CN111444581B - 一种设备运行效率表达式生成方法及相关设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种设备运行效率表达式生成方法，用于对设备运行效率分析过程。本申请实施例方法包括：获取设备所包括的多个组成单元。获取所述设备内多个组成单元之间的串并联关系。获取所述多个组成单元的运行效率表达式。根据所述组成单元之间的串并联关系使用所述多个组成单元的运行效率表达式计算得到所述设备的运行效率表达式。
Description
技术领域
本申请实施例涉及机械领域，尤其涉及一种设备运行效率表达式生成方法及相关设备
背景技术
设备劣化是指设备在使用过程中，由于零部件磨损、疲劳或环境造成的变形、腐蚀和老化等原因，使设备的运行效率逐渐降低的现象。在设备的使用过程中不可避免的存在劣化情况。设备劣化使得设备的运行效率降低，进而使得生产企业能耗逐渐升高。为应对设备劣化，对设备劣化情况即运行效率的变化分析逐渐为人所关注。
设备运行效率的变化情况往往与许多因素有关，如零部件磨损、疲劳或老化等原因，通常可以总结为运行效率与时间的关系或运行效率与累计负荷的关系。若设备运行效率因劣化而逐渐降低至一定值可能产生对上下级相连的设备的影响，进而造成安全问题和能耗升高等问题，因此准确判断设备运行效率的变化情况并及时对相关设备进行维护具有重要意义。
发明内容
本申请实施例第一方面提供了一种设备运行效率表达式生成方法，其特征在于，包括：
获取设备所包括的多个组成单元；
获取所述设备内多个组成单元之间的串并联关系；
获取所述多个组成单元的运行效率表达式；
根据所述组成单元之间的串并联关系使用所述多个组成单元的运行效率表达式计算得到所述设备的运行效率表达式。
基于本申请实施例第一方面提供的设备运行效率表达式生成方法，可选地：
所述获取所述多个组成单元的运行效率表达式包括：
获取所述组成单元对应的运行效率模型；
读取所述设备的历史参数；
使用所述组成单元对应的运行效率模型及所述历史参数，获取所述组成单元对应的运行效率表达式。
基于本申请实施例第一方面提供的设备运行效率表达式生成方法，可选地：
所述运行效率表达式包括：表示累计负荷与运行效率之间的数值关系的运算式，或，表示运行时间与运行效率之间的数值关系的运算式。
基于本申请实施例第一方面提供的设备运行效率表达式生成方法，可选地：所述运行效率表达式中所述运行效率具有下限值。
基于本申请实施例第一方面提供的设备运行效率表达式生成方法，可选地：所述方法还包括：
使用所述设备的运行效率表达式生成所述设备的运行效率变化曲线。
基于本申请实施例第一方面提供的设备运行效率表达式生成方法，可选地：所述方法还包括：
获取检修行为对所述运行效率的恢复系数，所述恢复系数乘以检修前的所述运行效率等于检修后的所述运行效率，或，所述恢复系数与检修前的所述运行效率相加等于检修后的所述运行效率；
获取检修计划，所述检修计划包括对所述设备施行的不同检修行为及所述检修行为实施的条件；
使用所述检修计划和所述检修行为对所述运行效率的恢复系数对所述运行效率变化曲线进行修正。
本申请实施例第二方面提供了一种设备运行效率表达式生成设备，包括：
组成获取单元，用于获取设备所包括的多个组成单元；
关系获取单元，用于获取所述设备内多个组成单元之间的串并联关系；
单元运行效率获取单元，用于获取所述多个组成单元的运行效率表达式；
设备运行效率生成单元，用于根据所述组成单元的之间的串并联关系使用所述多个组成单元的运行效率表达式计算得到所述设备的运行效率表达式。
本申请实施例第三方面提供了一种设备运行效率表达式生成设备，包括：
处理器、存储器、总线、输入输出设备；
所述处理器与所述存储器、输入输出设备相连；
所述总线分别连接所述处理器、存储器以及输入输出设备相连；
所述处理器用于执行如本申请实施例第一方面提供的设备运行效率表达式生成方法中任意一项所述的方法。
本申请实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如本申请实施例第一方面提供的设备运行效率表达式生成方法中任意一项所述的方法。
本申请实施例第五方面提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如本申请实施例第一方面提供的设备运行效率表达式生成方法中任意一项所述的方法。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：通过对设备划分成不同单元并得到各个单元的运行效率表达式，根据实际设备中的各个单元之间的串并联关系得出设备的运行效率表达式，细粒化程度较高，得出结果较为准确。
