TWM616848U - 時序差補資料校準系統 - Google Patents

Abstract

一種時序差補資料校準系統包含資料採集模組、資料分析模組及時序差補資料校準模組，資料採集模組採集外部電子設備的原始資料；資料分析模組自資料採集模組接收原始資料，當資料分析模組接收到原始資料，資料分析模組對原始資料進行儲存，而當資料分析模組未接收到原始資料，資料分析模組執行數據差補流程，計算數據差補資料，並將原始資料與數據差補資料整合為時序數據差補資料；時序差補資料校準模組，根據接收原始資料的延遲時點產生時點位移矩陣，資料分析模組根據時點位移矩陣對時序數據差補資料進行時點校正。

Description

時序差補資料校準系統

一種資料校準系統，尤指一種時序差補資料校準系統。

在生產線上，為保障電子設備運作的穩定度，每一電子設備可由一管控裝置持續檢測其運作狀態，該管控裝置可經由各式感測器於固定的時間間隔對該電子設備進行週期性的資料採集，以擷取電子設備於不同時間點的一原始資料，藉由該原始資料判斷電子設備是否持續正常運作，並記錄電子設備的運作情形，以隨時監控生產線的狀態。

然而，管控裝置經由各式感測器於不同時間點持續採集該原始資料時，可能由於電子設備運作中斷或因電子設備未響應，而發生採集當下時間點該原始資料的延遲回傳或遺失，舉例來說，當管控裝置於第一時間點對電子設備進行資料採集時，可能因電子設備運作中斷等因素，使得對應第一時間點的該原始資料延遲至第二時間點才傳輸至管控裝置，管控裝置便誤將實際對應於該第一時間點的該原始資料判斷為對應第二時間點，從而造成該原始資料中數值所對應的時間點失準，且管控裝置可能因此判斷第一時間點的該原始資料缺失，造成週期性的採集資料因資料缺漏而發生時間不連貫的問題，不只影響資料採集的完備性，更影響資料採集的準確度，由此可見，現有的資料採集技術需要近一步的改良。

有鑑於此，本新型提供一種時序差補資料校準系統，以期透過資料的時序校準，提升資料採集的完備性與準確度。

為達成前述目的，本新型時序差補資料校準系統包含有： 一資料採集模組，週期性地採集外部電子設備的一原始資料並輸出； 一資料分析模組，訊號連接該資料採集模組，自該資料採集模組接收該原始資料，當該資料分析模組接收到該原始資料，該資料分析模組對該原始資料進行儲存，而當該資料分析模組未接收到該原始資料，該資料分析模組執行一數據差補流程，計算對應的一數據差補資料，並將各該原始資料與各該數據差補資料整合為一時序數據差補資料；以及 一時序差補資料校準模組，訊號連接該資料採集模組及該資料分析模組，自該資料分析模組接收該原始資料，當該時序差補資料校準模組接收到該原始資料時，該時序差補資料校準模組根據自該資料分析模組接收該原始資料的一延遲時點產生一時點位移矩陣，並將該時點位移矩陣傳輸至該資料分析模組，該資料分析模組根據該時點位移矩陣對該時序數據差補資料進行時點校正。

本新型時序差補資料校準系統中，由該資料分析模組根據是否接收該原始資料，判斷該筆原始資料是否遺失，並於該原始資料遺失時執行該數據差補流程，計算對應的該數據差補資料，以提升該時序數據差補資料的完整性，且該時序差補資料校準模組根據是否接收到該資料分析模組所回傳的該原始資料，判斷該原始資料是否有延遲回傳的情形，並通過該時點位移矩陣校正該時序數據差補資料進行時點校正，進一步提升該時序數據差補資料中感測數據與時間的準確性。

請參看圖1所示，本新型時序差補資料校準系統1的實施例包含有一資料採集模組10、一資料分析模組20、一時序差補資料校準模組30以及一結果輸出模組40。

該資料採集模組10可與外部電子設備訊號連接以進行資料傳輸，由該資料採集模組10採集外部電子設備的一原始資料D，並將該原始資料D以及一觸發訊號進行輸出，其中，該資料採集模組10進行時序性的資料採集時，意即該資料採集模組10於固定的時間間隔對電子裝置進行週期性的資料採集，其中，該資料採集模組10可為電壓感測器、電流感測器等感測裝置或用於資料採樣的晶片等。

