一种基于数字孪生的设备远程故障诊断方法、系统和装置与流程

本发明提出了一种基于数字孪生的设备远程故障诊断方法、系统和装置，属于设备诊断。

背景技术：

1、设备运行监控是生产过程常规流程和生产环节，对于生产设备的设备运行过程中，需要人工定时去检查设备的运行情况和运行参数，检查之后才能判断设备是否出现故障或者隐患。这种人工对设备进行运行故障看管和检测的方式导致耗时耗力，并且也无法及时的预测并解决设备故障问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于数字孪生的设备远程故障诊断方法、系统和装置，用以解决现有技术中通过人工方式进行生产设备监控导致无法及时发现生产设备运行故障的问题，所采取的技术方案如下：

2、一种基于数字孪生的设备远程故障诊断方法，所述设备远程故障诊断方法包括：

3、向设备监控平台调取所述生产设备的历史运行记录；

4、边缘计算服务器通过所述历史运行记录构建所述生产设备对应的故障诊断模型；

5、在故障诊断模型建立后实时采集生产设备的运行参数，并将所述运行参数输入至所述故障诊断模型中，通过所述故障诊断模型判断当前生产设备是否存在运行故障。其中，所述故障诊断模型可以采用rnn结构的深度学习网络模型。

6、进一步地，向设备监控平台调取所述生产设备的历史运行记录，包括：

7、边缘计算服务器向设备监控平台调取所述生产设备的历史运行常规参数；

8、边缘计算服务器向设备监控平台调取所述生产设备的历史运行的故障参数；其中，所述历史运行的故障参数包括设备运行故障阶段的故障参数、设备运行故障的持续时间、设备运行故障发生频率以及设备运行故障的发生次数；

9、边缘计算服务器向设备监控平台调取所述生产设备的维修数据信息，其中，所述维修数据信息包括生产设备故障点和维修方案信息。

10、进一步地，在故障诊断模型建立后实时采集生产设备的运行参数，并将所述运行参数输入至所述故障诊断模型中，通过所述故障诊断模型判断当前生产设备是否存在运行故障，包括：

11、实时采集生产设备的运行参数，并将所述运行参数上传至设备监控平台；

12、所述设备监控平台通过远程传输方式将所述生产设备的运行参数发送至边缘计算服务器，所述边缘计算服务器将所述运行参数输入至故障诊断模型；

13、通过所述故障诊断模型判断当前生产设备是否存在运行故障，当判断结果表明所述生产设备存在生产运行故障时，边缘计算服务器将运行故障判断结果通过远程传输方式发送至设备监控平台；

14、所述设备监控平台针对所述生产运行故障进行报警。

15、一种基于数字孪生的设备远程故障诊断系统，所述设备远程故障诊断系统包括：

16、调取模块，用于向设备监控平台调取所述生产设备的历史运行记录；

17、模型构建模块，用于边缘计算服务器通过所述历史运行记录和实时采集的生产设备运行的运行参数构建所述生产设备对应的故障诊断模型；

18、故障诊断模块，用于在故障诊断模型建立后实时采集生产设备的运行参数，并将所述运行参数输入至所述故障诊断模型中，通过所述故障诊断模型判断当前生产设备是否存在运行故障。其中，所述故障诊断模型可以采用rnn结构的深度学习网络模型。

19、进一步地，所述调取模块包括：

20、第一参数调取模块，用于边缘计算服务器向设备监控平台调取所述生产设备的历史运行常规参数；

21、第二参数调取模块，用于边缘计算服务器向设备监控平台调取所述生产设备的历史运行的故障参数；其中，所述历史运行的故障参数包括设备运行故障阶段的故障参数、设备运行故障的持续时间、设备运行故障发生频率以及设备运行故障的发生次数；

22、第三参数调取模块，用于边缘计算服务器向设备监控平台调取所述生产设备的维修数据信息，其中，所述维修数据信息包括生产设备故障点和维修方案信息。

23、进一步地，所述故障诊断模块包括：

24、数据采集控制模块，用于实时控制数据采集设备采集生产设备的运行参数，并将所述运行参数上传至设备监控平台；

25、第一远程通信模块，用于所述设备监控平台通过远程传输方式将所述生产设备的运行参数发送至边缘计算服务器，所述边缘计算服务器将所述运行参数输入至故障诊断模型；

26、第二远程通信模块，用于通过所述故障诊断模型判断当前生产设备是否存在运行故障，当判断结果表明所述生产设备存在生产运行故障时，边缘计算服务器将运行故障判断结果通过远程传输方式发送至设备监控平台；