附图说明
图1为本申请设备运行效率表达式生成方法实施例的一个流程示意图；
图2为本申请设备运行效率表达式生成方法实施例的另一个流程示意图；
图3为本申请设备运行效率表达式生成设备实施例的一个结构示意图；
图4为本申请设备运行效率表达式生成设备实施例的另一个结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种设备运行效率表达式生成方法，用于对设备运行效率、劣化程度进行判断。
设备劣化是指设备在使用过程中，由于零部件磨损、疲劳或环境造成的变形、腐蚀和老化等原因，使设备的运行效率逐渐降低的现象。在设备的使用过程中不可避免的存在劣化情况。设备劣化使得设备的运行效率降低，进而使得生产企业能耗逐渐升高。为应对设备劣化，对设备劣化情况即运行效率的变化分析逐渐为人所关注。
针对不同的设备劣化状况，所需要采取的处理方案也不相同。由于实际结构不同，各种设备之间的运行效率变化程度也不尽相同，往往不能由一种数据或因素进行描述
现有的对设备运行效率的分析通常是基于设备可靠性方面考虑，基于某些材料或部件的疲劳极限得出安全运行的极限值，而***性对设备运行效率与其相关参量(时间、累计负荷等)得出具体函数关系的较少。对设备运行效率的分析通常以设备整体为目标，颗粒度较粗，得出的结论较为笼统。同时，在影响设备运行效率的部件出现了因检修维护而导致的差异时，原有的运行效率分析准确度也随之下降。
请参阅图1，本申请设备运行效率表达式生成方法的一个实施例包括步骤101-步骤104。
101、获取设备所包括的多个组成单元。
获取设备所包括的多个组成单元。对需进行运行效率分析的设备的组成部件进行划分，具体划分规则可以按照部件所起到的功能进行划分，例如对于发动机可划分为传动单元、燃烧单元和防护单元等单元，也可以按照单个部件进行划分，例如轴承部件单独划分为一个单元、齿轮部件单独划分为一个单元等，在具体实施过程中，可按照自身需求进行划分，此处不做限定。
102、获取所述设备内多个组成单元之间的串并联关系。
获取所述设备内多个组成单元之间的串并联关系，获取所划分出的各个组成单元之间的关系，这里抽象为串联关系和并联关系，在工作过程中设备中的两个组成单元如果是顺序连接，例如发动机中的定子部件与转子部件，若把定子部件和转子部件划分为两个不同的组成单元，则两者在工作时的关系为串联关系。并联关系是指在设备的工作过程中，多个组成单元共同完成一项任务，则两个组成单元的关系视为并联。例如对于汽车上的轮胎部件，多个轮胎共同完成了对地摩擦提供摩擦力使汽车行驶的任务，则对轮胎划分成不同组成单元时各个轮胎组成单元之间为并联关系。
103、获取所述多个组成单元的运行效率表达式。
获取所述多个组成单元的运行效率表达式。对划分出的组成单元进行分析，得出组成单元的运行效率表达式，运行效率表达式为组成单元的运行效率与时间和/或累计负荷的关系式，对于单元内包含单个组件的情况可根据组件的单体属性例如疲劳强度、刚性和硬度等属性获得其运行效率与时间和/或累计负荷的关系，对于以功能划分的情况也可对单元具体分析。
104、根据所述组成单元之间的串并联关系使用所述多个组成单元的运行效率表达式计算得到所述设备的运行效率表达式。
根据所述组成单元之间的串并联关系使用所述多个组成单元的运行效率表达式计算得到所述设备的运行效率表达式。得到组成单元的运行效率表达式后，可以根据所述组成单元之间的串并联关系得出对于该设备的运行效率表达式，串联情况下表达式之间为相乘关系，并联情况下表达式之间为平均关系。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：通过对设备划分成不同单元并得到各个单元的运行效率表达式，根据实际设备中的各个单元之间的串并联关系得出设备的运行效率表达式，细粒化程度较高，得出结果较为准确。
请参阅图2，本申请设备运行效率表达式生成方法的一个实施例包括步骤201-步骤210。
201、获取设备所包括的多个组成单元。
获取设备所包括的多个组成单元。对需进行运行效率分析的设备的组成部件进行划分，本步骤与上述图1对应实施例中步骤101类似，此处不再赘述。
202、获取所述设备内多个组成单元之间的串并联关系。
