CN117611140A - 一种基于数据分析的包装设备监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数据分析的包装设备监测系统，属于包装设备监测技术领域，包括设备分析模块、改装模块和监测模块；所述设备分析模块用于对包装设备进行分析，确定所述包装设备对应的监测项以及各监测项对应的监测方法；所述改装模块用于对包装设备进行监测改装，获取对应的监测项和监测方法，根据所述监测项和监测方法对所述包装设备进行改装；所述监测模块用于对包装设备进行实时监测，获取各监测项对应的监测数据，对所述监测数据进行校核，获得校核结果，将所述校核结果在预设显示界面中进行实时显示；通过设备分析模块、改装模块和监测模块之间的相互配合，实现对无智能监测包装设备的智能监测，解决人工监测效率低、易受限制的问题。

Description

一种基于数据分析的包装设备监测系统

本申请为2023年10月07日提交的、申请号为202311279269.3、发明名称为“一种基于数据分析的包装设备监测系统”的申请案的分案申请。

技术领域

本发明属于包装设备监测技术领域，具体是一种基于数据分析的包装设备监测系统。

背景技术

包装设备是指能完成全部或部分产品和商品包装过程的设备。包装过程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及与其相关的前后工序，如清洗、堆码和拆卸等。此外，包装还包括计量或在包装件上盖印等工序。使用机械包装产品可提高生产率，减轻劳动强度，适应大规模生产的需要，并满足清洁卫生的要求。

现有的包装设备监测通常是依据人工经验进行管理，根据包装设备在使用过程中的表现特征进行判断；但是通过人工的方式进行监测，具有效率低、受人员限制等影响，尤其是在各中小生产企业中，因为自身技术能力和管理能力的限制，使得中小生产企业难以像大型生产企业一样应用高度智能化、自动化的包装系统；又因自身技术和管理能力的限制，难以对其正在应用的无智能监测的包装设备进行智能监测，导致只能通过人工的方式进行监测。

因此，为了解决当前企业对无智能监测功能的包装设备的智能监测需求问题，本发明提供了一种基于数据分析的包装设备监测系统。

发明内容

为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种基于数据分析的包装设备监测系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于数据分析的包装设备监测系统，包括设备分析模块、改装模块和监测模块；

所述设备分析模块用于对包装设备进行分析，确定所述包装设备对应的监测项以及各监测项对应的监测方法。

进一步地，设备分析模块的工作方法包括：

获取包装设备信息，基于所述包装设备信息采集对应的故障数据，根据所述故障数据设置对应的监测点；

设置各所述监测点对应的各待选监测方法，对各所述待选监测方法进行评估，获得对应的评估值；将所述评估值低于阈值X1的待选监测方法进行剔除，根据剩余具有所述待选监测方法的监测点设置监测项；并将所述评估值最高的所述待选监测方法设置为所述监测项的目标监测方法。

进一步地，待选监测方法的设置方法包括：

建立故障监测库，所述故障监测库用于储存各故障类型在不同情况下的监测方法；

根据包装设备信息、监测点和对应的故障类型从故障监测库中匹配对应的待选监测方法。

进一步地，对待选监测方法进行评估的方法包括：

根据包装设备信息分析所述待选监测方法对应的应用值，将所述应用值标记为AP；

获取所述待选监测方法的预估成本，将所述预估成本标记为CO；

统计所述待选监测方法对应的故障类型的占比，将故障类型占比标记为c；

根据评估公式EV=b1×AP-b2×(CO1.19÷c)计算对应的评估值EV；式中，b1、b2均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，0<b2≤1。

