CN117155881A - 一种具有循环散热结构的工业交换机性能评估方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及性能评估领域，公开了一种具有循环散热结构的工业交换机性能评估方法及系统，包括以下步骤：通过激光扫描法对工业交换机进行三维模型构造，结合工业交换机与连接设备的连接情况，建立工业自动化系统；分析工业交换机的循环散热结构工作参数和工业自动化系统中设备的工作参数，对工业自动化系统进行故障溯源；基于循环散热结构不同的故障状态，对工业自动化系统进行故障修复，最后分析工业交换机的数据传输时延参数，对工业交换机的数据传输性能进行评估和修正。本发明能够对工业交换机进行故障分析和性能评估，保证了工业交换机在工作过程的安全性，并提高了工作效率。

Description

一种具有循环散热结构的工业交换机性能评估方法及系统

技术领域

本发明涉及性能评估领域，特别是一种具有循环散热结构的工业交换机性能评估方法及系统。

背景技术

工业交换机是一种用于工业环境的网络设备，连接工业自动化系统中的各个设备。工业自动化系统中各个设备通过工业交换机传输数据，形成物联网，使各个设备之间能够实现数据互通。工业交换机工作在传输数据期间，容易受到各个设备之间负载影响，或者环境影响，导致工业交换机发热，影响工作效率，甚至造成潜在的安全隐患，在工业交换机中存在循环散热结构，用于对工业交换机进行循环散热，需要对工业交换机进行性能评估，包括散热效果，数据传输效果等性能，使工业交换机的工作性能得以体现，从而方便获取工业交换机的实时状态，并对工业交换机进行实施调控修复，消灭安全隐患，提高工作效率，节省时间。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种具有循环散热结构的工业交换机性能评估方法及系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明第一方面提供了一种具有循环散热结构的工业交换机性能评估方法，包括以下步骤：

对工业交换机进行三维模型构造，并结合工业交换机的连接设备，建立工业自动化系统；

获取工业交换机中循环散热结构的工作参数并进行工作参数分析，基于工作参数分析结果在工业自动化系统中进行故障溯源；

基于循环散热结构不同的故障状态，对工业自动化系统进行故障修复；

运行缺陷修复后的工业自动化系统，获取完好工业交换机的数据传输时延参数，并基于所述数据传输时延参数，对工业交换机的数据传输性能进行评估和修正。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述对工业交换机进行三维模型构造，并结合工业交换机的连接设备，建立工业自动化系统，具体为：

使用激光扫描设备对工业交换机和连接设备的表面进行激光扫描，激光反射后被激光接收机接收，并生成激光点云数据；

基于数据连接算法，将所述激光点云数据在三维空间中进行数据连接，得到工业交换机三维模型和连接设备三维模型；

基于工业交换机和连接设备的工作铭牌，得到工业交换机和连接设备的额定工作参数，并将对应的额定工作参数分别导入至工业交换机三维模型和连接设备三维模型中，使工业交换机三维模型和连接设备三维模型单独工作；

将工业交换机三维模型和连接设备三维模型进行数据连接，并实时监测连接参数的波动频率，若连接参数的波动频率大于预设值，则将连接参数的波动频率大于预设值的位置定义为数据连接异常位置，并获取数据连接异常位置的数据，定义为异常连接参数；

对所述异常连接参数进行智能调控，得到多种连接参数，获取多种连接参数下数据连接异常位置的波动频率，输出波动频率变化率最小的连接参数作为最优连接参数，并作用于数据连接异常位置内，实现工业交换机三维模型和连接设备三维模型的数据连接，得到工业自动化系统。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述获取工业交换机中循环散热结构的工作参数并进行工作参数分析，基于工作参数分析结果在工业自动化系统中进行故障溯源，具体为：

获取工业交换机中循环散热结构的组成零件，并在循环散热结构的各组成零件中安装传感器，获取各组成零件的实时工作参数，并基于各组成零件的实时工作参数，生成循环散热结构的实时工作参数；

工业交换机中循环散热结构的组成零件包括散热风扇和散热管，在所述工业交换机三维模型中，获取循环散热结构的额定工作参数，并将循环散热结构的额定工作参数和实时工作参数进行参数对比，得到循环散热结构工作参数偏差值；

分析所述循环散热结构工作参数偏差值，若循环散热结构工作参数偏差值在预设范围外，则证明循环散热结构存在故障，并将循环散热结构定义为故障循环散热结构；

对各组成零件的实时工作参数进行分析，若存在组成零件的实时工作参数不在预设范围内，则将对应的组成零件定义为故障零件，在工业交换机三维模型中对故障零件进行模拟修复，若故障零件在模拟修复后使循环散热结构工作参数在预设范围内，则将循环散热结构的故障状态定义为一类故障状态；