获取所述设备内多个组成单元之间的串并联关系，获取所划分出的各个组成单元之间的关系，这里抽象为串联关系和并联关系，本步骤与上述图1对应实施例中步骤102类似，此处不再赘述。
203、获取所述组成单元对应的运行效率模型。
获取所述组成单元对应的运行效率模型，运行效率模型包括以累计负荷为自变量，以运行效率为因变量的运行效率模型和以运行时间为自变量以运行效率为因变量的运行效率模型，按照各个单元的运行状况，选择不同的运行效率模型，运行效率模型中包括自变量：累计负荷或运行时间、因变量：运行效率，还包括一些需根据组成单元自身属性确定的常数。
204、读取所述设备的历史参数。
读取所述设备的历史参数。设备的历史参数包括设备的设计参数，运行时间，累计负荷等数据，尤其需要实时数据库中有关设备的能耗数据。实时数据库中有关设备的能耗数据可以用于分析设备当前的设备运行效率，并根据当前的设备状态作为将来其他情况下设备运行效率的计算基础。
205、使用所述组成单元对应的运行效率模型及所述历史参数，获取所述组成单元对应的运行效率表达式。
使用所述组成单元对应的运行效率模型及所述历史参数，获取所述组成单元对应的运行效率表达式。使用上述步骤204中获得的设备历史参数对各个组成单元对应的运行效率模型进行处理，将不同时刻不同负荷的设备历史参数带入各个组成单元对应的运行效率模型并进行求解，用统计方法或机器学习方法等生成基于特征表达式和历史数据的组成单元运行效率模型。得出对应设备中不同单元的运行效率模型中所包含的常数值。得到确定的运行效率模型。值得注意的是对于一个组成单元，其对应的运行效率模型应有设定的下限值，设备的运行效率下降过程所遵循的运行效率模型可以表示在一定范围内的下降过程，当设备的运行效率下降至一定程度时，设备的运行效率可能会发生剧烈变化，存在不遵守运行效率模型的情况。对于该下限值的设定可依据人工经验或设备的其他指标进行限定，具体此处不做限定。
206、根据所述组成单元的之间的串并联关系使用所述多个组成单元的运行效率表达式计算得到所述设备的运行效率表达式。
根据所述组成单元之间的串并联关系使用所述多个组成单元的运行效率表达式计算得到所述设备的运行效率表达式。得到组成单元的运行效率表达式后，可以根据所述组成单元之间的串并联关系得出对于该设备的运行效率表达式，运算规则遵循电路串并联关系的计算规则，串联情况下表达式之间为相乘关系，并联情况下表达式之间为平均关系由最基本的组成单元向上一层次依次计算，最终得出对于设备的运行效率模型。
207、使用所述设备的运行效率表达式生成所述设备的运行效率变化曲线。
使用所述设备的运行效率表达式生成所述设备的运行效率变化曲线。获得了设备的运行效率表达式之后，可以输入运行时间及累计负荷等数值，得出设备在该设定工况下的运行效率，输入不同的运行时间及累计负荷等数值，即可得出设备依照运行时间及累计负荷等数值变化而产生的运行效率变化曲线，运行效率变化曲线对于已设定恒定负荷或规律运行时间的情况下可以便于运行人员直观的了解设备的运行情况以及能耗情况，值得注意的是运行效率变化曲线的因变量可以不只是设备的运行效率，也可以是因设备的运行效率变化而产生的设备能耗量变化等值，在具体实施过程中，此处不做限定。
208、获取检修行为对所述运行效率的恢复系数。
获取检修行为对所述运行效率的恢复系数。对于已有设备对应的的运行效率变化曲线的情况下，运行效率会随着运行时间增加运行过程中历史总负荷的积累而逐渐下降，当运行效率降低至一定程度时，可能设备已经逼近其疲劳极限，设备的磨损情况可能由正常磨损转变为急剧磨损的情况，带来设备运行不稳定等安全隐患，因此需对运行效率下降至一定值时进行检修，对设备的检修行为会使设备的运行效率一定程度的恢复，检修完成之后设备的运行效率与检修之间设备的运行效率之间的比值或差值称为检修行为对运行效率的恢复系数。对于不同类型的检修行为存在对应的不同恢复系数，对不同检修行为所产生的的恢复系数应视检修行为类型，设备状态及是否存在更换部件行为等具体确定。同时检修行为也可只针对某一个组成单元进行，并对该单元产生恢复系数，对于单元的恢复系数计算方式与对设备的恢复系数计算方式相同。
值得注意的是，步骤208的实施对前述其他步骤不具有因果关系，可在任一时间点执行并对其他步骤不造成限制。本实施例为方便描述将步骤208置于步骤201-步骤207之后描述，不对本步骤的实施时机产生限制作用。
209、获取检修计划。
