CN103400231A - 一种设备健康管理***及其数据库建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设备健康管理***及其数据库建模方法，属于管理***技术领域，包括CBM设备健康管理子***、设备健康信息可视化***和专家***，还设有基于空间网格的数据库，包括由空间网格和网格节点组成的空间网格节点数据包，空间网格数据包中存储有节点相对空间坐标和节点的激活时间。本发明具有以下优点：1.将设备管理空间进行空间网格划分，网格数据可以分布式存储，以便于网格并行计算，提高数据处理效率；2.将传统基于时间线的日志记录方式转换为基于空间的日志记录方式，丰富了日志记录的形式；3.将空间网格对应的设备健康状态信息进行三维可视化处理，使管理便捷、高效。

Description

一种设备健康管理***及其数据库建模方法

技术领域

本发明涉及一种设备健康管理***，具体是一种设备健康管理***及其数据库建模方法，属于设备管理技术领域。

背景技术

传统的设备管理方法着眼于故障处理与静态维修，即在发生故障后利用故障诊断方式或者是停机解体维修的方式来对设备进行阶段性的恢复并保持设备总体健康。传统的设备管理方法管理方式单一，定期的故障诊断或者是故障维修对生产造成了一定的影响，效率低下，无法达到最大化设备利用率的目的。

为了促进设备管理模式的发展与进步，我国许多企业开展了基于状态维修（CBM）的维修研究，并提出了基于CBM的设备健康管理***设计方法与***，提取了设备健康管理的主要业务与流程，上述设备健康管理包括了本地与远程数据采集、状态监测、健康状态评估、剩余寿命预测、维修决策支持、网络通信等，但利用的过程中效果并不是很理想，与期望值有一定的差距。

在专利申请号为CN201010228233.9的专利文献中，公开了一种《通用分布式机载设备健康管理仿真平台及其实现方法》，该发明提出了一种针对通用分布式机载设备的设备健康管理方法及其仿真平台。通过其主要的仿真管理器、仿真成员驱动器和仿真成员之间的交互与管理来达到对机载设备的健康管理功能。但此专利文献在数据分析、处理方面速度较慢，这会给设备管理人员的设备健康分析工作增加难度，且无数据可视化功能，不能直观快速地查看数据情况。此外，由于设备参数量大，如果没有优秀的数据结构做支撑，在进行设备健康分析时，会使计算工作量大大增加，降低管理效率。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种设备健康管理***及其数据库建模方法，解决传统设备管理效率低下，全寿命周期设备利用率低，设备参数繁杂，设备健康参数分析困难等问题，实现将设备管理空间进行空间网格化处理，将设备按时间进行记录的关键参数转换为按空间进行记录的关键参数，在区域上完全分布式存储与计算；建模方法简单、实用。本发明的进一步目的是，将三维图像数据可视化技术应用到本发明提出的设备健康管理***中，将空间分布的设备健康状态参数进行三维可视化，能够减少分析人员在进行设备健康分析时的难度，利于人机交互，使设备健康管理工作更高效。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：本设备健康管理***，包括CBM设备健康管理子***、设备健康信息可视化***和专家***，所述数据库是基于空间网格化的综采工作面设备健康管理信息数据库， 

所述CBM设备健康管理子***包括设备健康信息采集管理器、设备故障诊断管理器、设备健康评估与寿命预估管理器以及设备维修与决策管理器；

所述设备健康信息采集管理器通过传感器采集设备的关键寿命参数，通过无线传感网络将数据传输到所述综采工作面设备健康管理信息数据库；

所述设备故障诊断管理器对设备的寿命参数在内的所有参数进行处理，并将处理后的数据反馈到设备健康评估与寿命预估管理器；

所述设备健康评估与寿命预估管理器调取综采工作面设备健康管理信息数据库中设备故障诊断管理器处理后的数据，利用Markov、神经网络及其变种算法对设备健康信息数据进行处理，求解得出设备健康等级。

