【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及生產設備故障預測，具體涉及基于數字孿生的計量生產設備故障預測與狀態評價方法。
技術介紹
1、數字孿生技術，通過構建物理系統的虛擬映射，實現信息的實時交流和深度分析，在智能制造環境下，計量生產設備需要具備更高的自動化和智能化水平，數字孿生技術可以為設備提供實時的狀態信息和決策支持，幫助設備實現自主決策和優化運行。
2、然而，在對計量生產設備進行故障預測時因數據不全面、模型簡化或算法局限性等因素，導致預測精度不高，難以準確反映設備的實際狀態，無法及時準確地對故障進行預測，導致設備故障發生后才進行維修，造成較大的損失使維護人員能夠更直觀地了解設備的運行情況和故障風險；基于此，提出基于數字孿生的計量生產設備故障預測與狀態評價方法。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供基于數字孿生的計量生產設備故障預測與狀態評價方法，解決了難以準確反映設備的實際狀態，無法及時準確地對故障進行預測，導致設備故障發生后才進行維修的技術問題。
2、本專利技術的目的可以通過以下技術方案實現：
3、基于數字孿生的計量生產設備故障預測與狀態評價方法，包括以下步驟：
4、步驟一：對計量生產設備故障時各項參數分別對應的參數數值進行獲取；
5、步驟二：對計量生產設備故障時各項參數分別對應的參數數值進行分析，獲得各項參數必須停止工作的下限值和上限值：
6、步驟三：對計量生產設備各項參數分別對應的正常運行數值進行分析，獲得生產設備各項參數
7、步驟四：對各項參數在計量生產設備出現b次故障時分別對應的超限次數進行分析，獲得各項參數分別與計量生產設備之間的關聯系數；
8、步驟五：將各項參數的實時運行數值結合各項參數必須停止工作的下限值、上限值、標準數值和關聯系數進行計算獲得各項參數分別對應的劣化度；
9、步驟六：計量生產設備對應的設備劣化系數，根據設備劣化系數判斷生成故障預警信號；
10、步驟七：通過設定一個低于預警閾值的劣化系數越線值，分析計量生產設備的設備劣化系數從劣化系數越線值到預警閾值的時間，獲得故障預測時長，當計量生產設備的設備劣化系數超過劣化系數越線值時，對故障預測時長進行顯示。
11、作為本專利技術進一步的方案：其特征在于，獲得各項參數必須停止工作的下限值和上限值的具體方式為：
12、s1：從各項參數中任意選取一項作為分析項參數，獲得在計量生產設備發生n次故障時，分析項參數每次分別對應的參數值fn，其中n為預設次數，n為正整數，n≥1，計算獲得fn的標準差u，對標準差u進行分析，根據分析結果獲得分析項參數必須停止工作的下限值xb1和上限值xa1；
13、s2：采取與獲取分析項參數必須停止工作的下限值xb1和上限值xa1相同的方式，對計量生產設備在發生故障時，各項參數的參數值進行分析，根據分析結果獲得各項參數必須停止工作時分別對應的下限值xbi和上限值xai，其中i指代為計量生產設備不同的參數項，i為正整數，i＝1、2、……、e，e為計量生產設備的參數項數量，e≥1。
14、作為本專利技術進一步的方案：其特征在于，獲得分析項參數必須停止工作的下限值xb1和上限值xa1的具體方式為：
15、當標準差u小于等于預設值y1時，將fn中的最大值和最小值分別作為分析項參數必須停止工作的上限值xa1和下限值xb1，當標準差u大于預設值y1時，則將各個fn與均值fp之間的差值絕對值的均值標記為偏差值p，將均值fp與偏差值p之間的差值作為分析項參數必須停止工作的下限值xb1，同時將fn的均值與偏差值p的和作為分析項參數必須停止工作的上限值xa1。
16、作為本專利技術進一步的方案：其特征在于，獲得生產設備各項參數在正常工作狀態下分別對應的標準數值的具體方式為：
17、s01：選取與步驟s1中相同的參數項作為分析項參數，獲得分析項參數在計量生產設備r次正常運行對應的數值er，其中r為預設次數，r為正整數，r≥1；獲取er中滿足|er-ep|≥y3的數值ee，其中e為er中滿足預設篩選條件a1的數值數量，r≥e≥1，當數量e大于預設值y2時，將er的均值ep作為分析項參數在正常工作狀態下所對應的標準數值d1，當數量e小于等于預設值y2時，將er中最大值和最小值的均值作為分析項參數在正常工作狀態下所對應的標準數值d1，其中y2和y3均為預設值；
18、s02：通過與獲得分析項參數在正常工作狀態下所對應的標準數值d1同樣的方式，分析獲得生產設備各項參數在正常工作狀態下分別對應的標準數值d?i。