若故障零件在模拟修复后使循环散热结构的实时工作参数仍在预设范围外，则基于工业自动化系统的整体工作参数，对循环散热结构进行故障溯源。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述若故障零件在模拟修复后使循环散热结构的实时工作参数仍在预设范围外，则基于工业自动化系统的整体工作参数，对循环散热结构进行故障溯源，具体为：

若故障零件在模拟修复后使循环散热结构的实时工作参数仍在预设范围外，则获取工业交换机的周边环境参数，并使用灰色关联法计算工业交换机的周边环境参数与循环散热结构的实时工作参数之间的关联性，得到关联值；

分析所述关联值，若关联值大于预设阈值，则在工业自动化系统三维模型中对工业交换机的周边环境参数进行环境调控，并在环境调控过程中对循环散热结构的实时工作参数进行分析，若在环境调控过程中存在循环散热结构的实时工作参数在预设范围内，则将环境调控前的循环散热结构的故障状态定义为二类故障状态；

若在环境调控过程中不存在循环散热结构的实时工作参数在预设范围内，则将环境调控前的循环散热结构的故障状态定义为三类故障状态；

所述三类故障状态代表工业自动化系统的运行状态出现故障，基于大数据网络检索获取工业自动化系统的各种运行状态，并建立时间步长，结合时间步长和工业自动化系统的各种运行状态，得到基于时间步长的工业自动化系统运行状态；

引入模糊评价算法，对基于时间步长的工业自动化系统运行状态进行运行状态评价，获取预设时间步长内的运行状态隶属度，并引入马尔可夫模型，将预设时间步长内的运行状态隶属度导入马尔可夫模型中进行运行状态转移概率计算，生成运行状态转移矩阵；

基于所述运行状态转移矩阵，使用马尔科夫链算法计算工业自动化系统中运行状态的稳态概率，并构建运行状态稳态概率表；

分析所述运行状态稳态概率表，获取工业自动化系统的故障运行状态，并结合贝叶斯网络算法分析工业自动化系统的故障运行状态，得到工业自动化系统中对循环散热结构造成影响的位置，定义为故障位置。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述基于循环散热结构不同的故障状态，对工业自动化系统进行故障修复，具体为：

若循环散热结构的故障状态为一类故障状态，则对故障零件进行故障分析，若故障零件为散热风扇，则获取散热风扇额定转速与实际转速的偏差值，并基于散热风扇额定转速与实际转速的偏差值对散热风扇的输入电压进行实时调控；

若故障零件为散热管，则通过图像识别，获取散热管的表面缺陷信息，并基于散热管的表面缺陷信息，获取散热管的缺陷面积和缺陷深度，若存在散热管的缺陷面积和缺陷深度大于预设值，则将对应的散热管进行废弃，并更换良好散热管；

若散热管的缺陷面积和缺陷深度在预设范围内，则对散热管进行清洁与维护，并使用热导胶修复散热管的缺陷位置；

若循环散热结构的故障状态为二类故障状态，则对工业交换机进行加固处理、温度调节处理和湿度调节处理，直至循环散热结构的实时工作参数维持在预设范围内；

若循环散热结构的故障状态为三类故障状态，则获取故障位置的实时工作参数，将故障位置的实时工作参数导入大数据网络中进行修复方案检索，并在所有修复方案中基于修复效率最优、满足修复性质和修复效果最优原则，得到最优修复方案并输出。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述运行缺陷修复后的工业自动化系统，获取完好工业交换机的数据传输时延参数，并基于所述数据传输时延参数，对工业交换机的数据传输性能进行评估和修正，具体为：

当工业交换机中的循环散热结构修复完毕，即得到散热良好工业自动化系统，所述散热良好工业自动化系统中包含散热良好工业交换机；

散热良好工业自动化系统包含通信模组，运行所述散热良好工业自动化系统，并基于通信模组获取预设时间内散热良好工业交换机的数据传输时延参数；

根据所述数据传输时延参数， 获取数据传输时延参数的频率，若数据传输时延参数存在频率小于预设频率，则将工业交换机的数据传输性能评估为不合格，并获取散热良好工业交换机中数据传输时延参数频率小于预设频率对应的工作时间，定义为数据传输异常工作时间；

获取所述数据传输异常工作时间下散热良好工业交换机与散热良好工业自动化系统内其他设备之间的负载值，若负载值大于预设值，则在散热良好工业交换机中构建多个运行节点，运行节点用于平衡负载；

当负载值被调整至预设范围内，分析散热良好工业交换机的数据传输时延参数，若数据传输时延参数的频率在预设频率范围内，则工业交换机的数据传输性能评估为良好；

若数据传输时延参数仍存在频率小于预设频率的情况，则获取数据传输异常工作时间对应的工业交换机网络拓扑结构，定义为异常网络拓扑结构，并基于大数据网络检索最优异常网络拓扑结构修正方案输出，使散热良好工业交换机的数据传输时延参数保持在预设频率范围内。