所述设备维修与决策管理器通过互联网分别与综采工作面设备专家***和设备健康信息可视化***进行数据互通； 

所述设备健康信息可视化***通过互联网与专家***互通数据，通过无线传感网络与综采工作面设备健康管理信息数据库进行数据互通。

所述专家***为综采工作面设备专家***；

所述综采工作面设备健康管理信息数据库，由空间网格和网格节点构成的空间网格节点数据包组成，对空间网格节点数据包进行分布式存储，设有节点唯一标识码；

所述空间网格节点数据包中存储有节点相对空间坐标和节点的激活时间。

所述设备健康信息可视化***包括显示层、数据逻辑层和***支持层，综采工作面设备健康管理信息数据库通过***支持层，将数据传送至数据逻辑层，数据逻辑层对数据进行处理分析后，将其传送至显示层显示。

所述显示层设有用于显示三维可视化图形的显示器；

所述数据逻辑层主要包括空间网格管理器，管理对象分为：已激活节点管理器、激活节点管理器以及未激活节点管理器；所述节点管理器均以三维图形的方式展现； 

所述***支持层包括对于可视化技术实现的图形图像库：OpenGL/Direct3D操作***Windows/Linux、对于可视化技术实现的编程环境VC++/MFC。

所述综采工作面设备专家***，包括采煤机控制专家***、刮板机控制专家***、液压支架控制***、综采工作面三机协同控制专家***、转载机控制专家***、破碎机控制专家***以及皮带机控制专家***。

所述空间网格数据包中存储有来自设备健康信息采集管理器中的设备健康状态信息：采煤机健康状态信息、液压支架健康状态信息、刮板机健康状态信息、泵站健康状态信息、转载机健康状态信息、破碎机健康状态信息以及皮带机健康状态信息。

所述每个节点管理器所容纳的设备种类与数量不同。

所述空间网格划分的数量，由工作面综采设备的密集程度确定。

一种设备健康管理***的数据库建模方法，包括以下步骤：

1）在y轴方向，空间网格的长度为采煤机的一个截深，在平面XOZ平面上的空间网格的长度，即在x轴方向上的长度和在z轴方向上的长度按设备密度进行选取；

2）每一个空间网格包含8个网络节点，将每一个网格节点对应一个空间网格节点数据包，包括节点唯一标识码、节点相对空间坐标、节点激活时间域以及设备健康状态信息；

3）将网格节点分为：已激活节点、激活节点、未激活节点；

4）在进行三维数据可视化的过程中，选用三种不同类型的空间网格，分别为已激活网格、激活网格以及未激活网格，分别以三种不同的颜色的长方体来显示其空间的位置关系；

5）当核心设备采煤机的当前相对空间坐标确定以后，采煤机所在位置处所属的空间网格即为激活网格，在采煤机已经过的位置所属的空间网格为已激活网格其余的空间网格为未激活网格。

所述已激活节点、激活节点、未激活节点，确定方法为：

对于激活网格，整个激活网格所占据的空间在y轴上选择最小值，即选择XOZ平面；在XOZ平面上，没z轴取最小值，这样在一个空间网格上就可以过滤到两个网格节点，这两个网格节点在x轴方向上存在一个距离差，而核心设备在进行工作时，先进方向是双向的，这样，最终激活节点决定于当前核心设备的先进方向，若核心设备行进方向为正x轴，则上述两个网格节点中的节点相对空间坐标值x分量大的为激活节点，否则，x分量小的为激活节点。对于已经激活网格，其所属的网格节点全部属于已激活节点，对于未激活网格所属的全部网格节点全部属于未激活节点。

所述已激活网格为绿色长方体，未激活网格为蓝色长方体，激活网格为红色长方体。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1）将设备管理的数据库空间进行空间网格划分，网格数据可以分布式存储，以便于网格并行计算，提高数据处理效率，从而提高工作效率；

