用于维护设备的分析设备退化的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开处于设备维护领域。特别地，本公开涉及通过使用基于模型方法的设备退 化预测和设备操作健康状况分析。
【背景技术】
[0002] 在许多情况下，设备(例如，诸如涡轮机之类的转子设备)在炼油厂、水厂及其它背 景下连续地操作。无论设备是否连续地操作，保持设备处于健康的操作条件对于满足输出 和生产目标(以及其它原因）而言是相当重要的。设备维护的改善将促进机器的高效操作。
【附图说明】
[0003] 图1示出了描绘用于设备维护系统的数据流程的示例性系统图。
[0004] 图2示出了描绘设备维护系统的示例性系统图。
[0005] 图3图示出用于分析设备退化以便维护设备的逻辑的示例。
[0006] 图4示出了用于产生历史健康状况指数(HHCI)的逻辑的示例。
[0007] 图5示出了用于显示操作设备的示例性窗口。
[0008] 图6示出了用以显示历史轴温和环境温度的示例性窗口。
[0009] 图7示出了用于参数选择的示例性窗口。
[0010] 图8示出了用于回归分析的示例性窗口。
[0011] 图9示出了用于残差计算的示例性窗口。
[0012] 图10示出了用于正态分布评估的示例性窗口。
[0013]图11图示出用于产生未来健康状况指数(FHCI)的过程的示例。
[0014]图12示出了用于HCI均值趋势的平滑化、拟合和预测的示例性窗口。
[0015] 图13示出了用于标准偏差趋势拟合和预测的示例性窗口。
[0016] 图14示出了用于显示HCI极限和移动均值之后的HCI极限的示例性窗口。
[0017]图15示出了用于HCI的极限违反概率的示例性窗口。
[0018] 图16示出了用于当报警概率水平达到某个水平时产生报警日期的示例性窗口。
[0019] 图17示出了用以示出维护之前和之后的HCI均值的示例性窗口。
[0020] 图18示出了用以示出维护之后的移位曲线的示例性窗口。
[0021] 图19示出了用以示出获得移位曲线之后的预测的示例性窗口。
[0022]图20示出了用以示出维护之后的更新模型的示例性窗口。
【具体实施方式】
[0023] 本公开涉及一种可以有效地评估设备的健康状况以实现预测维护的设备退化分 析系统。在一个实施方式中，系统使用健康状况指数(HCI)来评估健康状况。可分析多个设 备类型，包括对于其而言不存在可用数据样本(例如，设备退化样本)的那些设备类型。
[0024] 图1示出了描绘用于设备维护系统100的数据流程的示例性系统图。如图1中所示， 设备维护系统100可经由网络1001(例如，私用或公共内部网）连接到操作设备1002,并且可 从操作设备1002发送请求和接收数据。操作设备1002和系统100可与传感器数据数据库 1010、环境数据数据库1011以及历史数据数据库1009相连。操作设备1002可提供可以存储 在传感器数据数据库1010、环境数据数据库1000和历史数据数据库1009中的传感器数据、 环境数据和历史数据。
[0025]操作设备1002还可直接地向设备维护系统100发送传感器数据、环境数据和历史 数据。如图1中所示，设备维护系统100可经由私有内联网1001直接地访问传感器数据数据 库1010、环境数据数据库1011以及历史数据数据库1009。并且，并非环境数据、历史数据、和 传感器数据中的全部都需要直接地来自操作设备1002。传感器数据数据库1010、环境数据 数据库1011以及历史数据数据库1009可存储可从其它源接收到的数据。
[0026] 图1还显示设备维护系统100可经由例如公共互联网之类的网络102连接到外部传 感器数据收集器1030和任何外部设备，例如第一外部操作设备1020和第二外部操作设备 1021。设备维护系统100可从外部传感器数据收集器1030、外部操作设备1020和外部操作设 备1021请求和接收数据。
[0027] 外部传感器数据收集器1030可收集传感器数据并将该传感器数据存储到传感器 数据数据库1010。第一外部操作设备1020还可收集传感器数据、环境数据和历史数据并将 它们存储在第一传感器数据数据库1022、环境数据数据库1024和历史数据数据库1026中。 [0028]如图1中所示，设备维护系统100可经由公共互联网102直接地访问传感器数据数 据库1010、第一传感器数据数据库1022、环境数据数据库1011和历史数据数据库1009。设备 维护系统100还可直接地从第二外部操作设备1021获得数据，即使该第二外部操作设备 1021可能未向数据库存储数据。图1中所示的数据流程仅仅用于举例说明的目的，用于设备 维护系统的许多其它数据流程实施方式也是可能的，且在本公开的范围内。