本发明第二方面还提供了一种具有循环散热结构的工业交换机性能评估系统，所述性能评估系统包括存储器与处理器，所述存储器中储存有工业交换机性能评估方法，所述工业交换机性能评估方法被所述处理器执行时，实现如下步骤：

对工业交换机进行三维模型构造，并结合工业交换机的连接设备，建立工业自动化系统；

获取工业交换机中循环散热结构的工作参数并进行工作参数分析，基于工作参数分析结果在工业自动化系统中进行故障溯源；

基于循环散热结构不同的故障状态，对工业自动化系统进行故障修复；

运行缺陷修复后的工业自动化系统，获取完好工业交换机的数据传输时延参数，并基于所述数据传输时延参数，对工业交换机的数据传输性能进行评估和修正。

本发明解决的背景技术中存在的技术缺陷，本发明具备以下有益效果：通过激光扫描法对工业交换机进行三维模型构造，结合工业交换机与连接设备的连接情况，建立工业自动化系统；分析工业交换机的循环散热结构工作参数和工业自动化系统中设备的工作参数，对工业自动化系统进行故障溯源；基于循环散热结构不同的故障状态，对工业自动化系统进行故障修复，最后分析工业交换机的数据传输时延参数，对工业交换机的数据传输性能进行评估和修正。本发明能够对工业交换机进行故障分析和性能评估，保证了工业交换机在工作过程的安全性，并提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1示出了一种具有循环散热结构的工业交换机性能评估方法的流程图；

图2示出了对工业自动化系统进行故障溯源的方法流程图；

图3示出了一种具有循环散热结构的工业交换机性能评估系统的视图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了一种具有循环散热结构的工业交换机性能评估方法的流程图，包括以下步骤：

S102：对工业交换机进行三维模型构造，并结合工业交换机的连接设备，建立工业自动化系统；

S104：获取工业交换机中循环散热结构的工作参数并进行工作参数分析，基于工作参数分析结果在工业自动化系统中进行故障溯源；

S106：基于循环散热结构不同的故障状态，对工业自动化系统进行故障修复；

S108：运行缺陷修复后的工业自动化系统，获取完好工业交换机的数据传输时延参数，并基于所述数据传输时延参数，对工业交换机的数据传输性能进行评估和修正。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述对工业交换机进行三维模型构造，并结合工业交换机的连接设备，建立工业自动化系统，具体为：

使用激光扫描设备对工业交换机和连接设备的表面进行激光扫描，激光反射后被激光接收机接收，并生成激光点云数据；

基于数据连接算法，将所述激光点云数据在三维空间中进行数据连接，得到工业交换机三维模型和连接设备三维模型；

基于工业交换机和连接设备的工作铭牌，得到工业交换机和连接设备的额定工作参数，并将对应的额定工作参数分别导入至工业交换机三维模型和连接设备三维模型中，使工业交换机三维模型和连接设备三维模型单独工作；

将工业交换机三维模型和连接设备三维模型进行数据连接，并实时监测连接参数的波动频率，若连接参数的波动频率大于预设值，则将连接参数的波动频率大于预设值的位置定义为数据连接异常位置，并获取数据连接异常位置的数据，定义为异常连接参数；

对所述异常连接参数进行智能调控，得到多种连接参数，获取多种连接参数下数据连接异常位置的波动频率，输出波动频率变化率最小的连接参数作为最优连接参数，并作用于数据连接异常位置内，实现工业交换机三维模型和连接设备三维模型的数据连接，得到工业自动化系统。

需要说明的是，工业交换机是一种用于工业环境的网络设备，连接工业自动化系统中的各个设备。对工业交换机和工业自动化系统中各个设备进行激光扫描建模原因是能够更准确清晰对工业交换机和工业自动化系统进行分析。在工业交换机和工业自动化系统中的各个设备的连接过程中，可能存在连接信号弱、连接程度弱等情况，导致连接参数出现异常。连接参数包含对应的连接频率，连接频率在发生波动属于正常现象，但波动情况较大，则证明连接参数异常。需要获取多种连接参数，并获取多种连接参数下链接异常位置的波动频率，并选取波动频率最小的连接参数输出，实现对异常连接参数的智能调控，得到工业自动化系统。本发明能够通过对工业交换机和各个设备进行激光建模，并通过对连接参数进行分析处理，获取工业自动化系统。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述基于循环散热结构不同的故障状态，对工业自动化系统进行故障修复，具体为：

若循环散热结构的故障状态为一类故障状态，则对故障零件进行故障分析，若故障零件为散热风扇，则获取散热风扇额定转速与实际转速的偏差值，并基于散热风扇额定转速与实际转速的偏差值对散热风扇的输入电压进行实时调控；

若故障零件为散热管，则通过图像识别，获取散热管的表面缺陷信息，并基于散热管的表面缺陷信息，获取散热管的缺陷面积和缺陷深度，若存在散热管的缺陷面积和缺陷深度大于预设值，则将对应的散热管进行废弃，并更换良好散热管；

