一种掘进设备的健康状态评估方法及系统与流程

本发明涉及采掘装备智能化，特别是指一种掘进设备的健康状态评估方法及系统。

背景技术：

1、近几年来，煤矿智能化建设取得了长足的进步，但设备的可靠性还有待提高。尽管掘进装备一些任务或者工序已经实现了智能化和少人化，但设备的可靠性和稳定性还不能完全支撑智能化技术的常态化应用，设备工作时还需要操作人员处理故障和维修，严重的制约了智能化技术应用。

2、针对掘进设备的健康评估，一些科研院校和企业都进行了研究和技术攻关，形成了健康评估的理论、方法和设备，但是由于诊断方法脱离了设备的实际工况和原理，在实际现场都没有得到了有效应用，基本不能有效的对采掘设备关键部件进行预测和故障诊断。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种掘进设备的健康状态评估方法及系统，能够准确、快速地评估设备的健康状况，提前预警设备故障，提高设备的可靠性和生产效率。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

3、第一方面，一种掘进设备的健康状态评估方法，所述方法包括：

4、获取掘进设备各个部件的工作参数；

5、对获取的工作参数进行综合分析，以得到综合分析结果；

6、根据所述综合分析结果，对各部件的健康状况进行评估，并生成健康状态报告。

7、进一步的，获取掘进设备各个部件的工作参数，包括：

8、通过电流传感器和电压传感器，实时获取电机和电磁阀的电流和电压数据；通过开关信号传感器获取断路器和接触器的状态；

9、通过压力传感器和温度传感器，实时获取液压部件的压力和温度数据；通过流量传感器获取液压部件的流量；

10、通过振动传感器和温度传感器，实时获取机械部件的振动和温度数据；通过力传感器获取机械部件的张紧力。

11、进一步的，对获取的工作参数进行综合分析，以得到综合分析结果，包括：

12、对获取的工作参数数据进行预处理，以得到预处理数据；

13、从所述预处理数据中提取特征向量；

14、将掘进设备的工作参数数据进行聚类，以得到聚类结果；

15、对所述聚类结果进行综合分析，以得到综合分析结果。

16、进一步的，根据所述综合分析结果，对各部件的健康状况进行评估，并生成健康状态报告，包括：

17、根据综合分析结果，对各个部件的健康状况进行评估，以得到部件评估结果；

18、根据所述部件评估结果，生成健康状态报告。

19、进一步的，所述工作参数至少包括电流、电压、压力、温度以及振动。

20、进一步的，从所述预处理数据中提取特征向量，包括：

21、从预处理数据中获取关键特征；

22、根据所述关键特征，通过傅里叶变换提取频域特征；

23、将所述频域特征组合成特征向量；

24、对所述特征向量进行标准化处理。

25、进一步的，将掘进设备的工作参数数据进行聚类，以得到聚类结果，包括：

26、获取聚类的工作参数数据集，以及确定聚类的簇数量k；

27、随机选择k个初始聚类中心点，并对每个数据点，计算数据点与各个聚类中心点的距离，并将数据点分配给距离最近的聚类中心点所属的簇；

28、更新每个簇的聚类中心点，计算簇内数据点的平均值作为新的聚类中心点；

29、重复操作，直到聚类中心点达到预定的迭代次数，以得到最终的聚类结果。

30、第二方面，一种掘进设备的健康状态评估系统，包括：

31、获取模块，用于获取掘进设备各个部件的工作参数；

32、处理模块，用于对获取的工作参数进行综合分析，以得到综合分析结果；根据所述综合分析结果，对各部件的健康状况进行评估，并生成健康状态报告。

33、第三方面，一种计算设备，包括：

34、一个或多个处理器；

35、存储系统，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述方法。

36、第四方面，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述方法。

37、本发明的上述方案至少包括以下有益效果：

38、本发明的上述方案，通过获取掘进设备各个部件的工作参数并进行综合分析，可以及时发现设备部件的异常情况和潜在故障，通过对各部件的健康状况进行评估，可以提前采取维护措施，避免设备故障和停机时间的增加，从而提高设备的可靠性和稳定性。通过对掘进设备各个部件的工作参数进行综合分析，可以了解设备的工作状态和性能，通过对各部件的健康状况进行评估，可以及时发现设备部件的亚健康状态，采取相应的维护措施，避免设备性能下降和生产效率的降低，从而提高生产效率和产能利用率。通过对掘进设备各个部件的健康状况进行评估，可以制定预防性维护计划，提前进行维护和更换关键部件，避免设备故障和停机时间的增加，有助于降低维护成本，减少计划外维修和紧急维修的频率，提高维护效率和资源利用率。通过生成健康状态报告，可以直观地了解设备各个部件的健康状况和趋势，为设备管理和决策提供了重要的信息和依据。基于健康状态报告的分析和评估结果，可以制定合理的设备维护计划、优化设备运行策略，提高设备的整体管理水平和决策效果。因此，通过该掘进设备的健康状态评估方法，可以提高设备的可靠性和生产效率，降低维护成本。

技术特征：

1.一种掘进设备的健康状态评估方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的掘进设备的健康状态评估方法，其特征在于，获取掘进设备各个部件的工作参数，包括：

3.根据权利要求2所述的掘进设备的健康状态评估方法，其特征在于，对获取的工作参数进行综合分析，以得到综合分析结果，包括：

4.根据权利要求3所述的掘进设备的健康状态评估方法，其特征在于，根据所述综合分析结果，对各部件的健康状况进行评估，并生成健康状态报告，包括：

5.根据权利要求4所述的掘进设备的健康状态评估方法，其特征在于，所述工作参数至少包括电流、电压、压力、温度以及振动。

6.根据权利要求5所述的掘进设备的健康状态评估方法，其特征在于，从所述预处理数据中提取特征向量，包括：

7.根据权利要求6所述的掘进设备的健康状态评估方法，其特征在于，将掘进设备的工作参数数据进行聚类，以得到聚类结果，包括：

8.一种掘进设备的健康状态评估系统，其特征在于，包括：

9.一种计算设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结
本发明提供一种掘进设备的健康状态评估方法及系统，涉及采掘装备智能化技术领域，所述方法包括：获取掘进设备各个部件的工作参数；对获取的工作参数进行综合分析，以得到综合分析结果；根据所述综合分析结果，对各部件的健康状况进行评估，并生成健康状态报告。本发明通过获取掘进设备各个部件的工作参数并进行综合分析，可以及时发现设备部件的异常情况和潜在故障，通过对各部件的健康状况进行评估，可以提前采取维护措施，避免设备故障和停机时间的增加，从而提高设备的可靠性和稳定性。

技术研发人员：呼守信,金江,鲍文亮,高旭彬,金雪琪,郝亚明,程凤霞,杨勇,原钢,曹建文,冯化,田克君,胡文芳,张神州,晓亚迪
受保护的技术使用者：山西天地煤机装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12