CN113850475A - 一种基于大数据的生产设备性能评估*** - Google Patents

一种基于大数据的生产设备性能评估*** Download PDF

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蒋铯琦
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Abstract

本发明属于设备性能评估技术领域，公开了一种基于大数据的生产设备性能评估***，包括：数据采集模块、数据预处理模块、中央控制模块、性能评估指标选取模块、性能评价指标体系构建模块、权重确定模块、性能评估模块、报警模块以及显示模块。本发明有效的提高了生产性能评估的***性和准确性，本发明综合考虑生产设备的性能，构建生产设备性能评价指标体系，既可以全面反映生产设备的整体运行性能，又可以避免指标繁冗产生信息干扰；避免了因采用单一计算方法造成的赋权偏差，同时兼顾历史数据的现实性，实现对生产设备评估指标权重的准确分配；综合分析给出设备性能评估结果。

Description

一种基于大数据的生产设备性能评估***
技术领域
本发明属于设备性能评估技术领域，尤其涉及一种基于大数据的生产设备性能评估***。
背景技术
目前，在生产建设过程中，由于新技术的不断应用，生产设备性能的检测标准以及性能评估规范体系尚未建立健全，欠缺整体评估手段，还不能全面、科学地反映生产设备的性能水平；且检测内容、手段相对简单，根据检测结果人工实现***的性能评估，极易造成由于人员知识水平及认识深度不一致引发的评估偏差。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的生产设备性能的检测标准以及性能评估规范体系尚未建立健全，欠缺整体评估手段，还不能全面、科学地反映生产设备的性能水平；且检测内容、手段相对简单，根据检测结果人工实现***的性能评估，极易造成由于人员知识水平及认识深度不一致引发的评估偏差。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于大数据的生产设备性能评估***。
本发明是这样实现的，一种基于大数据的生产设备性能评估***，所述基于大数据的生产设备性能评估***包括：
数据采集模块、数据预处理模块、中央控制模块、性能评估指标选取模块、性能评价指标体系构建模块、权重确定模块、性能评估模块、报警模块以及显示模块；
性能评估指标选取模块，与中央控制模块连接，用于进行生产设备性能评估指标的选取；
性能评价指标体系构建模块，与中央控制模块连接，用于基于选取的性能评估指标构建性能评价指标体系；
权重确定模块，与中央控制模块连接，用于计算确定各个性能评估指标的权重；
性能评估模块，与中央控制模块连接，用于基于构建的性能评价指标体系以及相应指标的权重进行生产设备性能评估；
所述性能评估模块基于构建的性能评价指标体系以及相应指标的权重进行生产设备性能评估包括：
基于确定的评估指标以及评价体系确定评估的因素集、因素集的评估子集以及评估等级；
获取各设备指标数据，并计算各指标数据的隶属度，得到模糊关系矩阵，同时基于确定的各评估指标的权重，确定各指标的权重值大小；
根据性能评价指标体系的划分结构，采用加权平均型算子进行各生产设备的性能评估；
所述根据性能评价指标体系的划分结构，采用加权平均型算子进行各生产设备的性能评估包括：
首先，进行性能评价体系的一级指标的模糊综合评价，并得到各一级指标的模糊综合评估结果；
其次，根据各一级指标的模糊综合评估结果得到一级指标的模糊关系矩阵，基于所述一级指标的模糊关系矩阵确定二级模糊综合评估结果；
最后，基于所述一级指标的模糊综合评估结果以及二级模糊综合评估结果确定设备性能的模糊综合评估结果。
进一步，所述基于大数据的生产设备性能评估***还包括：
数据采集模块，与中央控制模块连接，用于采集各个生产设备的相关性能参数；
数据预处理模块，与中央控制模块连接，用于对采集的相关生产设备的性能参数进行预处理；