若散热管的缺陷面积和缺陷深度在预设范围内，则对散热管进行清洁与维护，并使用热导胶修复散热管的缺陷位置；

若循环散热结构的故障状态为二类故障状态，则对工业交换机进行加固处理、温度调节处理和湿度调节处理，直至循环散热结构的实时工作参数维持在预设范围内；

若循环散热结构的故障状态为三类故障状态，则获取故障位置的实时工作参数，将故障位置的实时工作参数导入大数据网络中进行修复方案检索，并在所有修复方案中基于修复效率最优、满足修复性质和修复效果最优原则，得到最优修复方案并输出。

需要说明的是，循环散热结构处于不同的故障状态下，对应需要应用不同的故障修复方法。当处于一类故障状态下，证明故障原因为循环散热结构内的零件出现故障，例如：散热风扇可能由于电压不足，可能导致散热风扇的转速小于额定转速，从而使散热风扇作用在循环散热结构内的散热效果较差；散热管可能由于长期工作，出现氧化腐蚀现象，形成缺陷，导致散热效果下降。需要根据故障零件的具体情况，对故障零件进行相应的修复、更换、调控处理。当处于二类故障状态下，证明故障原因为周边环境对循环散热结构造成影响。当周边环境温度较高，会导致工业交换机的工作温度处于较高点，工业交换机需要加大散热的功率，影响散热效果；周边环境湿度较高，容易是工业交换机氧化腐蚀，降低散热效果；周边环境处于不平稳状态，工业交换机的工作效率亦会受影响，所以需要对应对工业交换机进行加固处理、温度调节处理和湿度调节处理。当处于三类故障状态下，证明故障原因是工业自动化系统内其他设备故障，间接影响循环散热结构的散热效果，例如其他设备短路，从而导致工业自动化系统内负载变大，而循环散热结构的功率恒定不变，负载变大，导致循环散热结构的散热效果下降，从而也导致其他设备由于散热效果不及时而损坏。所以需要在大数据网络中寻找故障位置的修复方法输出。本发明能够通过不同的修复、调控方法，分别对三种故障状态进行处理。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述运行缺陷修复后的工业自动化系统，获取完好工业交换机的数据传输时延参数，并基于所述数据传输时延参数，对工业交换机的数据传输性能进行评估和修正，具体为：

当工业交换机中的循环散热结构修复完毕，即得到散热良好工业自动化系统，所述散热良好工业自动化系统中包含散热良好工业交换机；

散热良好工业自动化系统包含通信模组，运行所述散热良好工业自动化系统，并基于通信模组获取预设时间内散热良好工业交换机的数据传输时延参数；

根据所述数据传输时延参数， 获取数据传输时延参数的频率，若数据传输时延参数存在频率小于预设频率，则将工业交换机的数据传输性能评估为不合格，并获取散热良好工业交换机中数据传输时延参数频率小于预设频率对应的工作时间，定义为数据传输异常工作时间；

获取所述数据传输异常工作时间下散热良好工业交换机与散热良好工业自动化系统内其他设备之间的负载值，若负载值大于预设值，则在散热良好工业交换机中构建多个运行节点，运行节点用于平衡负载；

当负载值被调整至预设范围内，分析散热良好工业交换机的数据传输时延参数，若数据传输时延参数的频率在预设频率范围内，则工业交换机的数据传输性能评估为良好；

若数据传输时延参数仍存在频率小于预设频率的情况，则获取数据传输异常工作时间对应的工业交换机网络拓扑结构，定义为异常网络拓扑结构，并基于大数据网络检索最优异常网络拓扑结构修正方案输出，使散热良好工业交换机的数据传输时延参数保持在预设频率范围内。

需要说明的是，循环散热结构的故障修复完毕后，需要对工业交换机进行工作性能评估，由于工业交换机是一种用于工业环境的网络设备，工业自动化系统中的设备需要经过工业交换机进行数据传输与交换，所以需要对工业交换机的数据传输时延状态进行评估，数据传输时延状态异常会影响设备之间的数据连接状态、传输状态，甚至会影响工业自动化系统的正常运转。数据传输时延参数的频率较低，数据传输时延参数即为异常，而数据传输时延参数存在异常可能是在某一段时间内，所以需要获取数据传输异常工作时间。造成数据传输时延参数存在异常的原因可能是：网络拥堵，网络中的流量超过工业交换机的处理能力，导致数据传输出现异常，而造成网络拥堵的原因为工业交换机内负载过大，需要通过构建多个运行节点对负载进行平衡处理，分散负载，是工业交换机能正常处理输入和输出的数据。也可能是工业交换机网络拓扑结构的设计出现问题，导致数据在网络中移动时可能经过不必要的路线和处理，导致数据传输时延参数出现异常。若数据传输时延参数的频率小于预设频率，则将对应的工业交换机性能评估为不及格，而数据传输时延参数的频率在预设频率范围内，则将对应的工业交换机性能评估为良好。本发明能够通过对工业交换机的数据传输时延参数进行分析，从而对工业交换机进行修正和性能评估。