該資料分析模組20訊號連接該資料採集模組10，當該資料分析模組20接收該觸發訊號，該資料分析模組20根據該觸發訊號的接收時間定義為一資料接收時點Q2，並從該資料接收時點Q2開始計時，以判斷是否在一資料接收有效時間內自該資料採集模組10接收該原始資料D，該資料接收有效時間可為儲存在資料分析模組20的一可調整時間值。當該資料分析模組20於該資料接收有效時間內接收到該原始資料D，該資料分析模組20對該原始資料D進行儲存；相對的，當該資料分析模組20未於該資料接收有效時間內接收到該原始資料D時，代表發生該原始資料D延遲回傳或遺失的情形，該資料分析模組20可透過馬可夫鏈蒙地卡羅(Markov Chain Monte Carlo Simulation, MCMC)演算法執行一數據差補流程，模擬計算一資料接收時點Q2所對應的一數據差補資料並儲存，且該資料分析模組20可根據時間將各該原始資料D與各該數據差補資料整合為具時序性的一時序數據差補資料R。

換句話說，該資料分析模組20可能因該原始資料D的延遲接受或遺失，導致該資料分析模組20於時序性的資料採集中缺失部分數據，使得時序性的資料採集出現時序中斷或資料不完整的情形，而該資料分析模組20透過該數據差補流程計算存在資料缺失的各該資料接收時點Q2可能對應的該數據差補資料，並將各該原始資料D與各該數據差補資料整合為該時序數據差補資料R，以提升該時序數據差補資料R的時序完整性，其中，不管該資料分析模組20是否處於該資料接收有效時間內，當該資料分析模組20接收到該原始資料D時，該資料分析模組20進一步將該原始資料D傳輸至該時序差補資料校準模組30。於本實施例中，該資料分析模組20可為電腦、處理器、微控制器等可進行資料計算處理的電子裝置或晶片等，而該數據差補資料可包含對應同一時點的多個數據差補數值。

該時序差補資料校準模組30訊號連接該資料採集模組10與該資料分析模組20，當該時序差補資料校準模組30接收該觸發訊號，該時序差補資料校準模組30根據該觸發訊號的接收時間定義為一資料校正時點Q1，資料校正時點Q1，並從該資料校正時點Q1開始計時，以判斷是否在一資料校正有效時間內自該資料分析模組20接收該原始資料D，該資料校正有效時間可為儲存在該時序差補資料校準模組30的一可調整時間值。當該時序差補資料校準模組30於該資料校正時點Q1開始計算的該資料校正有效時間內接收到該原始資料D時，該時序差補資料校準模組30判斷該原始資料D未遺失而為該資料採集模組10延遲回傳該原始資料D至該資料分析模組20，因此該時序差補資料校準模組30根據自該資料分析模組20接收該原始資料D的一延遲時點與該資料校正時點Q1的時間差產生一時點位移矩陣S，該時點位移矩陣S紀錄該延遲時點與該資料校正時點Q1的時間差，舉例來說，該資料採集模組10實際上於產生該觸發訊號時對電子裝置進行資料採集，即於該時序差補資料校準模組30根據該觸發訊號的接收時間定義的該資料校正時點Q1進行資料採集，而當該時序差補資料校準模組30至該延遲時點才經由接收到該原始資料D代表該原始資料D的資料傳輸發生延遲，該原始資料D實際上對應該資料校正時點Q1，因此該時點位移矩陣S紀錄該延遲時點與該資料校正時點Q1的時間差，將該延遲時點的時間數值帶入即可轉換為該資料校正時點Q1的時間數值，以供該資料分析模組20進行時間校正，該時序差補資料校準模組30將該時點位移矩陣S傳輸至該資料分析模組20，該資料分析模組20根據該時點位移矩陣S對該時序數據差補資料R進行時點校正；而當該時序差補資料校準模組30未於資料校正時點Q1該資料校正有效時間內接收到該原始資料D時，該時序差補資料校準模組30判斷該原始資料D為遺失而非該資料採集模組10延遲回傳，該時序差補資料校準模組30停止產生該時點位移矩陣S，其中，該時序差補資料校準模組30可為一調節器(Regulator)晶片等，且該資料分析模組20及該時序差補資料校準模組30亦可整合於一晶片中。

該結果輸出模組40訊號連接該資料分析模組20及該時序差補資料校準模組30，以接收該時序數據差補資料R及/或該時點位移矩陣S，並可將該時序數據差補資料R及該時點位移矩陣S以例如圖4的可視化圖表呈現，其中，該結果輸出模組40可為一顯示裝置。