2）将传统基于时间线的日志记录方式转换为基于空间的日志记录方式，丰富了日志记录的形式，便于查看；

3）将空间网格对应的设备健康状态信息进行三维可视化处理，用户只需要点击相应的图标即可查看相应的参数，方便、快速，使管理便捷、高效，有利于工作效率的提高；

4）本发明空间网格的建模方法简单，易于操作和实现。

附图说明

图1为本发明的架构图；

图2为本发明的网格节点数据结构图；

图3为本发明的设备健康信息可视化表示图；

图4为本发明激活节点的确定表示图。

图中：52. 空间网格，53. 网格节点，54. 已激活网格，55. 未激活网格，56. 激活网格，60. 已激活节点，61. 激活节点，62. 未激活节点。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明设备健康管理***，四大部分组成： CBM设备健康管理子***、设备健康信息可视化***、专家***以及数据库。

所述CBM设备健康管理子***由健康信息采集管理器、设备故障诊断管理器、设备健康评估与寿命预估管理器以及设备维修与决策管理器组成。

所述设备健康信息采集管理器主要利用传感器对设备关键寿命参数进行信息量采集，经所述设备健康信息采集管理器采集的原始数据，通过无线传感网络将数据传输到所述综采工作面设备健康管理信息数据库储存。

所述设备故障诊断管理器是所述CBM设备健康管理子***的主要数据分析与处理模块，对设备包括电流、电压、振动信号等关键寿命参数在内的所有参数进行处理，在数据处理完成之后，进行初始设备故障诊断，同时将数据通过无线传感网络传送至综采工作面设备健康管理信息数据库，再由所述设备健康评估与寿命预估管理器调取利用。

所述设备健康评估与寿命预估管理器是所述CBM设备健康管理子***主要智能化管理核心部分，利用Markov、神经网络及其变种算法对设备健康信息数据进行处理，求解得出设备健康等级：健康-亚健康-危险-损坏，并且对于核心设备，要求进行寿命预估。所述设备健康评估与寿命预估管理器处理的数据来源于所述综采工作面设备健康管理信息数据库，在进行数据调用时，在所述综采工作面设备专家***相应的子***的指导下有序进行，保证工作面本地设备正常运行。

所述设备维修与决策管理器一方面按照所述综采工作面设备专家***指导进行有序管理，另一方面，管理与操作人员通过所述设备健康信息可视化***或者本地操作的方式来进行人工干涉，在此过程中，优先级确定如下：本地操作与决策优先级最高，其次为来自所述设备健康信息可视化***的控制命令，最后为设备维修与决策管理器。特别地，在进行设备维修与决策管理器工作时，所述综采工作面设备专家***始终起着指导作用，防止过动作与误动作，最大限度保证设备安全。

所述设备健康信息可视化***是本***主要人机交互接口，通过互联网与专家***互通数据，通过无线传感网络与综采工作面设备健康管理信息数据库进行数据互通。

本***采用三层架构，分别为显示层、数据逻辑层和***支持层；

所述显示层为所述设备健康信息可视化***的主要应用层，将整个设备管理空间进行空间网格52等分，并将每一个网格独立对应于所述节点网格管理器，对于接收到显示任务的网格，将任务下达到其所对应的节点管理器，以进行数据的三维可视化显示。

所述数据逻辑层主要包括空间网格管理器，所述空间网格管理器管理对象分为：已激活节点管理器、激活节点管理器以及未激活节点管理器。对于所述节点管理器均以三维图形的方式展现，支持人机交互。

所述***支持层包括三大部分：

1.对于综采设备管理计算机群的操作***Windows/Linux；

2.对于可视化技术实现的编程环境：VC++ MFC；

3.对于可视化技术实现的图形图像库：OpenGL/Direct3D。

所述专家***为综采工作面设备专家***3包括采煤机控制专家***、刮板机控制专家***、液压支架控制***、综采工作面三机协同控制专家***、转载机控制专家***33、破碎机控制专家***以及皮带机控制专家***。所述各种专家***为针对相应设备而制定的控制规则，作为说明例，对于所述综采工作面三机协同控制专家***，要求采煤装备空间尺寸配套关系如下：