图2示出了对工业自动化系统进行故障溯源的方法流程图，包括以下步骤：

S202：对工业交换机中循环散热结构的组成零件进行分析，并基于分析结果得到一类故障状态；

S204：对工业交换机的周边环境参数进行分析，并基于分析结果得到二类故障状态；

S206：对工业自动化系统的三类故障状态，并对三类故障状态进行分析，得到故障位置。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述对工业交换机中循环散热结构的组成零件进行分析，并基于分析结果得到一类故障状态，具体为：

获取工业交换机中循环散热结构的组成零件，并在循环散热结构的各组成零件中安装传感器，获取各组成零件的实时工作参数，并基于各组成零件的实时工作参数，生成循环散热结构的实时工作参数；

工业交换机中循环散热结构的组成零件包括散热风扇和散热管，在所述工业交换机三维模型中，获取循环散热结构的额定工作参数，并将循环散热结构的额定工作参数和实时工作参数进行参数对比，得到循环散热结构工作参数偏差值；

分析所述循环散热结构工作参数偏差值，若循环散热结构工作参数偏差值在预设范围外，则证明循环散热结构存在故障，并将循环散热结构定义为故障循环散热结构；

对各组成零件的实时工作参数进行分析，若存在组成零件的实时工作参数不在预设范围内，则将对应的组成零件定义为故障零件，在工业交换机三维模型中对故障零件进行模拟修复，若故障零件在模拟修复后使循环散热结构工作参数在预设范围内，则将循环散热结构的故障状态定义为一类故障状态。

需要说明的是，工业交换机中循环散热结构有多种零件组成，其中包含散热效果的是散热风扇和散热管。获取循环散热结构的实时工作参数，若循环散热结构的额定工作参数和实时工作参数偏差过大，证明循环散热结构中可能存在故障。需要确定循环散热结构的故障原因，使用工业交换机三维模型对故障零件进行模拟修复，若修复后循环散热结构工作参数在预设范围内，则证明循环散热结构的故障原因是零件故障引起，所以将因零件故障引起的循环散热结构故障定义为一类故障状态。本发明能够通过对工业交换机进行工作参数分析对比，并对故障零件进行模拟修复，确定循环散热结构的故障状态为一类故障状态。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述对工业交换机的周边环境参数进行分析，并基于分析结果得到二类故障状态，具体为：

若故障零件在模拟修复后使循环散热结构的实时工作参数仍在预设范围外，则获取工业交换机的周边环境参数，并使用灰色关联法计算工业交换机的周边环境参数与循环散热结构的实时工作参数之间的关联性，得到关联值；

分析所述关联值，若关联值大于预设阈值，则在工业自动化系统三维模型中对工业交换机的周边环境参数进行环境调控，并在环境调控过程中对循环散热结构的实时工作参数进行分析，若在环境调控过程中存在循环散热结构的实时工作参数在预设范围内，则将环境调控前的循环散热结构的故障状态定义为二类故障状态。

需要说明的是，若故障零件经过模拟修复后，循环散热结构的实时工作参数仍在预设范围外，则证明零件故障对循环散热结构异常的影响非主要原因，也可能是周边环境参数影响。获取周边环境参数，获取与循环散热结构的实时工作参数之间的关联值，关联值大于预设值，则证明循环散热结构的异常与周边环境参数有关，并将对应的循环散热结构的故障状态定义为二类故障状态。本发明能够通过使用灰色关联法计算工业交换机的周边环境参数与循环散热结构的实时工作参数之间的关联性，从而根据关联性将循环散热结构的故障状态定义为二类故障状态。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述对工业自动化系统的三类故障状态，并对三类故障状态进行分析，得到故障位置，具体为：

若在环境调控过程中不存在循环散热结构的实时工作参数在预设范围内，则将环境调控前的循环散热结构的故障状态定义为三类故障状态；

所述三类故障状态代表工业自动化系统的运行状态出现故障，基于大数据网络检索获取工业自动化系统的各种运行状态，并建立时间步长，结合时间步长和工业自动化系统的各种运行状态，得到基于时间步长的工业自动化系统运行状态；

引入模糊评价算法，对基于时间步长的工业自动化系统运行状态进行运行状态评价，获取预设时间步长内的运行状态隶属度，并引入马尔可夫模型，将预设时间步长内的运行状态隶属度导入马尔可夫模型中进行运行状态转移概率计算，生成运行状态转移矩阵；

基于所述运行状态转移矩阵，使用马尔科夫链算法计算工业自动化系统中运行状态的稳态概率，并构建运行状态稳态概率表；

分析所述运行状态稳态概率表，获取工业自动化系统的故障运行状态，并结合贝叶斯网络算法分析工业自动化系统的故障运行状态，得到工业自动化系统中对循环散热结构造成影响的位置，定义为故障位置。