配合圖2所示，以下以步驟說明本新型時序差補資料校準系統1的運作流程。

S1：由該資料採集模組10對外部電子設備進行時序性資料採集，持續感測外部電子設備的運作狀況，以產生該原始資料D。

S2：當該資料採集模組10進行資料採集時，該資料採集模組10輸出該觸發訊號以觸發中斷時點，當該資料分析模組20接收該觸發訊號，該資料分析模組20根據該觸發訊號的接收時間定義為一資料接收時點Q2，以及當該時序差補資料校準模組30接收該觸發訊號，該時序差補資料校準模組30根據該觸發訊號的接收時間定義為一資料校正時點Q1，其中，該資料採集模組10先將該觸發訊號傳輸至該時序差補資料校準模組30，再將該觸發訊號傳輸至該資料分析模組20，即該資料校正時點Q1早於該資料接收時點Q2，但該資料接收時點Q2與該資料校正時點Q1的時間差極小，可省略不計。

S3：由該資料分析模組20於該資料接收有效時間內自該資料採集模組10接收該原始資料D。

S4：由該時序差補資料校準模組30於該資料校正有效時間內自該資料分析模組20接收該原始資料D。

S5：當該資料分析模組20未於該資料接收時點Q2開始計算的該資料接收有效時間內接收到該原始資料D時，該資料分析模組20執行該數據差補流程。

S6：當該時序差補資料校準模組30於該資料校正時點Q1開始計算的該資料校正有效時間內接收到該原始資料D時，該時序差補資料校準模組30根據接收該原始資料D的該延遲時點與該資料校正時點Q1的時間差產生一時點位移矩陣S，並將該時點位移矩陣S傳輸至該資料分析模組20。

S7：該資料分析模組20根據時間將各該原始資料D與各該數據差補資料整合為具時序性的該時序數據差補資料R，並根據該時點位移矩陣S對該時序數據差補資料R進行時點校正。

S8：由該結果輸出模組40接收該時序數據差補資料R及/或該時點位移矩陣S，並以圖表呈現，且該資料分析模組20可將經時點位移矩陣S校正前的該時序數據差補資料R，以及經時點位移矩陣S校正後的該時序數據差補資料R傳輸至該結果輸出模組40，由該結果輸出模組40以合併或單一呈現的方式將校正前及校正後的該時序數據差補資料R，以及該時點位移矩陣S，以可視化的方式呈現，供管理者進行不同面向的數據分析。

配合圖3所示，對應步驟S6所述，一事件時間軸I中，以第一時間t1時該資料採集模組10先透過該觸發訊號觸發該時序差補資料校準模組30的該資料校正時點Q1，而第二時間t2時該資料採集模組10透過該觸發訊號觸發該資料分析模組20的該資料接收時點Q2，且第一時間t1至第四時間t4為該資料校正有效時間為例。若該資料採集模組10觸發該資料接收時點Q2後，該時序差補資料校準模組30於第五時間t5才接收到該資料分析模組20所回傳的該原始資料D，即該延遲時點為第五時間t5，因該原始資料D的回傳延遲過久，則該時序差補資料校準模組30判斷該原始資料D遺失，該筆原始資料D則判定為無效(Invalid)資料；而若該資料採集模組10觸發該資料接收時點Q2後，該時序差補資料校準模組30於第三時間t3接收到該資料分析模組20所回傳的該原始資料D，即該延遲時點為第三時間t3，因該原始資料D於該資料校正有效時間內回傳，該筆原始資料D則判定為有效資料(valid)，該時序差補資料校準模組30根據自該延遲時點與該資料校正時點Q1的時間差產生一時點位移矩陣S。

配合圖4所示，圖4中以L標示理想的一時序性資料取樣線，以MCMC標示各該數據差補資料中的多個數據差補數值，以IRQ_2標示各該原始資料D中的感測數據數值，以IRQ_1標示經該時點位移矩陣S校正後的的數據差補數值或感測數據數值。以圖4中一區域A處為例，區域A中的標點IRQ_2標示經該時點位移矩陣S校正前一原始資料D的感測數據數值，而區域A中的標點IRQ_1標示第一標點經該時點位移矩陣S校正後的感測數據數值。以圖4中另一區域B為例，區域B中的各個標點MCMC為一數據差補資料該時點位移矩陣S校正前的多個數據差補數值，區域B中的標點IRQ_1為多個數據差補數值中選取最接近無缺失值時間點的一數據差補數值後，經該時點位移矩陣S校正後的該數據差補數值。