R=B+E+W+X+b

式中：

R——无立柱空间宽度，mm；

B——截深，通常为采煤机滚筒宽度，mm；

E——铲煤板与煤壁间应留间隙，为防止滚筒在刮板运输机弯曲段截割铲煤板，一般取E=100~150mm；

X——支架立柱与刮板机电缆槽间距离，mm； 

b——立柱倾斜产生的水平增距，mm；

W——工作面刮板机宽度，mm；

W=F+G+J+V

式中：

F——刮板机铲煤板宽度，通常F=150~240mm；

G——刮板机中部槽宽度，尺寸已标准化，mm；

J——刮板机导向槽宽度，无链牵引时有齿轨部分宽度，mm

V——刮板机电缆槽宽度，mm。

为了满足生产安全、方便，一些参数有如下要求：

1综采工作面无立柱空间宽度R尽可能小；

2顶梁端距T应尽量小，以使液压支架对顶板的接触面积增加，同时，为了防止采煤机截割滚筒截割到液压支顶梁，顶梁与采煤机滚筒间必须要保持一段距离T，通常T取250~350mm；

3过煤高度h应尽可能大，多由采煤机本身机械结构决定，对于中厚煤层，一般要求h≥250~300mm，保证落煤顺利通过底托架；

4液压支架推移千斤顶的行程通常要求比采煤机截深大100~200mm；

5采煤机过机高度Y指采煤机机身到支架顶梁下端的垂直距离，最小要保证200~250mm过机高度，在大采高工作面一般Y影响较小；

6 综采工作面采煤机通常具有自开切口功能，需要采煤装备纵向尺寸上的配套，高产高效工作面刮板运输机多采用交叉侧卸式机头，为了实现采煤机自开切口，要求刮板运输机机头和机尾延伸至顺槽中，且采煤机要保证足够的卧底量P，能割透端头处上下煤壁；

7 液压支架调高范围与采煤机采高范围匹配，对于大采高煤层，考虑伪顶冒落，要求支架最大支护高度大于最大截割高度200~400mm；考虑顶底板浮煤和顶板下沉量，支架最小支护高度小于最小截割高度500~900mm；支架的中心间距一般等于刮板运输机一节溜槽的长度。

所述数据库为基于空间网格化的综采工作面设备健康管理信息数据库，包括由空间网格52和网格节点53组成的空间网格节点数据包，对空间网格节点数据包进行分布式存储，设有节点唯一标识码；以便于网格计算时的调用。为了便于所述设备健康信息可视化***的设备管理空间的建模与空间网格52划分，数据包中存储有节点相对空间坐标，为了在管理中设备工作状态与历史记录，提供基于时间线的日志记录方式，故在数据包中存储有节点的激活时间，在综采工作面上，设备管理空间即整个综采工作面，而采煤机作为核心设备，在空间网格节点数据包中，节点激活时间即是采煤机在工作运转过程中，与采煤机碰撞到的网格当前时间值。

整个设备管理空间所包含的空间网格52是有限的，所以，每一个网格的节点激活时间随着所述设备健康信息采集管理器采集网络刷新频率的不同，而包含了不同的时间值，故定义所述节点激活时间域，是对核心设备从刚开始激活网格56到最终离开网格区域，使激活网格56成为已激活网格54的这一时间总集的概括。

每一个空间网格52包含8个网络节点，每一个网格节点53对应一个空间网格节点数据包，包括节点唯一标识码、节点相对空间坐标、节点激活时间域以及设备健康状态信息；

所述空间网格52节点数据包中存储有节点相对空间坐标和节点的激活时间。

所述空间网格数据包中最重要的数据部分是设备健康状态信息。所述设备健康状态信息包括：采煤机健康状态信息、液压支架健康状态信息、刮板机健康状态信息、泵站健康状态信息、转载机健康状态信息、破碎机健康状态信息以及皮带机健康状态信息。所述设备健康状态信息直接来源于所述CBM设备健康管理子***的设备健康信息采集管理器。