需要说明的是，若关联值在预设阈值内，则证明环境参数和故障零件均不是循环散热结构出现异常的主要原因，所以将此时的循环散热结构的故障状态定义为三类故障状态。所述三类故障状态为与工业交换机连接的设备发生故障，间接或直接导致工业交换机的循环散热结构不能实现良好的散热效果。工业自动化系统中的各种运行状态之间可能相互影响，产生故障状态，所述故障状态会发生转移，最终使循环散热结构收到影响。使用马尔可夫模型和马尔科夫链算法能够计算运行状态的转移概率，并结合贝叶斯网络算法，分析故障状态的生成位置和影响程度，从而确定工业自动化系统中队循环散热结构造成影响的位置，并且定义为故障位置。本发明能够通过马尔可夫模型、马尔科夫链算法和贝叶斯网络算法获取故障位置。

此外，所述一种具有循环散热结构的工业交换机性能评估方法，还包括以下步骤：

将最优异常网络拓扑结构修正方案输出后，得到完善工业交换机网络拓扑结构，所述完善工业交换机网络拓扑结构中包括工业交换机和工业交换机连接方式；

获取工厂生产订单，并基于工厂生产订单，获取产品交付时间，同时实时监测工业交换机的实时工作参数；

当工业交换机的实时工作参数与预设参数不符，则对工业交换机进行维修处理，并记录维修时间，结合维修时间、产品交付时间和产品生产时间，引入卷积神经网络算法，预测产品交付情况；

若产品交付情况与预设情况不符合，则引入备用工业交换机并启动，使所述备用工业交换机处于热备份状态，并将所述完善工业交换机网络拓扑结构导入大数据网络中进行分析检索，获取备用工业交换机与完善工业交换机网络拓扑结构之间的连接方式；

基于备用工业交换机与完善工业交换机网络拓扑结构之间的连接方式，使所述备用工业交换机接入完善工业交换机网络拓扑结构中进行冗余拓扑，得到二次完善工业交换机网络拓扑结构；

将原本的工业交换机定义为主要工业交换机，所述二次完善工业交换机网络拓扑结构中的备用工业交换机在主要工业交换机维修处理期间，在工业自动化系统中工作，确保产品交付情况满足预设情况。

需要说明的是，工业交换机控制生产设备之间的数据连接，工业交换机出现故障，生产设备失去关联性，会影响生产设备正常工作，从而导致产品生产效率降低，无法在规定的交付时间内向客户交付产品。若将工业交换机的维修时间和生产时间结合分析，大于产品的交付时间，则需要使用备用工业交换机来替代主要工业交换机的工作。备用工业交换机接入工业自动化系统需要对工业交换机的网络拓扑结构的连接方式进行更新，所述冗余拓扑意思是使工业交换机的网络拓扑结构具有冗余性，使主要工业交换机出现故障时能通过启用备用工业交换机保持生产持续进行。备用工业交换机与完善工业交换机网络拓扑结构之间的连接方式包括VLAN冗余和双链路冗余。本发明能够通过对工业交换机的实时工作参数进行分析，预测产品交付情况，并对工业交换机网络拓扑结构之间的连接方式进行更新。

此外，所述一种具有循环散热结构的工业交换机性能评估方法，还包括以下步骤：

通过大数据网络获取工业交换机在各种预设环境因子组合条件之下标准数据传输性能；

构建知识图谱，并将工业交换机在各种预设环境因子组合条件之下标准数据传输性能导入所述知识图谱中；

在预设时间节点获取对工业交换机的数据传输性能进行修正后的实时环境因子，将所述实时环境因子导入所述知识图谱中，通过局部敏感注意力机制计算所述实时环境因子与各预设环境因子之间的注意力分数，得到多个注意力分数；

构建排序表，将多个所述注意力分数导入所述排序表中进行大小排序，排序完成后，提取出最大注意力分数，基于所述最大注意力分数生成检索标签，基于所述检索标签对所述知识图谱进行检索，得到工业交换机在实时环境因子条件之下的标准数据传输性能；

获取对工业交换机的数据传输性能进行修正后的实际数据传输性能；若所述实际数据传输性能小于标准数据传输性能，则重新对工业交换机的数据传输性能进行修正；

需要说明的是，数据传输性能容易受到环境的影响，导致数据传输不准确、具有时延性，所以在数据传输性能评估修正过程中需要对考虑环境因素。知识图谱中包含工业交换机在各种环境组合下的标准数据传输性能，所述注意力分数能获取实时环境因子和预设环境因子之间的相似度，并获取与预设环境因子相似度最大的实时环境因子下的数据传输性能，与对应的预设环境银子下的标准数据传输性能进行比较和修正。

如图3所示，本发明第二方面还提供了一种具有循环散热结构的工业交换机性能评估系统，所述性能评估系统包括存储器31与处理器32，所述存储器31中储存有工业交换机性能评估方法，所述工业交换机性能评估方法被所述处理器32执行时，实现如下步骤：

