一故障原因确定单元和第二故障原因确定单元;
自激振动程度确定单元对各设备对加工对象的加工量进行确定,结合各设备对加工对象的加工时间,对各设备对加工对象的单位时间加工量进行确定,基于各设备对应的刀具规格,对各设备对加工对象的标准单位时间加工量进行获取,对确定的单位时间加工量与标准单位时间加工量之间的差值进行计算,以差值与标准单位时间加工量的比值作为比例系数,对各设备中的刀具因单次加工量不合理产生自激振动的程度进行确定,并将刀具产生的自激振动程度传输至标准振动频率转换值确定单元;
标准振动频率转换值确定单元对自激振动程度传输的自激振动程度,以及集成数据转换单元传输的各设备中各部件对应的振动频率转换值进行接收,根据接收信息,对各设备中刀具对应的标准振动频率转换值进行确定,标准振动频率转换值=Rq+1*(1-比例系数),同理,对各设备中其它部件对应的标准振动频率转换值进行确定,并将各设备中各部件确定的标准振动频率转换值传输至第一故障原因确定单元和第二故障原因确定单元;
第一故障原因确定单元对标准振动频率转换值确定单元传输的各设备中其它部件确定的标准振动频率转换值进行接收,根据各设备中其它部件对应的规格信息,通过公式Hq+1(x)=[hq+1(x)-k*(1-mingq+1(x)/gq+1(x))]/bq+1(x)将各设备中其它部件对应的振动频率转换为同一标准,对转换后得到的振动频率转换值与接收的各设备中其它部件对应的标准振动频率转换值之间的差值进行计算,根据计算结果,对对应设备中对应部件的故障程度进行确定,结合各故障原因对对应部件的影响程度,对对应设备中对应部件的故障原因进行确定,并将确定的对应设备中对应部件的故障原因传输至设备管理模块;
第二故障原因确定单元对标准振动频率转换值确定单元传输的各设备中刀具确定的标准振动频率转换值进行接收,对接收的确定的各设备中刀具对应的标准振动频率转换值与,对应设备中刀具空转时对应的理想振动频率与各设备中刀具空转时对应的最小理想振动频率的比值之间的差值进行计算,根据计算结果,对对应设备中刀具的故障程度进行确定,结合各故障原因对刀具的影响程度,对刀具的故障原因进行确定,并将确定的对应设备中刀具的故障原因传输至设备管理模块;
设备管理模块用于对设备故障原因确定模块传输的故障设备中故障部件的故障原因进行接收,将接收的故障部件和部件故障原因通过传输路径反馈至对应设备,对应设备根据接收信息对故障部件进行维修处理;
设备管理模块对第一故障原因确定单元和第二故障原因确定单元分别传输的对应设备中对应部件的故障原因和对应设备中刀具的故障原因进行接收,将接收的故障部件和部件故障原因通过传输路径反馈至对应设备,对应设备根据反馈信息向维修终端发送维修请求信息、故障部件信息和部件故障原因信息,维修终端根据接收信息对对应设备的故障部件进行维修处理。
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的包含,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。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,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。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于大数据的设备集成数据管理方法,其特征在于:所述方法包括:
S10:根据各设备子系统的加工类型对各设备子系统与控制终端的数据传输路径进行确定,基于各设备子系统的加工对象固有特性和设备部件规格,控制终端将属于同一传输路径的设备子系统传送的设备各部件对应的振动频率转换为同一标准,基于振动频率转换值,对各设备子系统在工作过程中是否发生故障进行预测;
所述S10包括:
S101:对各设备子系统的加工类型进行获取,将属于同一加工类型的设备子系统放入同一集合Mi中,根据i值对设备子系统与控制终端的主数据传输路径数量进行确定,根据集合Mi中放入设备子系统的数量,对对应主数据传输路径的支路数量进行确定,其中,i=1,2,…,I,表示集合M对应的编号,I表示设备子系统的加工类型总数;