所述改装模块用于对包装设备进行监测改装，获取对应的监测项和监测方法，根据所述监测项和监测方法对所述包装设备进行改装。

进一步地，根据企业改装需求，设置有改装教程。

所述监测模块用于对包装设备进行实时监测，获取各监测项对应的监测数据，对所述监测数据进行校核，获得校核结果，将所述校核结果在预设的显示界面中进行实时显示。

进一步地，对监测数据进行校核方法包括：

识别各监测项对应的故障类型，设置对应的故障参照范围；

将所述监测数据与对应故障参照范围进行分析比较，获得对应的校核结果。

进一步地，还包括安装模块，所述安装模块用于对辅助需求企业进行安装指导，确定监测项对应监测设备的目标安装点。

进一步地，安装模块的工作方法包括：

建立安装匹配库，所述安装匹配库用于储存备选设备安装数据，所述备选设备安装数据包括备选设备信息、优化项、安装点坐标、初始优先值和折扣值；

根据辅助需求企业的包装设备和监测项匹配对应的备选设备安装数据；识别各待选安装点，获取各所述待选安装点对应的初始优先值；

由辅助需求企业确定各所述待选安装点对应的折扣值；

将所述初始优先值和折扣值分别标记为CST和ZC，根据安装评估公式AM=CST-ZC计算对应的安装值AM，选择安装值最高的待选安装点为目标安装点，其中，初始优先值的取值范围为[80，100]，折扣值的取值范围为[0，100]。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过设备分析模块、改装模块和监测模块之间的相互配合，实现对无智能监测包装设备的智能监测，解决人工监测效率低、易受限制的问题。通过设备分析模块的设置，实现帮助企业对包装设备的智能分析，确定对于该企业来说适合进行监测的监测项，并为企业提供对应的监测方法，便于企业在没有充足的相关专业知识的情况下实现对不能智能监测的包装设备进行改装，为解决当前企业对无智能监测功能的包装设备的智能监测需求问题提供技术支持。

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的介绍，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的附图。

图1为本发明原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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。

如图1所示，一种基于数据分析的包装设备监测系统，包括设备分析模块、改装模块和监测模块；

所述设备分析模块用于对包装设备进行分析，确定对应的监测项；具体过程如下：

获取包装设备信息，包括设备品牌、种类、型号等相关设备数据；根据获得的包装设备信息和基于当前的大数据技术获取该包装设备具有的各种故障数据，识别故障数据具有的各故障类型，统计各故障类型对应的占比；识别各故障类型在包装设备上对应的监测点，监测点即为若要监测对应的故障类型需要监测包装设备上的何处位置。

根据监测点和对应的故障类型确定能够实现该监测点监测的各待选监测方法，待选监测方法均是现有监测技术或者基于现有技术进行改编的监测方法，如视频监测、程序开发监测等，利用相关技术能够实现其监测功能；具体的可以汇总包装设备可能具有的各种故障类型，通过人工的方式设置各故障类型在不同包装设备情况下的监测方法，进行汇总后建立对应的故障监测库，根据包装设备信息、监测点和对应的故障类型匹配对应的监测方法，标记为待选监测方法。

对各监测点从待选监测方法的实施角度进行评估，获得监测点各待选监测方法的评估值，将评估值低于阈值X1的待选监测方法进行剔除，根据还剩余有待选监测方法的监测点设置监测项；即对该监测点处的该故障类型进行监测，并选择评估值最高的剩余的待选监测方法为目标监测方法。

其中，对待选监测方法进行评估的方法包括：

预估待选监测方法的成本，标记为预估成本；根据待选监测方法分析在该包装设备上的应用情况，即判断能否应用，若能够应用，需要进行怎样改装实现待选监测方法，根据对包装设备的改装设置对应的应用值；应用值越大，表明该待选监测方法越适合在包装设备上应用，如视频监测方法，加装对应的视频监测设备以及配套相应的分析程序即可，改装能够实现，且并不会对包装设备的运行产生影响，应用值为满值100；如需要进行包装设备的控制程序改编，实现获取其运行参数，若该包装设备能够进行改装，但是改装后将会大幅度影响包装设备运行，根据影响程度进行逐渐降低应用值，若不能应用，应用值为0，其他的在0和100之间；可以预设不同包装设备在不同改装下的影响程度，进而设置对应的应用值；进行汇总后匹配。

