CN110954335A - 一种工业车辆的健康评估方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业车辆健康状态的评估方法及***。该方法包括：云端服务器依据实际工业车辆组件的物理/化学特性对其相关组件进行物理建模，利用智能终端将采集的该工业车辆运行的原始数据通过网络上传至云端；云端基于相关组件对应工作参数的物理/化学特性与其健康状态之间的联系，对该车辆运行的原始数据进行筛选，将筛选出的关键数据放入所述物理模型中进行分析，得到该工业车辆各组件的健康状态；综合所述各组件的健康状态评估工业车辆当前健康状态并预测未来健康状态。此外，云端还生成健康报表返回给用户，向用户提供车辆使用的优化建议，以便用户提前保养或检修车辆，降低相关组件损毁/失效带来的维修成本。
Description
技术领域
本发明提供一种工业车辆的健康评估方法及***，涉及车辆的评估、维护管理领域，具体涉及一种工业车辆健康状况的实时评估、预测的自动化方案。
背景技术
工业车辆作为作业工具使用越来越广，其作业时间长，作业强度大，使用环境差，一旦车辆损坏需要专业技术人员维修，造成停工影响生产。所以，如何保障车辆长时间无故障运行或快速排除故障，成为衡量未来工业车辆的重要性能指标。为解决该问题现有的技术方案包括：1、对工业进行人工定期保养；2、实时通过车联网平台监测车辆运行状态，当车辆发生故障时，***会提示并显示故障点，帮助现场人员远程解决问题，毋须专业工程师临时诊断和排查，节省时间和成本。对于现有技术方案1、车辆一旦售出、人工定期保养很难及时到位，只有在车辆出现故障时才有规律技术人员维修，往往造成车辆停工时间长。而现有技术方案2是出现故障的事后维修，车辆在小毛病的时候没有关注，发展到停机时往往故障较大，甚至车辆组件损耗需要整体更换，维修成本高。
发明内容
本发明提供一种工业车辆健康状态的评估方法，采用该方法能够及时获知相关工业车辆的当前健康状况、预测未来可能出现的健康问题并提前告知用户并提供合理化建议，使得在工业车辆产生健康问题前得到维护，降低维修的成本。本发明提供的工业车辆健康状态的评估方法，具体包括以下步骤：a.云端服务器依据实际工业车辆组件的物理/化学特性，对车辆相关组件进行物理建模；b. 通过智能终端将实时采集到的该工业车辆运行的原始数据上传到云端服务器；c. 云端服务器基于相关组件对应工作参数的物理/化学特性与其健康状态之间的联系，对所述原始数据进行筛选，将得到的关键数据放入到所述物理模型中进行分析，得到该工业车辆各组件的健康状态；d.云端服务器综合该工业车辆相关组件的健康状态，生成该工业车辆的健康报表推送给智能终端用户。
进一步地，云端服务器从原始数据中筛选出的关键数据包括：车辆的行驶速度、载物重量；电池工作的电压、电流、温度；电机控制器工作的电压、电流、温度等。上述关键数据将被用于分析车辆当前的工作状态以及预测未来的工作情况。通过关键数据对工业车辆相关组件的重构模型进行评估，可实现对该组件过往工作状态的总结，同时可对该组件未来的寿命进行预测。例如，电机控制器工作的电压、电流、温度可以用来分析电机控制器的核心器件MOSFET的健康状态和寿命。根据各组件的分析和预测结果，针对性地给予智能终端用户合理化建议，并以健康报表的形式向用户反馈。
相应地、本发明还提供一种工业车辆的健康状态评估***，该***包括分布工业车辆的数据采集模块，智能终端以及云端服务器。所述的数据采集模块用于实时采集工业车辆运行的原始数据并发送到所述智能终端。所述智能终端将收集到的所述工业车辆运行的原始数据上传至云端服务器，并接收、显示云端服务器反馈回的所述工业车辆的健康报表。所述云端服务器基于相关组件各自对应的工作参数与其健康状态之间的物理/化学规律、结合对各组件建立的模型以及与各组件相关的关键数据进行分析、预测得到该工业车辆各组件当前以及未来的健康状态，生成该工业车辆的健康报表推送给智能终端用户；其中所述关键数据所述关键数据为从所述原始数据中筛选得到。