中央控制模块，与数据采集模块、数据预处理模块、性能评估指标选取模块、性能评价指标体系构建模块、权重确定模块、性能评估模块、报警模块以及显示模块连接，用于利用单片机或控制器控制各个模块正常工作；
报警模块，与中央控制模块连接，用于当设备性能参数浮动阈值或评估结果未达标时，进行报警；
显示模块，与中央控制模块连接，用于对采集的参数、性能评估结果以及报警信息进行显示。
进一步，所述各个生产设备的性能参数包括：设备的运行数据、故障数据、事件数据以及维护日志。
进一步，所述数据预处理模块对采集的相关生产设备的性能参数进行预处理包括：
删除设备性能数据中的缺失值数据，填充异常值数据，并计算每一个性能参数平均值和标准差；
对原始生产设备的性能参数进行标准化，利用极值标准化方法将标准化数据压缩到一个统一的区间。
进一步，所述报警模块当设备性能参数浮动阈值或评估结果未达标时，进行报警包括：
获取设备性能参数的当前数据以及性能参数的评估结果；
提取获取的性能参数数据的时间节点数据，并获取同时间段的生产设备的历史性能数据，基于所述历史数据预测生成相应生产设备的合理波动范围；
确定所述设备性能参数的当前数据是否在当前时段内的合理波动范围，同时确定所述评估结果是否达到预设标准；
当且仅当所述设备性能参数的当前数据在当前时段内的合理波动范围且所述评估结果达到预设标准时，不执行其他处理；否则，生产对应报警信息。
进一步，所述性能评估指标选取模块进行生产设备性能评估指标的选取包括：
根据所述生产设备历史性能参数数据，通过熵权法，计算得到所述生产设备评估指标对应的第一权重；
根据所述生产设备评估指标，通过层次分析方式，建立判断矩阵，并基于所述判断矩阵通过复合权重计算方式，分别得到多个子权重；
对各个所述子权重进行均值计算，得到第二权重；
根据所述第一权重和所述第二权重的乘积，得到所述生产设备评估指标的权重积，并计算所述生产设备评估指标的权重积与全部生产设备评估指标的权重积累加和的比值，得到所述生产设备评估指标对应的指标权重。
进一步，所述复合权重计算包括：采用几何平均法，算数平均法，特征向量法以及最小二乘法中的至少两种进行复合权重计算，且所述子权重的数量与所述复合权重计算方式包含的计算方式数量对应。
本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现所述基于大数据的生产设备性能评估***。
本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以应用所述基于大数据的生产设备性能评估***。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机应用所述基于大数据的生产设备性能评估***。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明有效的提高了生产性能评估的***性和准确性，本发明综合考虑生产设备的性能，构建生产设备性能评价指标体系，既可以全面反映生产设备的整体运行性能，又可以避免指标繁冗产生信息干扰；利用熵权法得到的第一权重，利用层次分析法和复合权重计算方式对子权重取平均值得到的第二权重，最后通过比值得到最终的指标权重，避免了因采用单一计算方法造成的赋权偏差，同时兼顾历史数据的现实性，实现对生产设备评估指标权重的准确分配；综合分析给出设备性能评估结果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的基于大数据的生产设备性能评估***结构示意图；
图中：1、数据采集模块；2、数据预处理模块；3、中央控制模块；4、性能评估指标选取模块；5、性能评价指标体系构建模块；6、权重确定模块；7、性能评估模块；8、报警模块；9、显示模块。
图2是本发明实施例提供的数据预处理模块对采集的相关生产设备的性能参数进行预处理的方法流程图。
图3是本发明实施例提供的性能评估模块基于构建的性能评价指标体系以及相应指标的权重进行生产设备性能评估的方法流程图。
图4是本发明实施例提供的根据性能评价指标体系的划分结构，采用加权平均型算子进行各生产设备的性能评估的方法流程图。
