[发明专利]时序数据流驱动的工业制造流程运行监测系统

权利要求书

1.一种时序数据流驱动的工业制造流程运行监测系统，其特征在于，包括：依次连接的数据解析模块、时序数据补全模块、数据缓存分发模块、时序数据流增量聚类模块和离群点挖掘模块，以及动态优化监测模块，其中：数据解析模块接收流程状态时序数据，进行数据解析和清洗，输出排序后的时序数据序列；时序数据补全模块接收时序数据流，进行缺失值补全，输出完整的时序数据数列；数据缓存分发模块接收补全后的完整时序数据数列，进行缓存和分发，维护数据管道注册表和订阅表，输出可视化的流程运行数据；时序数据流增量聚类模块接收流程运行的时序数据流，进行增量聚类，输出对流程异常预警和监测规则优化的数据；动态优化监测模块分别与数据缓存分发模块和时序数据流增量聚类模块相连，接收时序数据流增量聚类模块实时输出的聚类结果，对监测规则进行动态优化，输出流程异常预警信息；离群点挖掘模块接收基于时序数据流增量聚类模块实时输出的聚类结果，进行离群点挖掘，输出流程异常预警信息；

所述的数据缓存分发模块包括：相连的数据缓存单元和数据分发单元，其中：数据缓存单元与时序数据补全模块相连，接收补全后的完整时序数据数列，数据分发单元与时序数据流增量聚类模块相连，输出可视化的流程运行数据；

所述的数据解析模块根据边缘节点上传的数据包信息，分别对多源异构数据和同源数据进行数据清洗和格式统一，并对数据进行分组和排序，得到唯一的时序数据序列；

所述的多源异构数据的具体操作为：进行解析和清洗，统一数据格式，将流程模型和服务模型作为标签标识唯一的数据源，使每个时序数据点都分属于唯一的数据源。

2.根据权利要求1所述的时序数据流驱动的工业制造流程运行监测系统，其特征是，所述的同源数据的具体操作为：以其来源的流程实例为标签进行分组，每组数据按照时间戳的先后顺序排序，得到该数据组对应的流程实例在运行某边缘节点服务时生成的时序数据序列。

3.根据权利要求1所述的时序数据流驱动的工业制造流程运行监测系统，其特征是，所述的时序数据补全模块基于固定窗口内的历史数据序列，对存在缺失值的数据序列进行补全。

4.根据权利要求1所述的时序数据流驱动的工业制造流程运行监测系统，其特征是，所述的数据缓存单元，根据补全后的完整时序数据流，采用数据管道对时序数据流进行缓存和统一管理，通过解析输入的数据管道配置信息，输入到数据源映射的数据管道中，维护数据管道注册表。

5.根据权利要求1所述的时序数据流驱动的工业制造流程运行监测系统，其特征是，所述的数据分发单元，根据输入的计算机节点信息，进行系统的计算节点注册表维护，得到分发到已订阅管道的计算节点中的数据流。

6.根据权利要求1所述的时序数据流驱动的工业制造流程运行监测系统，其特征是，所述的时序数据流增量聚类模块采用基于密度和网格的聚类思想，将对数据点的处理转化为对二维网格的处理，进行增量聚类，得到在时间维度分布规律的增量结果，用于后续对流程异常预警和监测规则优化的数据支撑。

7.根据权利要求1所述的时序数据流驱动的工业制造流程运行监测系统，其特征是，所述的动态优化监测模块在原本的静态规则中引入时间概念，将监测粒度细化到时间维度上，基于时序数据流增量聚类模块实时输出的聚类结果。

8.根据权利要求1所述的时序数据流驱动的工业制造流程运行监测系统，其特征是，所述的离群点挖掘模块以时序数据流增量聚类的结果为依赖，进行基于局部异常因子的实时离群点挖掘。