工作时，CBM设备健康管理子***作为本发明的***基础功能***，在进行各项功能实现时，引入综采工作面设备专家***的指导功能，在数据结构上加以创新，引入新的基于空间网格52的综采工作面设备健康管理信息数据库，通过传感网络，设备健康信息采集管理器将传感器数据存储在综采工作面设备健康管理信息数据库中，以备设备故障诊断管理器对数据的调用与处理，处理所得的特征参数，将会再次存储在综采工作面设备健康管理信息数据库中，以便于设备健康评估与寿命预估管理器利用Markov、神经网络及其变种算法进行健康等级评测与寿命预估工作。对于评判为“亚健康”等级的设备，要求设备健康评估与寿命预估管理器能够对其寿命进行预估；对于评判为“危险”和“损坏”等级的设备，将其特征参数传递至设备维修与决策管理器，在综采工作面专家***的指导下，在人工干涉方式下进行维修决策。特别地对于评判为“危险”等级的设备，***会加大对其的监控力度，并给设备健康信息可视化***发出“Warning”警告，但设备继续运行，不影响正常生产；对于评判为“损坏”的设备，***会发给设备健康信息可视化***“Error”警告，在综采工作面设备专家***指导下，对综采工作面的综采设备有序进行设备停机检修。

所述综采工作面设备专家***主要包括：采煤机控制专家***、刮板机控制专家***、转载机控制专家***、破碎机控制专家***、皮带机控制专家***、液压支架控制专家***以及综采工作面三机协同控制专家***。所述综采工作面专家***在整个***中占据着非常重要的位置，所有知识的决策都由所述综采工作面专家***提供指导，此外对于设备健康信息的采集存储的归类、用户通过所述设备健康信息可视化***下达的所有控制命令都将经过所述综采工作面专家***的评审，防止维修与操作人员的误动作与过动作，保证设备的安全。此外，对于数据的提取，由于数据的分布式存储，数据能否得到很好的组织都依赖于所述综采工作面设备专家***。

通过Globus Toolkit工具，将所述综采工作面设备专家***作为网格计算的服务器，通过WSDL文件定义服务接口，包括对于采煤机、刮板机、转载机、破碎机、皮带机、液压支架以及综采工作面三机协同数据的访问与存储服务接口；并用Java实现接口功能，并创建WSDD文件定义服务接口部署参数，利用ANT编译源代码并生成GAR文件，以便于Globus Toolkit部署网格服务。所述CBM设备健康管理子***与设备健康信息可视化***作为客户端访问网格资源与服务，利用地理位置分布的计算机群分布并行的对数据进行处理，提高计算效率。

所述综采工作面设备健康管理信息数据库，主要的数据内容为空间网格节点数据包。

如图2所示，为本发明所述的设备健康管理***及其数据库建模方法的空间网格模型简图。在进行设备空间网格52划分时，首先明确综采工作的设备管理空间边界51，在本实施例中，综采工作的设备管理空间边界51为一个长方体，基坐标方向y轴为工作面推进方向，采煤机沿x轴进行开采工作，z轴表示工作面的最大开采高度。根据工作面综采设备的密集程度确定整个综采设备管理空间的网格划分数量，一旦划分完成整个工作面的空间网格52的数量是固定的。对于每一个空间网格52都包含了8个网格节点53，对于网格节点53各类的划分在后面将具体说明。对于每一个网格节点53都包含当前综采工作的设备管理空间边界51内的设备参数，即一个网格节点53对应一个空间网格节点数据包，包括节点唯一标识码、节点相对空间坐标、节点激活时间域以及设备健康状态信息。其中，所述设备健康状态信息包括采煤机健康状态信息、液压支架健康状态信息、刮板机健康状态信息、泵站健康状态信息、转载机健康状态信息、破碎机健康状态信息以及皮带机健康状态信息。以上所述的状态信息构成所述综采工作面设备健康管理信息数据库的主要内容。

如图3和图4所示，本设备健康管理***的数据库建模方法，包括以下步骤：

1）在y轴方向，空间网格52的长度为采煤机的一个截深，在平面XOZ平面上的空间网格52的长度，即在x轴方向上的长度和在z轴方向上的长度按设备密度进行选取；

2）每一个空间网格52包含8个网络节点，将每一个网格节点53对应一个空间网格节点数据包，包括节点唯一标识码、节点相对空间坐标、节点激活时间域以及设备健康状态信息；