优选的，为了降低工作量，实现智能化分析应用值，可以根据包装设备对应影响的特征进行分析，即该待选监测方法是因为包装设备中的哪些特征而产生不利影响的，进而设置该待选监测方法在对应特征下的应用值，通过人工的方式进行整合为训练集，基于CNN网络或DNN网络建立对应的应用分析模型，通过建立的训练集进行训练，通过训练成功后的应用分析模型进行分析，获得对应的应用值，因为神经网络为本领域的现有技术，因此具体的建立和训练过程在本发明中不进行详细叙述。

将获得的应用值标记为AP，将预估成本标记为CO，将该待选监测方法对应的故障类型占比标记为c；

去除量纲取其数值计算，根据评估公式EV=b1×AP-b2×(CO1.19÷c)计算对应的评估值EV；式中，b1、b2均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，0<b2≤1，由企业管理人员根据自身需求进行调试，

通过设备分析模块的设置，实现帮助企业对包装设备的智能分析，确定对于该企业来说适合进行监测的监测项，并为企业提供对应的监测方法，便于企业在没有充足的相关专业知识的情况下实现对不能智能监测的包装设备进行改装，为解决当前企业对无智能监测功能的包装设备的智能监测需求问题提供技术支持。

所述改装模块用于对包装设备进行监测改装，获取对应的监测项和监测方法，根据获得的监测项和监测方法对包装设备进行监测改装，改装后实现实时获取对应监测项的监测数据。

在一个实施例中，为了方便某些情况下企业自行对包装设备进行改装，可以根据包装设备信息、监测项和监测方法生成一个改装教程，企业根据获得的改装教程进行包装设备的改装。

所述监测模块用于对包装设备进行实时监测，实时获取各监测项对应的监测数据，对获得的监测数据进行校核，判断对应监测项是否具有异常情况，获得校核结果，将获得的校核结果在预设的显示界面中进行实时显示。

通过设备分析模块、改装模块和监测模块之间的相互配合，实现对无智能监测包装设备的智能监测，解决人工监测效率低、易受限制的问题。

显示界面根据企业监测需求进行设置，如建立包装设备可视化模型，标记各监测项位置，在模型中实时显示对应的监测数据以及对应的校核结果。

对监测数据进行校核方法包括：

识别各监测项对应的故障类型，获取故障类型对应的各故障表现形式，形成故障参照范围，即根据故障表现形式对应的监测数据范围；

将获得的监测数据与对应的故障参照范围进行分析比较，获得对应的校核结果，包括校核正常和校核异常；某些监测数据需要进行相应的识别、转化等，按照对应现有方式进行处理即可。

在一个实施例中，在某些情况下，一些企业会认为进行程序性的改动较为繁琐，如改动包装设备的控制程序等，一般只能接受如加装摄像装置等改动较小的监测项，因为其缺少相应技术人员，使得企业仅能进行小范围的改进优化；而对于上述情况，将会出现企业为了追求低成本和为了图省心，而根据工人的经验进行对应监测设备的安装，具有较大的片面性和局限性，极易导致发挥不出对应监测设备的最佳性能；因此，为了解决上述问题，实现对外置加装设备的智能设置，在本实施例中设置安装模块，所述安装模块用于智能分析监测装置的最佳安装位置，辅助企业进行监测装置的安装，发挥监测装置的最佳性能，具体方法包括：

先获取可能出现上述背景问题的各包装设备，根据对应企业进行分析，标记为备选设备；确定各备选设备的企业可能应用的监测项，标记为优化项；设置各备选设备对应的各优化项的各安装点的初始优先值；即在仅有备选设备的空间内，分析其具有的各个安装点，并设置各安装点的初始优先值，初始优先值的取值范围为[80，100]，低于80的不作为可选的安装点，且安装点不局限于备选设备上，在对应空间内同样允许；按照所能实现的监测效果进行评估，将80和100分别对应的监测效果为基准，根据其他的效果差异设置对应的初始优先值；具体的上述均可通过人工的方式进行设置，由本领域经验丰富的技术人员，确定可能的备选设备、优化项和优化项对应各安装点的初始优先值，以及各安装点在实际安装过程中可能遇到的干扰因素下的折扣值，如对应安装点因为物体等遮挡，导致不能安装，折扣值为100，根据影响程度进行设置，取值范围为[0，100]；形成备选设备安装数据，汇总建立安装匹配库。