图5是本发明实施例提供的报警模块当设备性能参数浮动阈值或评估结果未达标时，进行报警的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于大数据的生产设备性能评估***，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的基于大数据的生产设备性能评估***包括：
数据采集模块1，与中央控制模块3连接，用于采集各个生产设备的相关性能参数；
数据预处理模块2，与中央控制模块3连接，用于对采集的相关生产设备的性能参数进行预处理；
中央控制模块3，与数据采集模块1、数据预处理模块2、性能评估指标选取模块4、性能评价指标体系构建模块5、权重确定模块6、性能评估模块7、报警模块8以及显示模块9连接，用于利用单片机或控制器控制各个模块正常工作；
性能评估指标选取模块4，与中央控制模块3连接，用于进行生产设备性能评估指标的选取；
性能评价指标体系构建模块5，与中央控制模块3连接，用于基于选取的性能评估指标构建性能评价指标体系；
权重确定模块6，与中央控制模块3连接，用于计算确定各个性能评估指标的权重；
性能评估模块7，与中央控制模块3连接，用于基于构建的性能评价指标体系以及相应指标的权重进行生产设备性能评估；
报警模块8，与中央控制模块3连接，用于当设备性能参数浮动阈值或评估结果未达标时，进行报警；
显示模块9，与中央控制模块3连接，用于对采集的参数、性能评估结果以及报警信息进行显示。
本发明实施例提供的各个生产设备的性能参数包括：设备的运行数据、故障数据、事件数据以及维护日志。
如图2所示，本发明实施例提供的数据预处理模块对采集的相关生产设备的性能参数进行预处理包括：
S101，删除设备性能数据中的缺失值数据，填充异常值数据，并计算每一个性能参数平均值和标准差；
S102，对原始生产设备的性能参数进行标准化，利用极值标准化方法将标准化数据压缩到一个统一的区间。
本发明实施例提供的性能评估指标选取模块进行生产设备性能评估指标的选取包括：
根据所述生产设备历史性能参数数据，通过熵权法，计算得到所述生产设备评估指标对应的第一权重；
根据所述生产设备评估指标，通过层次分析方式，建立判断矩阵，并基于所述判断矩阵通过复合权重计算方式，分别得到多个子权重；
对各个所述子权重进行均值计算，得到第二权重；
根据所述第一权重和所述第二权重的乘积，得到所述生产设备评估指标的权重积，并计算所述生产设备评估指标的权重积与全部生产设备评估指标的权重积累加和的比值，得到所述生产设备评估指标对应的指标权重。
本发明实施例提供的复合权重计算包括：采用几何平均法，算数平均法，特征向量法以及最小二乘法中的至少两种进行复合权重计算，且所述子权重的数量与所述复合权重计算方式包含的计算方式数量对应。
如图3所示，本发明实施例提供的性能评估模块基于构建的性能评价指标体系以及相应指标的权重进行生产设备性能评估包括：
S201，基于确定的评估指标以及评价体系确定评估的因素集、因素集的评估子集以及评估等级；
S202，获取各设备指标数据，并计算各指标数据的隶属度，得到模糊关系矩阵，同时基于确定的各评估指标的权重，确定各指标的权重值大小；
S203，根据性能评价指标体系的划分结构，采用加权平均型算子进行各生产设备的性能评估。
如图4所示，本发明实施例提供的根据性能评价指标体系的划分结构，采用加权平均型算子进行各生产设备的性能评估包括：
S301，进行性能评价体系的一级指标的模糊综合评价，并得到各一级指标的模糊综合评估结果；
S302，根据各一级指标的模糊综合评估结果得到一级指标的模糊关系矩阵，基于所述一级指标的模糊关系矩阵确定二级模糊综合评估结果；
S303，基于所述一级指标的模糊综合评估结果以及二级模糊综合评估结果确定设备性能的模糊综合评估结果。
如图5所示，本发明实施例提供的报警模块当设备性能参数浮动阈值或评估结果未达标时，进行报警包括：
S401，获取设备性能参数的当前数据以及性能参数的评估结果；