[0029]图2示出了描绘用设备分析电路103实现的设备维护系统100的示例性系统图。如 图2中所示，系统100可包括通信接口 101、测量结果数据库111、显示生成电路110和设备分 析电路103。系统100可与显示器102(例如，本地显示器、智能电话上的应用接口或另一显示 器)进行本地或远程通信。
[0030] 可将通信接口 101配置成从测量结果数据库111接收设备传感器数据，该设备传感 器数据代表来自与操作设备相关联的多个不同性能参数之中的设备性能参数。环境数据表 示例如操作设备位于该处的位置的环境特性。测量结果数据库111可被配置成存储可从通 信接口接收到的传感器数据和环境数据。
[0031] 显示生成电路110可被配置成生成显示信号，其可在关系分析窗口 1051、残差窗口 1052、性能状况窗口 1053以及维护触发窗口 1054中的一个中显示。显示生成电路110可被配 置成生成可在其它窗口中显示的显示信号。
[0032]设备分析电路103可与测量结果数据库111和显示生成电路110进行通信。设备分 析电路103可包含存储器104。存储器104可存储由处理器108执行的程序指令1036,作为示 例，该处理器108被配置成：
[0033] 评估设备传感器数据与环境数据之间的协调关系1031以获得关系输出，并提供该 关系输出以便在关系分析窗口 1051中显示；
[0034] 确定显示存储在测量结果数据库111中的设备传感器数据与该关系输出之间差异 的残差1032,并提供该残差以用于在残差窗口 1052中显示；
[0035]根据该残差来确定用于操作设备的历史健康状况索引（HHCI )1033并从HHCI 1033 生成未来健康状况索引（FHCI)1034,并提供HHCI 1033和FHCI 1034以用于在性能状况窗口 1053中显示；以及通过确立用于维护的触发阈值来生成用于操作设备的设备维护触发器 1035,并提供该设备维护触发器以用于在维护触发窗口 1054中显示。
[0036]评估协调关系1031的设备分析电路103可被配置成评估设备传感器数据与设备传 感器数据之间或设备传感器数据与环境数据之间或设备传感器数据与设备传感器数据以 及环境数据之间的协调关系。设备分析电路103可首先根据设备传感器数据和环境数据来 确定操作参数的子集，并评估操作参数子集内的两个或更多参数的任何项之间的协调关系 1031。
[0037]生成FHCI 1034的设备分析电路103可被配置成预测FHCI的均值序列和标准偏差 (SD)，并基于FHCI的该预测均值序列和SD而生成FHCI。
[0038]图3图示出用于分析设备性能和维护设备的逻辑300的示例。例如，在图2中所示的 系统100中可将该逻辑实现为存储器109中的程序指令。逻辑300包括例如通过从通信接口 接收表示与操作设备相关联的多个不同性能参数之中的设备性能参数的设备传感器数据 来接收和存储设备传感器数据和环境数据(310);从通信接口接收环境数据，其表示操作设 备位于该处的位置的环境特性；以及将从通信接口接收到的传感器数据和环境数据存储到 测量结果数据库中。
[0039] 可捕捉设备传感器数据并存储在数据库111中。可通过在操作设备上或接近于操 作设备的传感器来捕捉设备传感器数据，并且可经由通信接口 101从设备传感器传输到一 个或多个处理器108且然后可存储在存储器109中。可捕捉和存储不同的传感器数据。例如， 油栗的针对一段时间（例如，针对过去三个月）的轴温可被油栗的传感器捕捉并存储在存储 器109中。
[0040] 还可获得环境数据并存储在存储器109中。例如，可作为一种环境数据而获得环境 温度。可从第三方收集并经由通信接口 1 〇 1接收针对一段时间（例如，针对过去三个月）的环 境温度。还可将环境数据存储在存储器109中。还可将环境数据存储在任何其它数据储存库 中。
[0041] 传感器数据和环境数据可在其被获得并存储在存储器109中之后变成历史数据。 在捕捉传感器数据之后，传感器数据可在其被存储在存储器109中之后被视为历史数据。例 如，针对过去三个