27、报警模块，用于所述设备监控平台针对所述生产运行故障进行报警。

28、一种基于数字孪生的设备远程故障诊断装置，所述设备远程故障诊断装置包括设备监控平台、边缘计算服务器和数据采集设备；所述数据采集设备通过远程通信设备与所述设备监控平台进行数据连接；所述边缘计算服务器通过远程通信设备与所述设备监控平台进行数据连接。

29、进一步地，所述边缘计算服务器的运行过程包括：

30、边缘计算服务器针对需要进行故障监控的生产设备，向设备监控平台调取所述生产设备的历史运行常规参数；

31、边缘计算服务器针对需要进行故障监控的生产设备，向设备监控平台调取所述生产设备的历史运行的故障参数；其中，所述历史运行的故障参数包括设备运行故障阶段的故障参数、设备运行故障的持续时间、设备运行故障发生频率以及设备运行故障的发生次数；

32、边缘计算服务器针对需要进行故障监控的生产设备，向设备监控平台调取所述生产设备的维修数据信息，其中，所述维修数据信息包括生产设备故障点和维修方案信息；

33、边缘计算服务器通过所述历史运行常规参数、历史运行的故障参数和所述生产设备的维修数据信息构建所述生产设备对应的故障诊断模型；

34、边缘计算服务器在故障诊断模型构建之后，实时向所述设备监控平台获取生产设备的运行参数发送至边缘计算服务器，所述边缘计算服务器将所述运行参数输入至故障诊断模型；

35、边缘计算服务器在判断结果表明所述生产设备存在生产运行故障时将运行故障判断结果通过远程传输方式发送至设备监控平台。

36、本发明有益效果：

37、本发明提出的一种基于数字孪生的设备远程故障诊断方法、系统和装置利用数字孪生技术，将实体设备进行数字建模，将实体设备的历史故障与维修数据以及工况数据进行汇总判断。本发明提出的一种基于数字孪生的设备远程故障诊断方法、系统和装置数字孪生技术可以远程分析评估设备运行可能发生的状况，以便远程诊断设备是否存在故障。

技术特征：

1.一种基于数字孪生的设备远程故障诊断方法，其特征在于，所述设备远程故障诊断方法包括：

2.根据权利要求1所述设备远程故障诊断方法，其特征在于，向设备监控平台调取所述生产设备的历史运行记录，包括：

3.根据权利要求1所述设备远程故障诊断方法，其特征在于，在故障诊断模型建立后实时采集生产设备的运行参数，并将所述运行参数输入至所述故障诊断模型中，通过所述故障诊断模型判断当前生产设备是否存在运行故障，包括：

4.一种基于数字孪生的设备远程故障诊断系统，其特征在于，所述设备远程故障诊断系统包括：

5.根据权利要求4所述设备远程故障诊断系统，其特征在于，所述调取模块包括：

6.根据权利要求4所述设备远程故障诊断系统，其特征在于，所述故障诊断模块包括：

7.一种基于数字孪生的设备远程故障诊断装置，其特征在于，所述设备远程故障诊断装置包括设备监控平台、边缘计算服务器和数据采集设备；所述数据采集设备通过远程通信设备与所述设备监控平台进行数据连接；所述边缘计算服务器通过远程通信设备与所述设备监控平台进行数据连接。

8.根据权利要求7所述设备远程故障诊断系统，其特征在于，所述边缘计算服务器的运行过程包括：

技术总结
本发明提出了一种基于数字孪生的设备远程故障诊断方法、系统和装置。所述设备远程故障诊断方法包括：向设备监控平台调取所述生产设备的历史运行记录；边缘计算服务器通过所述历史运行记录构建所述生产设备对应的故障诊断模型；在故障诊断模型建立后实时采集生产设备的运行参数，并将所述运行参数输入至所述故障诊断模型中，通过所述故障诊断模型判断当前生产设备是否存在运行故障。其中，所述故障诊断模型可以采用RNN结构的深度学习网络模型。所述系统包括与所述方法步骤对应的模块。

技术研发人员：余丹,兰雨晴,孙宇,张腾怀,赵蒙蒙
受保护的技术使用者：慧之安信息技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15