获取检修计划，所述检修计划包括对不同单元施行的不同检修行为及所述检修行为实施的条件。检修计划包括的检修行为尤其对应的恢复系数可以使用该恢复系数对设备检修前及检修后的设备运行效率进行计算，检修计划一般与设备对应的生产计划互相叠加。检修行为实施的条件一般为确定日期实施检修行为，或设备运行效率到达某一值时，触发检修行为，也可以是积累的总负荷达到某一值时实施检修行为。
可以理解的是，检修计划也可以不是单独确定的计划，可获得多个检修计划并通过多次择优等方式获得最适合的检修计划，根据择优所得到的检修计划实施。
值得注意的是，步骤209的实施对前述其他步骤不具有因果关系，可在任一时间点执行并对其他步骤不造成限制。本实施例为方便描述将其置于步骤201-步骤208之后描述，不对本步骤的实施时机产生限制作用。
210、使用所述检修计划和所述检修行为对所述运行效率的恢复系数对所述运行效率变化曲线进行修正。
使用所述检修计划和所述检修行为对所述运行效率的恢复系数对所述运行效率变化曲线进行修正。在获得确定的运行效率变化曲线后，自变量累计负荷或运行时间的变化已经确定，使用检修计划、检修计划中包括的检修行为和所述检修行为对所述运行效率的恢复系数对运行效率变化曲线进行修正，以得出在确定累计负荷和/或运行时间的变化过程下，考虑检修因素的运行效率变化曲线。此时获得的修正后的运行效率曲线可以由累计负荷和/或运行时间及检修计划三者综合影响。较为准确，在得出修正后的负荷曲线后也可人工对其进行调整，此处不做限定。
请参阅图3，本申请的设备运行效率表达式生成设备包括：组成获取单元301、关系获取单元302、单元运行效率获取单元303和设备运行效率生成单元304，其中：
组成获取单元301，用于获取设备所包括的多个组成单元。
关系获取单元302，用于获取所述设备内多个组成单元之间的串并联关系。
单元运行效率获取单元303，用于获取所述多个组成单元的运行效率表达式。
设备运行效率生成单元304，用于根据所述组成单元的之间的串并联关系使用所述多个组成单元的运行效率表达式计算得到所述设备的运行效率表达式。
本实施例中组成获取单元、关系获取单元、单元运行效率获取单元和设备运行效率生成单元所执行的流程与上述图1对应实施例的流程类似，此处不再赘述。
图4是本申请实施例提供的一种设备运行效率表达式生成设备的结构示意图，该服务器400可以包括一个或一个以***处理器(centralprocessingunits，CPU)401和存储器405，该存储器405中存储有一个或一个以上的应用程序或数据。
本实施例中，中央处理器401中的具体功能模块划分可以与前述图3中所描述的组成获取单元、关系获取单元、单元运行效率获取单元和设备运行效率生成单元等单元的功能模块划分方式类似，此处不再赘述。
其中，存储器405可以是易失性存储或持久存储。存储在存储器405的程序可以包括一个或一个以上模块，每个模块可以包括对服务器中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器401可以设置为与存储器405通信，在服务器400上执行存储器405中的一系列指令操作。
服务器400还可以包括一个或一个以上电源402，一个或一个以上有线或无线网络接口403，一个或一个以上输入输出接口404，和/或，一个或一个以上操作***，例如Windows ServerTM，MacOSXTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM等。
该中央处理器401可以执行前述图1或图2所示实施例中设备运行效率表达式生成方法所执行的操作，具体此处不再赘述。
本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质用于储存为上述设备运行效率表达式生成设备所用的计算机软件指令，其包括用于执行为设备运行效率表达式生成方法所设计的程序。
该设备运行效率表达式生成设备可以如前述图3中所描述的设备运行效率表达式生成设备。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机软件指令，该计算机软件指令可通过处理器进行加载来实现上述图1图2中任意一项的设备运行效率表达式生成方法的流程。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，read-onlymemory)、随机存取存储器(RAM，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (5)