S102:控制终端对各主传输路径传送的设备各部件对应的振动频率进行接收,并将接收的来自同一主传输路径的振动频率放入同一数据存储位置,根据各设备子系统的加工对象固有特性和设备部件规格将存储在同一数据存储位置的振动频率转换为同一标准,当放入同一数据存储位置的振动频率全部来自同一设备子系统时,振动频率经标准转换后仍为初始振动频率;
所述S102中根据各设备子系统的加工对象固有特性和设备部件规格将存储在同一数据存储位置的振动频率转换为同一标准的具体方法为:
根据集合Mi中各设备子系统对加工对象的加工顺序和加工量,对加工对象在对应加工位置的加工硬度值进行确定,加工硬度值的确定公式Hq+1为:
Hq+1=dq+1×hq+1/[W-(w1+w2+…+wq)];
其中,q=1,2,…,p,表示集合Mi中设备子系统对应的编号,p表示集合Mi中设备子系统的总数量,dq+1表示加工对象被编号为q+1的设备子系统加工时对应的直径,hq+1表示加工对象被编号为q+1的设备子系统加工时对应的高度,wq表示加工对象被编号为q的设备子系统加工时对应的加工量,W表示加工对象的初始重量值,Hq+1表示加工对象被编号为q+1的设备子系统加工时对应的加工硬度值;
结合设备子系统在加工过程中刀具的振动频率和设备子系统的刀具规格,将各设备子系统的刀具振动频率转换为同一标准,具体的转换公式Rq+1为:
Rq+1=[Uq+1-β*(Hq+1-minHq+1)-α*(Vq+1-minVq+1)]/minγq+1;
其中,Uq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的刀具振动频率,α、β均表示转换系数,Vq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的刀具刚性值,γq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的刀具转速,Rq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的刀具振动频率转换值;
根据设备子系统中各部件之间的转动比,对转动比与Rq+1的乘积进行计算,得到各设备子系统中其它部件对应的振动频率转换值;
S103:根据S102中得到的设备各部件对应的振动频率转换值,对同一集合中各部件对应的最小振动频率转换值进行获取,以及对最小振动频率转换值对应的设备子系统的加工对象固有特性和设备部件规格进行获取,基于获取的加工对象固有特性和设备部件规格信息,通过大数据对对应设备子系统中对应部件的标准振动频率进行获取,对对应部件的标准振动频率与集合中对应部件的最小振动频率之间的比值进行计算,对计算的比值与对应部件对应的振动频率转换值之间的差值进行计算,若0≤|差值|≤0.05,则表示对应设备子系统中对应部件在工作过程中未发生故障,若|差值|>0.05,则表示对应设备子系统中对应部件在工作过程中发生故障;
S20:根据S10中预测的各设备子系统在工作过程中发生故障的情况,结合各设备子系统中各部件对应的振动频率转换值,对各设备子系统的故障位置的故障原因进行分析;
所述S20包括:
S201:对各设备子系统对加工对象的加工量进行确定,结合各设备子系统对加工对象的加工时间,对各设备子系统对加工对象的单位时间加工量进行确定,基于各设备子系统对应的刀具规格,对各设备子系统对加工对象的标准单位时间加工量进行获取,对确定的单位时间加工量与标准单位时间加工量之间的差值进行计算,以差值与标准单位时间加工量的比值作为比例系数,对各设备子系统中的刀具因单次加工量不合理产生自激振动的程度进行确定;
S202:根据S201中确定的自激振动程度,对各设备子系统中刀具对应的标准振动频率转换值进行确定,标准振动频率转换值=Rq+1*(1-比例系数),同理,对各设备子系统中其它部件对应的标准振动频率转换值进行确定,消除了振动频率转换值中因外界干扰而存在的误差值;
