[发明专利]基于信号分析的设备健康状态监控方法、系统及存储介质

说明书

本发明涉及一种基于信号分析的设备健康状态监控方法、系统及存储介质，其方法包括：首先，通过设备上的传感器采集设备实际运行过程中产生的各零件的响应信号；其次，对各零件的响应信号进行处理计算，得到各零件的运行边界载荷；再者，通过各零件的运行边界载荷和试验载荷的对比与分析，计算出各零件的剩余使用寿命；最后，分发与显示各零件的剩余使用寿命。本发明提出的技术方案充分发挥模型算法的优势，并利用设备自身传感器和网络通讯等功能，提出一套低成本、适应性很强的设备健康状态监控方法，通过信号处理的方式实现了设备中各零件的剩余使用寿命实时计算。

技术领域

本发明涉及数据分析与监控技术领域，尤其涉及一种基于信号分析的设备健康状态监控方法、系统及存储介质。

背景技术

传统的零件健康状态监控只能根据信号判断目标零件状态的好与坏，即零件要么状态良好，要么状态失效。尽管对于大型复杂设备可以进行快速的故障定位，但是无法准确判定零件使用寿命逐渐减少的渐变过程。由于缺乏预测性，因此无法对零件和设备的健康状态进行主动管理，比如提前进行维护保养，确保设备一直在稳定状态中运行工作。

传统的零件健康状态监控只能对零件进行一对一或者多对一式的定点监控，比如要判断一个零件的状态至少需要对应的一个或者多个传感器进行监控，对于大型的复杂设备或者系统的监控，由于缺乏后台算法支撑，需要布置众多的传感器进行监控，成本昂贵，最终导致推广应用困难。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种基于信号分析的设备健康状态监控方法、系统及存储介质，其解决了传统的零件健康状态监控无法准确判定零件使用寿命的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供一种基于信号分析的设备健康状态监控方法，其包括：

S1、通过设备上的传感器采集设备实际运行过程中产生的各零件的响应信号；

S2、对各零件的响应信号进行处理计算，得到各零件的运行边界载荷；

S3、通过各零件的运行边界载荷和试验载荷的对比与分析，计算出各零件的剩余使用寿命；

S4、将各零件的剩余使用寿命分发至本地设备与云端设备，在本地设备中若满足预设的临界门槛值则在本地人机界面中显示；在云端设备中若满足预设的临界门槛值，则将各零件的剩余使用寿命发送至售后服务机构、终端设备以及设备制造商。

可选地，所述设备上的传感器包括用于设备健康监控而布置的健康监控专用传感器以及设备自带的传感器。

可选地，步骤S2包括：

S21、对各零件的响应信号进行数字化采样、标定以及有效性检查，得到经处理的响应信号，并存储在本地存储器；

S22、通过对实物设备经过抽象化分析得出设备数字计算模型；所述抽象化分析包括数学、物理学以及材料学分析；

S23、通过设备通讯网络获取设备所在的地理位置信息以及设备所处位置的气候环境信息；

S24、根据所述经处理的响应信号、设备所在的地理位置信息以及设备所处位置的气候环境信息，通过所述设备数字计算模型处理分析，得到各零件的运行边界载荷。

可选地，所述设备数字计算模型包括数字模型和/或耦合模型；

所述数字模型包括动力学模型、流场热力学模型、振动噪声模型以及电磁场模型；

所述耦合模型为动力学模型、流场热力学模型、振动噪声模型与电磁场模型中至少两种耦合而成的模型。