19、作為本專利技術進一步的方案：其特征在于，獲得各項參數分別與計量生產設備之間的關聯系數的具體方式為：
20、首先，根據各項參數必須停止工作的下限值和上限值生成的各項參數分別對應的參數區間[xai,xb?i]，獲取在計量生產設備出現b次故障時各項參數不屬于其對應的參數區間內的次數，并將其標記為各項參數分別對應的超限次數g?i，將各項參數分別對應的超限次數g?i與b之間的比值作為各項參數分別對應的關聯系數h?i。
21、作為本專利技術進一步的方案：其特征在于，獲得各項參數分別對應的劣化度的具體方式為：
22、將計量生產設備各項參數的實時運行數分別標記為z?i，通過公式：計算獲得計量生產設備各項參數分別對應的劣化度m?i。
23、作為本專利技術進一步的方案：其特征在于，根據設備劣化系數判斷生成故障預警信號的具體方式為：
24、通過計算獲得計量生產設備對應的設備劣化系數q，當q大于預警閾值y4時則生成故障預警信號，此處，e≥f≥1，y4＝0.82。
25、作為本專利技術進一步的方案：其特征在于，獲得故障預測時長的具體方式為：
26、設置一個低于預警閾值y4的劣化系數越線值y5，多次對獲取計量生產設備的設備劣化系數從超過劣化系數越線值y5到達預警閾值y4所需的時長tg，計算獲得tg的離散值w，當離散值w小于預設值y6時，將tg的均值tp作為故障預測時長l當w大于等于預設值y6時，則將tg中最大值和最小值的均值作為故障預測時長l，其中g為獲取次數，g為正整數，g≥1，y5取值為0.72。
27、本專利技術的有益效果：
28、(1)本專利技術，通過生成故障預警信號，提示維護人員及時進行檢查或維護，這為維護人員提供了充足的時間準備維修工作，大幅減少了維護成本，有助于減少設備意外停機時間，提升整體生產效率和設備利用率，及時的故障預測還能防止由于設備故障導致的事故，確保生產流程和員工的安全，提升整體生產效率和設備利用率；
29、(2)本專利技術，通過設置劣化系數越線值和預警閾值，實時計算設備劣化系數，當超過越線值時顯示故障預測時長，為維護人員提供了明確的預警信息和時間參考，提前預知設備可能發生故障的時間點，為設備的預防性維護提供準確的時間參考，減少因突本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于數字孿生的計量生產設備故障預測與狀態評價方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于數字孿生的計量生產設備故障預測與狀態評價方法，其特征在于，獲得各項參數必須停止工作的下限值和上限值的具體方式為：
3.根據權利要求2所述的基于數字孿生的計量生產設備故障預測與狀態評價方法，其特征在于，獲得分析項參數必須停止工作的下限值XB1和上限值XA1的具體方式為：
4.根據權利要求3所述的基于數字孿生的計量生產設備故障預測與狀態評價方法，其特征在于，獲得生產設備各項參數在正常工作狀態下分別對應的標準數值的具體方式為：
5.根據權利要求4所述的基于數字孿生的計量生產設備故障預測與狀態評價方法，其特征在于，獲得各項參數分別與計量生產設備之間的關聯系數的具體方式為：
6.根據權利要求5所述的基于數字孿生的計量生產設備故障預測與狀態評價方法，其特征在于，獲得各項參數分別對應的劣化度的具體方式為：
7.根據權利要求6所述的基于數字孿生的計量生產設備故障預測與狀態評價方法，其特征在于，根據設備劣化系數判斷生成
8.根據權利要求7所述的基于數字孿生的計量生產設備故障預測與狀態評價方法，其特征在于，獲得故障預測時長的具體方式為：
...【技術特征摘要】
1.基于數字孿生的計量生產設備故障預測與狀態評價方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于數字孿生的計量生產設備故障預測與狀態評價方法，其特征在于，獲得各項參數必須停止工作的下限值和上限值的具體方式為：
3.根據權利要求2所述的基于數字孿生的計量生產設備故障預測與狀態評價方法，其特征在于，獲得分析項參數必須停止工作的下限值xb1和上限值xa1的具體方式為：
4.根據權利要求3所述的基于數字孿生的計量生產設備故障預測與狀態評價方法，其特征在于，獲得生產設備各項參數在正常工作狀態下分別對應的標準數值的具體方式為：
【專利技術屬性】
技術研發人員：李翀，申洪濤，郭聚川，孫勝博，王浩，馬紅明，王毅，孫曉騰，汪亮，汪銳，尹飛鴻，
申請(專利權)人：國網河北省電力有限公司營銷服務中心，
類型：發明
國別省市：
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