S203:根据各设备子系统中其它部件对应的规格信息,通过公式Hq+1(x)=[hq+1(x)-k*(1-mingq+1(x)/gq+1(x))]/bq+1(x)将控制终端接收的各设备子系统中其它部件对应的振动频率转换为同一标准,对转换后得到的振动频率转换值与S202中确定的各设备子系统中其它部件对应的标准振动频率转换值之间的差值进行计算,根据计算结果,对对应设备子系统中对应部件的故障程度进行确定,结合各故障原因对对应部件的影响程度,对对应部件的故障原因进行确定,其中,Hq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的其它部件的振动频率转换值,hq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的其它部件的振动频率,k表示转换比例,gq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的其它部件规格值,bq+1表示编号为q+1的设备子系统对应的其它部件的转速值,x=1,2,…,表示设备子系统中其它部件对应的编号;
对S202中确定的各设备子系统中刀具对应的标准振动频率转换值与,对应设备子系统中刀具空转时对应的理想振动频率与各设备子系统中刀具空转时对应的最小理想振动频率的比值之间的差值进行计算,根据计算结果,对对应设备子系统中刀具的故障程度进行确定,结合各故障原因对刀具的影响程度,对刀具的故障原因进行确定,此过程消除了各部件之间由于产生共振而出现的误差;
S30:控制终端根据S20中对各设备子系统的故障位置的故障原因分析结果,将故障部件和部件故障原因通过传输路径反馈至对应设备子系统,对应设备子系统根据反馈信息对故障部件进行维修处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的设备集成数据管理方法,其特征在于:所述S30包括:
控制终端根据S203中确定的各设备子系统中故障部件的故障原因,将故障部件和部件故障原因通过传输路径反馈至对应设备子系统,对应设备子系统根据反馈信息向维修终端发送维修请求信息、故障部件信息和部件故障原因信息,维修终端根据接收信息对对应设备子系统的故障部件进行维修处理。
3.一种应用于权利要求1-2任一项所述的基于大数据的设备集成数据管理方法的基于大数据的设备集成数据管理系统,其特征在于:所述系统包括集成数据转换模块、设备故障分析模块、设备故障原因确定模块和设备管理模块;
所述集成数据转换模块用于将各设备传送的振动频率转换为同一标准,并将振动频率转换值传输至设备故障分析模块和设备故障原因确定模块;
所述设备故障分析模块用于对集成数据转换模块传输的振动频率转换值进行接收,基于接收的振动频率转换值,对各设备在工作过程中是否发生故障进行分析,并将分析结果传输至设备故障原因确定模块;
所述设备故障原因确定模块用于对设备故障分析模块传输的分析结果,以及集成数据转换模块传输的振动频率转换值进行接收,基于接收信息,对故障设备中故障部件的故障原因进行确定,并将确定的故障设备中故障部件的故障原因传输至设备管理模块;
所述设备管理模块用于对设备故障原因确定模块传输的故障设备中故障部件的故障原因进行接收,将接收的故障部件和部件故障原因通过传输路径反馈至对应设备,对应设备根据接收信息对故障部件进行维修处理。
4.根据权利要求3所述的一种基于大数据的设备集成数据管理系统,其特征在于:所述集成数据转换模块包括集成数据传输路径确定单元和集成数据转换单元;
所述集成数据传输路径确定单元对各集成数据产生设备的加工类型进行获取,将属于同一加工类型的设备放入同一集合Mi中,根据i值对集成数据的主传输路径数量进行确定,根据集合Mi中放入的设备数量,对对应主数据传输路径的支路数量进行确定,并将确定的集成数据传输路径传输至集成数据转换单元;