因为本实施例应用于没有技术经验的企业，直接购买相应设备进行应用的，因此没有聘请对应的技术人员，因此按照上述方式可以快速的实现数据设置和安装点预设，相对于企业自行设置具有较高的安装指导效果；且在上述背景下对安装精度要求并不会很高，满足应用需求。

根据企业的包装设备和监测项匹配对应的备选设备安装数据，识别各待选安装点，获取各待选安装点对应的初始优先值；由企业选择各待选安装点对应的障碍种类，根据选择的障碍种类匹配对应的折扣值；将获得的初始优先值和折扣值分别标记为CST和ZC，根据安装评估公式AM=CST-ZC计算对应的安装值AM，选择安装值最高的待选安装点为目标安装点，企业在目标安装点处进行对应监测设备的安装。

为了进行区分，将本实施例中的企业标记为辅助需求企业。

上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (7)

1.一种基于数据分析的包装设备监测系统，其特征在于，包括设备分析模块、改装模块和监测模块；

所述设备分析模块用于对包装设备进行分析，确定所述包装设备对应的监测项以及各监测项对应的监测方法；

所述改装模块用于对包装设备进行监测改装，获取对应的监测项和监测方法，根据所述监测项和监测方法对所述包装设备进行改装；

所述监测模块用于对包装设备进行实时监测，获取各监测项对应的监测数据，对所述监测数据进行校核，获得校核结果，将所述校核结果在预设的显示界面中进行实时显示；

设备分析模块的工作方法包括：

获取包装设备信息，基于所述包装设备信息采集对应的故障数据，根据所述故障数据设置对应的监测点；

设置各所述监测点对应的各待选监测方法，对各所述待选监测方法进行评估，获得对应的评估值；将所述评估值低于阈值X1的待选监测方法进行剔除，根据剩余具有所述待选监测方法的监测点设置监测项；并将所述评估值最高的所述待选监测方法设置为所述监测项的目标监测方法。

2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的包装设备监测系统，其特征在于，待选监测方法的设置方法包括：

建立故障监测库，所述故障监测库用于储存各故障类型在不同情况下的监测方法；

根据包装设备信息、监测点和对应的故障类型从故障监测库中匹配对应的待选监测方法。

3.根据权利要求2所述的一种基于数据分析的包装设备监测系统，其特征在于，对待选监测方法进行评估的方法包括：

根据包装设备信息分析所述待选监测方法对应的应用值，将所述应用值标记为AP；

获取所述待选监测方法的预估成本，将所述预估成本标记为CO；

统计所述待选监测方法对应的故障类型的占比，将故障类型占比标记为c；

根据评估公式EV=b1×AP-b2×(CO1.19÷c)计算对应的评估值EV，式中，b1、b2均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，0<b2≤1。

4.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的包装设备监测系统，其特征在于，改装模块中根据企业改装需求，设置有改装教程。

5.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的包装设备监测系统，其特征在于，对监测数据进行校核方法包括：

识别各监测项对应的故障类型，设置对应的故障参照范围；

将所述监测数据与对应故障参照范围进行分析比较，获得对应的校核结果。

6.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的包装设备监测系统，其特征在于，还包括安装模块，所述安装模块用于对辅助需求企业进行安装指导，确定监测项对应监测设备的目标安装点。

7.根据权利要求6所述的一种基于数据分析的包装设备监测系统，其特征在于，安装模块的工作方法包括：

建立安装匹配库，所述安装匹配库用于储存备选设备安装数据，所述备选设备安装数据包括备选设备信息、优化项、安装点坐标、初始优先值和折扣值；

根据辅助需求企业的包装设备和监测项匹配对应的备选设备安装数据；识别各待选安装点，获取各所述待选安装点对应的初始优先值；

由辅助需求企业确定各所述待选安装点对应的折扣值；

将所述初始优先值和折扣值分别标记为CST和ZC，根据安装评估公式AM=CST-ZC计算对应的安装值AM，选择安装值最高的待选安装点为目标安装点，其中，初始优先值的取值范围为[80，100]，折扣值的取值范围为[0，100]。