1.一种设备运行效率表达式生成方法，其特征在于，包括：
获取设备所包括的多个组成单元；
获取所述设备内多个组成单元之间的串并联关系；
获取所述多个组成单元的运行效率表达式；
根据所述组成单元之间的串并联关系使用所述多个组成单元的运行效率表达式计算得到所述设备的运行效率表达式，所述运行效率表达式包括：表示累计负荷与运行效率之间的数值关系的运算式，或，表示运行时间与运行效率之间的数值关系的运算式；
所述获取所述多个组成单元的运行效率表达式包括：
获取所述组成单元对应的运行效率模型；
读取所述设备的历史参数；
使用所述组成单元对应的运行效率模型及所述历史参数，获取所述组成单元对应的运行效率表达式；
所述方法还包括：
使用所述设备的运行效率表达式生成所述设备的运行效率变化曲线；
获取检修行为对所述运行效率的恢复系数，所述恢复系数乘以检修前的所述运行效率等于检修后的所述运行效率，或，所述恢复系数与检修前的所述运行效率相加等于检修后的所述运行效率；
获取检修计划，所述检修计划包括对所述设备施行的不同检修行为及所述检修行为实施的条件；
使用所述检修计划和所述检修行为对所述运行效率的恢复系数对所述运行效率变化曲线进行修正。
2.根据权利要求1所述的设备运行效率表达式生成方法，其特征在于：所述运行效率表达式中所述运行效率具有下限值。
3.一种设备运行效率表达式生成设备，其特征在于，包括：
组成获取单元，用于获取设备所包括的多个组成单元；
关系获取单元，用于获取所述设备内多个组成单元之间的串并联关系；
单元运行效率获取单元，用于获取所述多个组成单元的运行效率表达式；
设备运行效率生成单元，用于根据所述组成单元的之间的串并联关系使用所述多个组成单元的运行效率表达式计算得到所述设备的运行效率表达式，所述运行效率表达式包括：表示累计负荷与运行效率之间的数值关系的运算式，或，表示运行时间与运行效率之间的数值关系的运算式；
单元运行效率获取单元具体用于：
获取所述组成单元对应的运行效率模型；
读取所述设备的历史参数；
使用所述组成单元对应的运行效率模型及所述历史参数，获取所述组成单元对应的运行效率表达式；
所述设备运行效率生成单元，还用于：
使用所述设备的运行效率表达式生成所述设备的运行效率变化曲线；
获取检修行为对所述运行效率的恢复系数，所述恢复系数乘以检修前的所述运行效率等于检修后的所述运行效率，或，所述恢复系数与检修前的所述运行效率相加等于检修后的所述运行效率；
获取检修计划，所述检修计划包括对所述设备施行的不同检修行为及所述检修行为实施的条件；
使用所述检修计划和所述检修行为对所述运行效率的恢复系数对所述运行效率变化曲线进行修正。
4.一种设备运行效率表达式生成设备，其特征在于，包括：
处理器、存储器、总线、输入输出设备；
所述处理器与所述存储器、输入输出设备相连；
所述总线分别与所述处理器、存储器以及输入输出设备相连；
所述处理器用于执行权利要求1至2中任意一项所述的方法。
5.一种计算机可读存储介质，存储有指令，其特征在于，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至2中任意一项所述的方法。
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2020
- 2020-03-26 CN CN202010223022.XA patent/CN111444581B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106503313A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-03-15 | 济南大学 | 串并联梯级泵站输水***运行效率计算方法及*** |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DC-DC变换器的效率特性及其相关问题研究;孙晋坤等;《西安理工大学学报》(第02期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111444581A (zh) | 2020-07-24 |
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