所述集成数据转换单元对集成数据传输路径确定单元传输的集成数据传输路径进行接收,将同一主传输路径传输的振动频率放入同一数据存储位置,根据集合Mi中各设备对加工对象的加工顺序和加工量,对加工对象在对应加工位置的加工硬度值进行确定,结合设备在加工过程中刀具的振动频率和设备的刀具规格,将各设备的刀具振动频率转换为同一标准,根据设备中各部件之间的转动比,将各设备中各部件对应的振动频率转换为同一标准,并将各设备中各部件对应的振动频率转换值传输至设备故障分析模块和设备故障原因确定模块。
5.根据权利要求4所述的一种基于大数据的设备集成数据管理系统,其特征在于:所述设备故障分析模块对集成数据转换单元传输的各设备中各部件对应的振动频率转换值进行接收,对同一集合中各部件对应的最小振动频率转换值进行获取,以及对最小振动频率转换值对应的设备的加工对象固有特性和设备部件规格进行获取,基于获取信息,通过大数据对对应设备中对应部件的标准振动频率进行获取,对对应部件的标准振动频率与集合中对应部件的最小振动频率之间的比值进行计算,对计算的比值与对应部件对应的振动频率转换值之间的差值进行计算,若0≤|差值|≤0.05,则表示对应设备中对应部件在工作过程中未发生故障,若|差值|>0.05,则表示对应设备中对应部件在工作过程中发生故障,并将设备故障分析结果传输至设备故障原因确定模块。
6.根据权利要求5所述的一种基于大数据的设备集成数据管理系统,其特征在于:所述设备故障原因确定模块包括误差程度确定单元、标准振动频率转换值确定单元、第一故障原因确定单元和第二故障原因确定单元;
所述自激振动程度确定单元对各设备对加工对象的加工量进行确定,结合各设备对加工对象的加工时间,对各设备对加工对象的单位时间加工量进行确定,基于各设备对应的刀具规格,对各设备对加工对象的标准单位时间加工量进行获取,对确定的单位时间加工量与标准单位时间加工量之间的差值进行计算,以差值与标准单位时间加工量的比值作为比例系数,对各设备中的刀具因单次加工量不合理产生自激振动的程度进行确定,并将刀具产生的自激振动程度传输至标准振动频率转换值确定单元;
所述标准振动频率转换值确定单元对自激振动程度传输的自激振动程度,以及集成数据转换单元传输的各设备中各部件对应的振动频率转换值进行接收,根据接收信息,对各设备中刀具对应的标准振动频率转换值进行确定,标准振动频率转换值=Rq+1*(1-比例系数),同理,对各设备中其它部件对应的标准振动频率转换值进行确定,并将各设备中各部件确定的标准振动频率转换值传输至第一故障原因确定单元和第二故障原因确定单元;
所述第一故障原因确定单元对标准振动频率转换值确定单元传输的各设备中其它部件确定的标准振动频率转换值进行接收,根据各设备中其它部件对应的规格信息,通过公式Hq+1(x)=[hq+1(x)-k*(1-mingq+1(x)/gq+1(x))]/bq+1(x)将各设备中其它部件对应的振动频率转换为同一标准,对转换后得到的振动频率转换值与接收的各设备中其它部件对应的标准振动频率转换值之间的差值进行计算,根据计算结果,对对应设备中对应部件的故障程度进行确定,结合各故障原因对对应部件的影响程度,对对应设备中对应部件的故障原因进行确定,并将确定的对应设备中对应部件的故障原因传输至设备管理模块;
所述第二故障原因确定单元对标准振动频率转换值确定单元传输的各设备中刀具确定的标准振动频率转换值进行接收,对接收的确定的各设备中刀具对应的标准振动频率转换值与,对应设备中刀具空转时对应的理想振动频率与各设备中刀具空转时对应的最小理想振动频率的比值之间的差值进行计算,根据计算结果,对对应设备中刀具的故障程度进行确定,结合各故障原因对刀具的影响程度,对刀具的故障原因进行确定,并将确定的对应设备中刀具的故障原因传输至设备管理模块。
7.根据权利要求6所述的一种基于大数据的设备集成数据管理系统,其特征在于:所述设备管理模块对第一故障原因确定单元和第二故障原因确定单元分别传输的对应设备中对应部件的故障原因和对应设备中刀具的故障原因进行接收,将接收的故障部件和部件故障原因通过传输路径反馈至对应设备,对应设备根据反馈信息向维修终端发送维修请求信息、故障部件信息和部件故障原因信息,维修终端根据接收信息对对应设备的故障部件进行维修处理。
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