对工业交换机进行三维模型构造，并结合工业交换机的连接设备，建立工业自动化系统；

获取工业交换机中循环散热结构的工作参数并进行工作参数分析，基于工作参数分析结果在工业自动化系统中进行故障溯源；

基于循环散热结构不同的故障状态，对工业自动化系统进行故障修复；

运行缺陷修复后的工业自动化系统，获取完好工业交换机的数据传输时延参数，并基于所述数据传输时延参数，对工业交换机的数据传输性能进行评估和修正。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种具有循环散热结构的工业交换机性能评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

对工业交换机进行三维模型构造，并结合工业交换机的连接设备，建立工业自动化系统；

获取工业交换机中循环散热结构的工作参数并进行工作参数分析，基于工作参数分析结果在工业自动化系统中进行故障溯源；

基于循环散热结构不同的故障状态，对工业自动化系统进行故障修复；

运行缺陷修复后的工业自动化系统，获取完好工业交换机的数据传输时延参数，并基于所述数据传输时延参数，对工业交换机的数据传输性能进行评估和修正。

2.根据权利要求1中所述的一种具有循环散热结构的工业交换机性能评估方法，其特征在于，所述对工业交换机进行三维模型构造，并结合工业交换机的连接设备，建立工业自动化系统，具体为：

使用激光扫描设备对工业交换机和连接设备的表面进行激光扫描，激光反射后被激光接收机接收，并生成激光点云数据；

基于数据连接算法，将所述激光点云数据在三维空间中进行数据连接，得到工业交换机三维模型和连接设备三维模型；

基于工业交换机和连接设备的工作铭牌，得到工业交换机和连接设备的额定工作参数，并将对应的额定工作参数分别导入至工业交换机三维模型和连接设备三维模型中，使工业交换机三维模型和连接设备三维模型单独工作；

将工业交换机三维模型和连接设备三维模型进行数据连接，并实时监测连接参数的波动频率，若连接参数的波动频率大于预设值，则将连接参数的波动频率大于预设值的位置定义为数据连接异常位置，并获取数据连接异常位置的数据，定义为异常连接参数；

对所述异常连接参数进行智能调控，得到多种连接参数，获取多种连接参数下数据连接异常位置的波动频率，输出波动频率变化率最小的连接参数作为最优连接参数，并作用于数据连接异常位置内，实现工业交换机三维模型和连接设备三维模型的数据连接，得到工业自动化系统。

3.根据权利要求1中所述的一种具有循环散热结构的工业交换机性能评估方法，其特征在于，所述获取工业交换机中循环散热结构的工作参数并进行工作参数分析，基于工作参数分析结果在工业自动化系统中进行故障溯源，具体为：

获取工业交换机中循环散热结构的组成零件，并在循环散热结构的各组成零件中安装传感器，获取各组成零件的实时工作参数，并基于各组成零件的实时工作参数，生成循环散热结构的实时工作参数；

工业交换机中循环散热结构的组成零件包括散热风扇和散热管，在所述工业交换机三维模型中，获取循环散热结构的额定工作参数，并将循环散热结构的额定工作参数和实时工作参数进行参数对比，得到循环散热结构工作参数偏差值；

分析所述循环散热结构工作参数偏差值，若循环散热结构工作参数偏差值在预设范围外，则证明循环散热结构存在故障，并将循环散热结构定义为故障循环散热结构；

对各组成零件的实时工作参数进行分析，若存在组成零件的实时工作参数不在预设范围内，则将对应的组成零件定义为故障零件，在工业交换机三维模型中对故障零件进行模拟修复，若故障零件在模拟修复后使循环散热结构工作参数在预设范围内，则将循环散热结构的故障状态定义为一类故障状态；

若故障零件在模拟修复后使循环散热结构的实时工作参数仍在预设范围外，则基于工业自动化系统的整体工作参数，对循环散热结构进行故障溯源。

4.根据权利要求3中所述的一种具有循环散热结构的工业交换机性能评估方法，其特征在于，所述若故障零件在模拟修复后使循环散热结构的实时工作参数仍在预设范围外，则基于工业自动化系统的整体工作参数，对循环散热结构进行故障溯源，具体为：

若故障零件在模拟修复后使循环散热结构的实时工作参数仍在预设范围外，则获取工业交换机的周边环境参数，并使用灰色关联法计算工业交换机的周边环境参数与循环散热结构的实时工作参数之间的关联性，得到关联值；

分析所述关联值，若关联值大于预设阈值，则在工业自动化系统三维模型中对工业交换机的周边环境参数进行环境调控，并在环境调控过程中对循环散热结构的实时工作参数进行分析，若在环境调控过程中存在循环散热结构的实时工作参数在预设范围内，则将环境调控前的循环散热结构的故障状态定义为二类故障状态；