3）将网格节点53分为：已激活节点60、激活节点61、未激活节点62；

4）在进行三维数据可视化的过程中，选用三种不同类型的空间网格52，分别为已激活网格54、激活网格56以及未激活网格55，分别以三种不同的颜色的长方体来显示其空间的位置关系；

5）当核心设备采煤机的当前相对空间坐标确定以后，采煤机所在位置处所属的空间网格52即为激活网格56，在采煤机已经过的位置所属的空间网格52为已激活网格54其余的空间网格52为未激活网格55。

所述已激活网格54为绿色长方体，未激活网格55为蓝色长方体，激活网格56为红色长方体。

在所述已激活网格54、激活网格56以及未激活网格55中，每个空间网格52包括8个网格节点53，为了使数据减少冗余性，将所述网格节点53分为三类：已激活节点60、激活节点61、未激活节点62。其确定规则如下：对于激活网格56，整个激活网格56所占据的空间在y轴上选择最小值，即选择XOZ平面；在XOZ平面上，没z轴轴取最小值，这样在一个空间网格52上就可以过滤到两个网格节点53，这两个网格节点53在x轴方向上必然存在一个距离差，而采煤机在进行工作时，先进方向是双向的，这样，最终激活节点61决定于当前采煤机的先进方向，若采煤机行进方向为正x轴，则上述两个网格节点53中的节点相对空间坐标值x分量大的为激活节点61,否则，x分量小的为激活节点61。对于已经激活的网格，其所属的网格节点53全部属于已激活节点60，对于未激活网格55所属的全部网格节点53全部属于未激活节点62。

所述设备健康信息可视化***的数据逻辑层主要包括空间网格管理器，空间网格管理器是对空间网格52进行管理与分类的主要管理器，其参数对象是三种不同种类的空间网格52。

所述空间网格管理器的节点管理器包括：已激活节点管理器、激活节点管理器和未激活节点管理器。所述节点管理器主要完成对每一个网格节点53数据的处理。对于所述已激活节点管理器管理对象为已激活节点60，其数据为所述CBM设备健康管理子***处理与存储的数据。所述激活节点管理器管理对象为激活节点61，由于节点激活时间域的存在而在不断更新与存储之中，只有当激活网格56转换为已经激活的网格时，才能最终确定。未激活节点管理器管理的对象为未激活节点62，其数据内容为设备初始化时的内容。

所述设备健康信息可视化***中的显示层主要功能是对设备健康信息进行可视化处理，其最终的可视化显示效果与方式如图3所示，用户通过人机交互工具：鼠标或者触摸屏，点击任意的空间网格52即可弹出相应网格节点53的数据显示树57。每一个网格节点53的数据显示树57中又有多层次的参数信息。用户只需要点击相应的图标即可查看相应的参数。

Claims (9)

1.一种设备健康管理***，包括CBM设备健康管理子***、设备健康信息可视化***、专家***和数据库，其特征在于，所述数据库是基于空间网格化的综采工作面设备健康管理信息数据库， 

所述CBM设备健康管理子***包括设备健康信息采集管理器、设备故障诊断管理器、设备健康评估与寿命预估管理器以及设备维修与决策管理器；

所述设备健康信息采集管理器通过传感器采集设备的关键寿命参数，通过无线传感网络将数据传输到所述综采工作面设备健康管理信息数据库；

所述设备故障诊断管理器对设备的寿命参数在内的所有参数进行处理，并将处理后的数据反馈到设备健康评估与寿命预估管理器；

所述设备健康评估与寿命预估管理器调取综采工作面设备健康管理信息数据库中设备故障诊断管理器处理后的数据，利用Markov、神经网络及其变种算法对设备健康信息数据进行处理，求解得出设备健康等级；

所述设备维修与决策管理器通过互联网分别与综采工作面设备专家***和设备健康信息可视化***进行数据互通； 

所述设备健康信息可视化***通过互联网与专家***互通数据，通过无线传感网络与综采工作面设备健康管理信息数据库进行数据互通；

所述专家***为综采工作面设备专家***；

所述综采工作面设备健康管理信息数据库，由空间网格（52）和网格节点（53）构成的空间网格节点数据包组成，对空间网格节点数据包进行分布式存储，设有节点唯一标识码；

所述空间网格节点数据包中存储有节点相对空间坐标和节点的激活时间。

2.根据权利要求1所述的一种设备健康管理***，其特征在于，所述设备健康信息可视化***包括显示层、数据逻辑层和***支持层，综采工作面设备健康管理信息数据库通过***支持层，将数据传送至数据逻辑层，数据逻辑层对数据进行处理分析后，将其传送至显示层显示；