附图说明
图1为本发明所提供的工业车辆的健康状态评估方法的流程图；
图2为电池寿命与电池放电深度的关系图；
图3为电池容量与电池工作温度的关系图；
图4为MOSFET循环寿命与结温的关系图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案以及有益效果更加清楚明白，以下结合附图对本发明进行进一步详细说明。应该理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本发明所提供的工业车辆的健康状态评估方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：
a.云端服务器依据实际工业车辆组件的物理/化学特性，对车辆相关组件进行物理建模；
b.通过智能终端将实时采集到的该工业车辆运行的原始数据上传到云端服务器；
c.云端服务器基于相关组件对应工作参数的物理/化学特性与其健康状态之间的联系，对所述原始数据进行筛选，将得到的关键数据放入到所述物理模型中进行分析，得到该工业车辆各组件的健康状态；
d.云端服务器综合该工业车辆相关组件的健康状态，生成该工业车辆的健康报表推送给智能终端用户。
具体的、在步骤a中，云端对该工业车辆的相关组件进行物理建模，以实现对实际车辆的模型重构。通过物理建模将车辆的重要的组件进行模型重构，以便对该组件工作状态的定量分析。工业车辆的相关组件模型可以根据具体车辆采用实际组件来构建也可以采用相关书籍上的经典分析模型。基于相关组件各自对应的工作参数与其健康状态之间的物理/化学规律、结合针对各组件建立的模型以及与各组件相关的所述关键数据进行评估得到该工业车辆各组件的健康状态。例如，动力电池电路的模型重构可以参照相关专业书籍中的电池经典分析模型来实现。通过检测电池工作时的电流、剩余电量、工作温度等关键数据，根据电池工作时的电流、剩余电量结合电池电路模型可以得到电池的放电深度。进而根据电池寿命与电池放电深度的关系(如附图2所示)、电池容量与电池工作温度的关系(如附图3所示)，评估电池当前的健康状态，预测电池未来的工作状态以及使用寿命。又如、电机控制器模型重构可以参照功率半导体器件—MOSFET的物理模型来实现。MOSFET作为电机控制器的核心器件，直接决定了电机控制器的健康状态和使用寿命。根据MOSFET循环寿命与结温的关系(如图4所示)，通过监测电机控制器工作时的电流、温度等核心关键数据，可以在模型中评估MOSFET 当前的健康状态和使用寿命，进而评估电机控制器的健康状态和使用寿命。
步骤b中可以通过包括多个传感器的数据采集模块来实时获取车辆运行的原始数据后汇总到用户智能终端。例如，可以采用电流传感器、电压传感器以及温度传感器分别实时采集电池以及电机控制器工作的电流，电压以及温度；利用重力传感器、速度传感器来实时采集车辆的载重、行驶速度等。用户智能终端可以实时地将工业车辆运行的原始数据上传到云端服务器，也可以先将工业车辆运行的原始数据在本地端暂存，等到符合预设的时机再将暂存的原始数据上传到云端服务器。
在步骤c中，云端服务器从原始数据中筛除出工业车辆重要组件相关的关键数据，如上述车辆的行驶速度、载物重量，电机控制器工作的电流、散热器温度，电池工作的电流、剩余电量等。所述关键数据将被用于分析车辆相关组件的当前健康状态以及预测未来的工作情况。
步骤d中、云端服务器综合该工业车辆相关组件的健康状态，生成该工业车辆的健康报表推送给智能终端用户。云端服务器可以实时地向智能终端用户推送所述健康报表、并在智能终端上动态显示，也可以响应于用户请求向智能终端推送。关键数据经过重构模型的定量分析，可实现对车辆过往工作状态的总结，同时可对相关组件未来的寿命进行预测。总结和预测将会以健康报表的形式，通过网络推送到终端用户，给予终端用户针对工业车辆维护给出的合理化建议。例如，控制电池的放电深度以延长寿命，控制电机控制器的工作温度以延长电机控制器的寿命，建议车辆的实际载重量以减低机械疲劳等。