若在环境调控过程中不存在循环散热结构的实时工作参数在预设范围内，则将环境调控前的循环散热结构的故障状态定义为三类故障状态；

所述三类故障状态代表工业自动化系统的运行状态出现故障，基于大数据网络检索获取工业自动化系统的各种运行状态，并建立时间步长，结合时间步长和工业自动化系统的各种运行状态，得到基于时间步长的工业自动化系统运行状态；

引入模糊评价算法，对基于时间步长的工业自动化系统运行状态进行运行状态评价，获取预设时间步长内的运行状态隶属度，并引入马尔可夫模型，将预设时间步长内的运行状态隶属度导入马尔可夫模型中进行运行状态转移概率计算，生成运行状态转移矩阵；

基于所述运行状态转移矩阵，使用马尔科夫链算法计算工业自动化系统中运行状态的稳态概率，并构建运行状态稳态概率表；

分析所述运行状态稳态概率表，获取工业自动化系统的故障运行状态，并结合贝叶斯网络算法分析工业自动化系统的故障运行状态，得到工业自动化系统中对循环散热结构造成影响的位置，定义为故障位置。

5.根据权利要求1中所述的一种具有循环散热结构的工业交换机性能评估方法，其特征在于，所述基于循环散热结构不同的故障状态，对工业自动化系统进行故障修复，具体为：

若循环散热结构的故障状态为一类故障状态，则对故障零件进行故障分析，若故障零件为散热风扇，则获取散热风扇额定转速与实际转速的偏差值，并基于散热风扇额定转速与实际转速的偏差值对散热风扇的输入电压进行实时调控；

若故障零件为散热管，则通过图像识别，获取散热管的表面缺陷信息，并基于散热管的表面缺陷信息，获取散热管的缺陷面积和缺陷深度，若存在散热管的缺陷面积和缺陷深度大于预设值，则将对应的散热管进行废弃，并更换良好散热管；

若散热管的缺陷面积和缺陷深度在预设范围内，则对散热管进行清洁与维护，并使用热导胶修复散热管的缺陷位置；

若循环散热结构的故障状态为二类故障状态，则对工业交换机进行加固处理、温度调节处理和湿度调节处理，直至循环散热结构的实时工作参数维持在预设范围内；

若循环散热结构的故障状态为三类故障状态，则获取故障位置的实时工作参数，将故障位置的实时工作参数导入大数据网络中进行修复方案检索，并在所有修复方案中基于修复效率最优、满足修复性质和修复效果最优原则，得到最优修复方案并输出。

6.根据权利要求1中所述的一种具有循环散热结构的工业交换机性能评估方法，其特征在于，所述运行缺陷修复后的工业自动化系统，获取完好工业交换机的数据传输时延参数，并基于所述数据传输时延参数，对工业交换机的数据传输性能进行评估和修正，具体为：

当工业交换机中的循环散热结构修复完毕，即得到散热良好工业自动化系统，所述散热良好工业自动化系统中包含散热良好工业交换机；

散热良好工业自动化系统包含通信模组，运行所述散热良好工业自动化系统，并基于通信模组获取预设时间内散热良好工业交换机的数据传输时延参数；

根据所述数据传输时延参数， 获取数据传输时延参数的频率，若数据传输时延参数存在频率小于预设频率，则将工业交换机的数据传输性能评估为不合格，并获取散热良好工业交换机中数据传输时延参数频率小于预设频率对应的工作时间，定义为数据传输异常工作时间；

获取所述数据传输异常工作时间下散热良好工业交换机与散热良好工业自动化系统内其他设备之间的负载值，若负载值大于预设值，则在散热良好工业交换机中构建多个运行节点，运行节点用于平衡负载；

当负载值被调整至预设范围内，分析散热良好工业交换机的数据传输时延参数，若数据传输时延参数的频率在预设频率范围内，则工业交换机的数据传输性能评估为良好；

若数据传输时延参数仍存在频率小于预设频率的情况，则获取数据传输异常工作时间对应的工业交换机网络拓扑结构，定义为异常网络拓扑结构，并基于大数据网络检索最优异常网络拓扑结构修正方案输出，使散热良好工业交换机的数据传输时延参数保持在预设频率范围内。

7.一种具有循环散热结构的工业交换机性能评估系统，其特征在于，所述性能评估系统包括存储器与处理器，所述存储器中储存有工业交换机性能评估方法，所述工业交换机性能评估方法被所述处理器执行时，实现如下步骤：

对工业交换机进行三维模型构造，并结合工业交换机的连接设备，建立工业自动化系统；

获取工业交换机中循环散热结构的工作参数并进行工作参数分析，基于工作参数分析结果在工业自动化系统中进行故障溯源；

基于循环散热结构不同的故障状态，对工业自动化系统进行故障修复；

运行缺陷修复后的工业自动化系统，获取完好工业交换机的数据传输时延参数，并基于所述数据传输时延参数，对工业交换机的数据传输性能进行评估和修正。