所述显示层设有用于显示三维可视化图形的显示器；

所述数据逻辑层主要包括空间网格管理器，管理对象分为：已激活节点管理器、激活节点管理器以及未激活节点管理器；所述节点管理器均以三维图形的方式展现； 

所述***支持层包括对于可视化技术实现的图形图像库：OpenGL/Direct3D，操作***Windows/Linux、对于可视化技术实现的编程环境VC++/MFC。

3.根据权利要求1或2所述的一种设备健康管理***，其特征在于，所述综采工作面设备专家***，包括采煤机控制专家***、刮板机控制专家***、液压支架控制专家***、综采工作面三机协同控制专家***、转载机控制专家***、破碎机控制专家***以及皮带机控制专家***。

4.根据权利要求1或3所述的一种设备健康管理***，其特征在于，所述空间网格数据包中存储有来自设备健康信息采集管理器中的设备健康状态信息：采煤机健康状态信息、液压支架健康状态信息、刮板机健康状态信息、泵站健康状态信息、转载机健康状态信息、破碎机健康状态信息以及皮带机健康状态信息。

5.根据权利要求2所述的一种设备健康管理***，其特征在于，所述每个节点管理器所容纳的设备种类与数量不同。

6.根据权利要求1所述的一种设备健康管理***，其特征在于，所述空间网格（52）划分的数量，由工作面综采设备的密集程度确定。

7.一种如权利要求1所述的一种设备健康管理***的数据库建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）在y轴方向，空间网格（52）的长度为采煤机的一个截深，在平面XOZ平面上的空间网格（52）的长度，即在x轴方向上的长度和在z轴方向上的长度按设备密度进行选取；

2）每一个空间网格（52）包含8个网络节点，将每一个网格节点（53）对应一个空间网格节点数据包，包括节点唯一标识码、节点相对空间坐标、节点激活时间域以及设备健康状态信息；

3）将网格节点（53）分为：已激活节点（60）、激活节点（61）、未激活节点（62）；

4）在进行三维数据可视化的过程中，选用三种不同类型的空间网格（52），分别为已激活网格（54）、激活网格（56）以及未激活网格（55），分别以三种不同的颜色的长方体来显示其空间的位置关系；

5）当核心设备采煤机的当前相对空间坐标确定以后，采煤机所在位置处所属的空间网格（52）即为激活网格（56），在采煤机已经过的位置所属的空间网格（52）为已激活网格（54），其余的空间网格（52）为未激活网格（55）。

8.根据权利要求7所述的一种设备健康管理***的数据库建模方法，其特征在于，所述已激活节点（60）、激活节点（61）、未激活节点（62），确定方法为：

对于激活网格（56），整个激活网格（56）所占据的空间在y轴上选择最小值，即选择XOZ平面；在XOZ平面上，没z轴取最小值，这样在一个空间网格（52）上就可以过滤到两个网格节点（53），这两个网格节点（53）在x轴方向上存在一个距离差，而核心设备在进行工作时，先进方向是双向的，这样，最终激活节点（61）决定于当前核心设备的先进方向，若核心设备行进方向为正x轴，则上述两个网格节点（53）中的节点相对空间坐标值x分量大的为激活节点（61），否则，x分量小的为激活节点（61）；对于已经激活的网格，其所属的网格节点（53）全部属于已激活节点（60），对于未激活网格（55）所属的全部网格节点（53）全部属于未激活节点（62）。

9.根据权利要求7或8所述的一种设备健康管理***的数据库建模方法，其特征在于，所述已激活网格（54）为绿色长方体，未激活网格（55）为蓝色长方体，激活网格（56）为红色长方体。

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