相应地、本发明提供一种工业车辆的健康状态评估***，该***包括分布工业车辆的数据采集模块，智能终端以及云端服务器。所述的数据采集模块用于实时采集工业车辆运行的原始数据并发送到所述智能终端。所述智能终端将收集到的所述工业车辆运行的原始数据上传至云端服务器，并接收、显示云端服务器反馈回来的所述工业车辆的健康报表。所述云端服务器基于相关组件各自对应的工作参数与其健康状态之间的物理/化学规律、结合对各组件建立的模型以及与各组件相关的关键数据进行分析、预测得到该工业车辆各组件当前以及未来的健康状态，生成该工业车辆的健康报表推送给智能终端用户；其中所述关键数据所述关键数据为从所述原始数据中筛选得到。
通过本发明提供的方法及***，用户可以及时了解相关工业车辆的健康状态，尤其是重要组件的工作状态以及预期的寿命，也能及时获取相关的维护建议，使用户能够提前保养或检修车辆，降低失效成本。
Claims (8)
1.一种工业车辆的健康状态评估方法，所述方法包括以下步骤：
a.云端服务器依据实际工业车辆组件的物理/化学特性，对车辆相关组件进行物理建模；
b.通过智能终端将实时采集到的该工业车辆运行的原始数据上传到云端服务器；
c.云端服务器基于相关组件对应工作参数的物理/化学特性与其健康状态之间的联系，对所述原始数据进行筛选，将得到的关键数据放入到所述物理模型中进行分析，得到该工业车辆各组件的健康状态；
d.云端服务器综合该工业车辆相关组件的健康状态，生成该工业车辆的健康报表推送给智能终端用户。
2.如权利要求1所述的方法，其中、步骤b中智能终端实时地将工业车辆运行的原始数据上传到云端服务器，或先将工业车辆运行的原始数据暂存，按照预设的时间间隔将暂存的原始数据上传到云端服务器。
3.如权利要求2所述的方法，其中步骤c中的所述关键数据包括：车辆的行驶速度、载物重量，电池工作的电压、电流以及温度，电机控制器工作的电压、电流以及温度。
4.如权利要求1或3所述的方法，其中，步骤d中云端服务器产生的所述工业车辆的健康报表中还包括针对所述工业车辆维护给出的合理化建议；并且云端服务器可以实时地向智能终端用户推送所述健康报表并在智能终端上动态显示，也可以响应于用户请求向智能终端推送。
5.一种工业车辆的健康状态评估***，该***包括分布工业车辆的数据采集模块，智能终端以及云端服务器；其中、所述的数据采集模块包括分布在工业车辆上的多个传感器，用于实时采集工业车辆运行的原始数据并发送到所述智能终端；所述智能终端用于收集到的所述工业车辆运行的原始数据上传至云端服务器，接收并显示云端服务器反馈回来的所述工业车辆的健康报表；所述云端服务器预先依据实际工业车辆组件的物理/化学特性，对车辆相关组件进行物理建模，并且基于所述工业车辆相关组件各自对应的工作参数与其健康状态之间的物理/化学规律、结合对各组件建立的模型以及与各组件相关的关键数据进行分析、预测得到该工业车辆各组件当前以及未来的健康状态，生成该工业车辆的健康报表推送给智能终端用户，其中所述关键数据所述关键数据为从所述原始数据中筛选、用于分析工业车辆当前的健康状态以及预测该车辆未来的健康状态的数据。
6.如权利要求5所述的***，其中，智能终端可以实时地将工业车辆运行的原始数据上传到云端服务器，也可以先将工业车辆运行的原始数据暂存，按照预设的时间间隔将暂存的原始数据上传到云端服务器。
7.如权利要求6所述的***，其中、所述关键数据包括：车辆的行驶速度、载物重量，电池工作的电压、电流以及温度，电机控制器工作的电压、电流以及温度。
8.如权利要求4或7所述的***，其中所述工业车辆的健康报表中还包括针对工业车辆的健康状态给出的合理化建议；并且云端服务器可以实时地向智能终端用户推送所述健康报表并在智能终端上动态显示，也可以响应于用户请求向智能终端推送。
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