綜上所述，本新型時序差補資料校準系統1中，一方面可由該資料分析模組20根據於該資料接收有效時間內是否接收該原始資料D，判斷該筆原始資料D是否遺失，並於該原始資料D遺失時執行該數據差補流程，模擬計算該資料接收時點Q2所對應的一數據差補資料，以提升該時序數據差補資料R的完整性，另一方面該時序差補資料校準模組30根據於該資料校正有效時間內是否接收到該資料分析模組20所回傳的該原始資料D，判斷該原始資料D是否有延遲回傳的情形，並通過該時點位移矩陣S校正該時序數據差補資料R進行時點校正，提升該時序數據差補資料R的準確性。

1:時序差補資料校準系統 10:資料採集模組 20:資料分析模組 30:時序差補資料校準模組 40:結果輸出模組 Q1:資料接收時點 Q2:資料校正時點 D:原始資料 S:時點位移矩陣 R:時序數據差補資料 t1,t2,t3,t4,t5:時間 I:事件時間軸 L:時序性資料取樣線 A,B:區域

圖1：本新型時序差補資料校準系統的系統方塊示意圖。 圖2：本新型時序差補資料校準系統的實施流程示意圖。 圖3：本新型中第一中斷點與第二中斷點的時間軸示意圖。 圖4：本新型中數據採集結果的圖表示意圖。

1:時序差補資料校準系統

10:資料採集模組

20:資料分析模組

30:時序差補資料校準模組

40:結果輸出模組

D:原始資料

S:時點位移矩陣

R:時序數據差補資料

Claims (8)

1. 一種時序差補資料校準系統，包含有： 一資料採集模組，週期性地採集外部電子設備的一原始資料並輸出； 一資料分析模組，訊號連接該資料採集模組，自該資料採集模組接收該原始資料，當該資料分析模組接收到該原始資料，該資料分析模組對該原始資料進行儲存，而當該資料分析模組未接收到該原始資料，該資料分析模組執行一數據差補流程，計算對應的一數據差補資料，並將各該原始資料與各該數據差補資料整合為一時序數據差補資料；以及 一時序差補資料校準模組，訊號連接該資料採集模組及該資料分析模組，自該資料分析模組接收該原始資料，當該時序差補資料校準模組接收到該原始資料時，該時序差補資料校準模組根據自該資料分析模組接收該原始資料的一延遲時點產生一時點位移矩陣，並將該時點位移矩陣傳輸至該資料分析模組，該資料分析模組根據該時點位移矩陣對該時序數據差補資料進行時點校正。
2. 如請求項1所述之時序差補資料校準系統，當該資料採集模組進行資料採集時，該資料採集模組輸出一觸發訊號，當該資料分析模組接收該觸發訊號，該資料分析模組根據該觸發訊號的接收時間定義為一資料接收時點，以及當該時序差補資料校準模組接收該觸發訊號，該時序差補資料校準模組根據該觸發訊號的接收時間定義為一資料校正時點。
3. 如請求項2所述之時序差補資料校準系統，該資料分析模組以該資料接收時點開始計時，以判斷是否在一資料接收有效時間內接收該原始資料； 當該資料分析模組於該資料接收有效時間內接收到該原始資料，該資料分析模組對該原始資料進行儲存； 當該資料分析模組未於該資料接收有效時間內接收到該原始資料，該資料分析模組執行該數據差補流程。
4. 如請求項2所述之時序差補資料校準系統，該資料分析模組於該資料校正時點開始計時，以判斷是否在一資料校正有效時間內自該資料分析模組接收該原始資料； 當該時序差補資料校準模組於該資料校正時點開始計算的該資料校正有效時間內接收到該原始資料時，該時序差補資料校準模組根據自該資料分析模組接收該原始資料的該延遲時點與該資料校正時點的時間差產生該時點位移矩陣。
5. 如請求項1所述之時序差補資料校準系統，包含有： 一結果輸出模組，訊號連接該資料分析模組及該時序差補資料校準模組，接收該時序數據差補資料及該時點位移矩陣，並將該時序數據差補資料及該時點位移矩陣以可視化圖表呈現。
6. 如請求項1所述之時序差補資料校準系統，該數據差補資料包含對應同一時點的多個數據差補數值。
7. 如請求項2所述之時序差補資料校準系統，該資料採集模組先透過該觸發訊號觸發該時序差補資料校準模組的該資料校正時點，再透過該觸發訊號觸發該資料分析模組的該資料接收時點。
8. 如請求項1所述之時序差補資料校準系統，該資料分析模組透過馬可夫鏈蒙地卡羅(Markov Chain Monte Carlo Simulation, MCMC)演算法執行該數據差補流程。

Images