[发明专利]一种用于健康监测的大数据处理平台及其设计方法

说明书

本发明提供一种用于健康监测的大数据处理平台及其设计方法，该大数据处理平台是由数据导入模块、健康状态评估模块、关联性分析模块、故障诊断模块和报表生成模块构成；其设计方法包括以下步骤：1、利用数据导入模块对设备运行数据进行数据导入；2、评估设备所处的健康状态；3、通过关联性分析模块分析设备数据中各类指标与设备健康状态的关联性，分析指标权重与重要程度；4、通过故障诊断模块对设备进行故障诊断，判断设备是否故障；5、通过报表生成模块输出以上模块的结果与数据；本发明解决了大数据场景下设备的实时健康监测问题，可为设备进行实时的维护工作，它减小了故障诊断过程中的错误率，大大提高了模型的准确度。

技术领域：

本发明公开了一种用于健康监测的大数据处理平台及其设计方法，属于故障预测与健康管理领域。

背景技术：

随着科学技术的进步和国民经济的发展，设备的状态评估和退化趋势分析技术越来越得到重视。由于现代设备的自动化和精密化程度不断提高，设备也变得越来越复杂，当设备中某个部件发生故障时，往往会影响到整个设备的性能。这样不仅造成经济损失，而且会带来安全隐患，影响设备的正常运行。

目前在各类设备的维护管理中，不仅要求在设备执行任务过程中保证万无一失，而且要求能够实时提供系统的健康状态，准确快速地进行故障诊断与定位，预测故障和剩余寿命，为维修人员提供辅助决策支持，从而减少维护和修理的停机时间，提高设备的任务完好性和综合保障性。故障监控和故障诊断技术在此背景下应运而生，以实现设备的视情维修，提高设备的使用寿命。

故障监控和故障诊断技术在近些年中，涌现出许多理论和方法。但随着大数据时代的到来，在海量数据场景下传统的故障监控技术已不再适用，经典的故障诊断方法在大数据的情况下准确度并不高。目前，着重于大数据场景下的设备健康监测与评估技术是近几年才发展起来的新技术，其理论和技术均不成熟，需要设备健康监测技术与大数据方法进行紧密结合，制定用于大数据场景下的健康监测技术。

发明内容：

本发明的目的是，提供一种用于健康监测的大数据处理平台，通过大数据处理平台中可分析设备指标之间关联性与指标重要度，对设备的质量水平及健康状态进行评估，对产品发生的故障进行故障诊断，通过对设备进行健康监测有助于及时开展设备的维护工作。

本发明提供一种用于健康监测的大数据处理平台，该大数据处理平台是由数据导入模块、健康状态评估模块、关联性分析模块、故障诊断模块和报表生成模块构成；

其中，所述“数据导入模块”用于导入需要分析的设备数据信息；该“数据导入模块”的结构有：数据导入单元、数据预处理单元和数据显示单元；该数据导入单元结构为数据导入接口，它用于导入待分析的设备数据；该数据预处理单元具体为缺失值填补，用于对导入的数据进行数据清洗；数据显示单元的结构由显示窗口构成，它用于将数据以可视化方式显示在数据窗格中；

其中，所述“健康状态评估模块”用于分析设备使用过程中的退化状态，评估设备所处的健康状态；该“健康状态评估模块”的结构包括：数据接收单元、健康评估单元、评估准则单元；该数据接收单元作为接口用于接收数据导入模块中处理后的数据；该健康评估单元其结构具体为健康评估模型，它用于训练大数据模型对数据进行健康评估；该评估准则单元其结构具体为设备健康度量方法，结合评估模型度量设备健康度，其具体作法见该平台设计方法；

其中，所述“关联性分析模块”用于分析设备数据中各类指标与设备健康的关联性；该“关联性分析模块”的结构包括：数据接收单元、指标关联性分析单元、指标重要度分析单元；该数据接收单元作为接口用于接收数据导入模块中处理后的数据；该指标关联性分析单元的结构为关联性评价函数，它用于分析指标与目标之间的关联性，分析指标重要度；该指标重要度分析单元的结构为归一化函数，它用于分析各指标的相对重要程度；关联性分析模块通过比较不同指标对设备健康影响的重要度，重要度最高的指标在设备维护中需要重点观察；