S402，提取获取的性能参数数据的时间节点数据，并获取同时间段的生产设备的历史性能数据，基于所述历史数据预测生成相应生产设备的合理波动范围；
S403，确定所述设备性能参数的当前数据是否在当前时段内的合理波动范围，同时确定所述评估结果是否达到预设标准；
S404，当且仅当所述设备性能参数的当前数据在当前时段内的合理波动范围且所述评估结果达到预设标准时，不执行其他处理；否则，生产对应报警信息。
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于大数据的生产设备性能评估***，其特征在于，所述基于大数据的生产设备性能评估***包括：
数据采集模块、数据预处理模块、中央控制模块、性能评估指标选取模块、性能评价指标体系构建模块、权重确定模块、性能评估模块、报警模块以及显示模块；
性能评估指标选取模块，与中央控制模块连接，用于进行生产设备性能评估指标的选取；
性能评价指标体系构建模块，与中央控制模块连接，用于基于选取的性能评估指标构建性能评价指标体系；
权重确定模块，与中央控制模块连接，用于计算确定各个性能评估指标的权重；
性能评估模块，与中央控制模块连接，用于基于构建的性能评价指标体系以及相应指标的权重进行生产设备性能评估；
所述性能评估模块基于构建的性能评价指标体系以及相应指标的权重进行生产设备性能评估包括：
基于确定的评估指标以及评价体系确定评估的因素集、因素集的评估子集以及评估等级；
获取各设备指标数据，并计算各指标数据的隶属度，得到模糊关系矩阵，同时基于确定的各评估指标的权重，确定各指标的权重值大小；
根据性能评价指标体系的划分结构，采用加权平均型算子进行各生产设备的性能评估；
所述根据性能评价指标体系的划分结构，采用加权平均型算子进行各生产设备的性能评估包括：
首先，进行性能评价体系的一级指标的模糊综合评价，并得到各一级指标的模糊综合评估结果；
其次，根据各一级指标的模糊综合评估结果得到一级指标的模糊关系矩阵，基于所述一级指标的模糊关系矩阵确定二级模糊综合评估结果；
最后，基于所述一级指标的模糊综合评估结果以及二级模糊综合评估结果确定设备性能的模糊综合评估结果。
2.如权利要求1所述基于大数据的生产设备性能评估***，其特征在于，所述基于大数据的生产设备性能评估***还包括：
数据采集模块，与中央控制模块连接，用于采集各个生产设备的相关性能参数；
数据预处理模块，与中央控制模块连接，用于对采集的相关生产设备的性能参数进行预处理；
中央控制模块，与数据采集模块、数据预处理模块、性能评估指标选取模块、性能评价指标体系构建模块、权重确定模块、性能评估模块、报警模块以及显示模块连接，用于利用单片机或控制器控制各个模块正常工作；
报警模块，与中央控制模块连接，用于当设备性能参数浮动阈值或评估结果未达标时，进行报警；
显示模块，与中央控制模块连接，用于对采集的参数、性能评估结果以及报警信息进行显示。
3.如权利要求2所述基于大数据的生产设备性能评估***，其特征在于，所述各个生产设备的性能参数包括：设备的运行数据、故障数据、事件数据以及维护日志。
4.如权利要求2所述基于大数据的生产设备性能评估***，其特征在于，所述数据预处理模块对采集的相关生产设备的性能参数进行预处理包括：
删除设备性能数据中的缺失值数据，填充异常值数据，并计算每一个性能参数平均值和标准差；
对原始生产设备的性能参数进行标准化，利用极值标准化方法将标准化数据压缩到一个统一的区间。
5.如权利要求2所述基于大数据的生产设备性能评估***，其特征在于，所述报警模块当设备性能参数浮动阈值或评估结果未达标时，进行报警包括：
获取设备性能参数的当前数据以及性能参数的评估结果；
提取获取的性能参数数据的时间节点数据，并获取同时间段的生产设备的历史性能数据，基于所述历史数据预测生成相应生产设备的合理波动范围；
确定所述设备性能参数的当前数据是否在当前时段内的合理波动范围，同时确定所述评估结果是否达到预设标准；
当且仅当所述设备性能参数的当前数据在当前时段内的合理波动范围且所述评估结果达到预设标准时，不执行其他处理；否则，生产对应报警信息。
6.如权利要求1所述基于大数据的生产设备性能评估***，其特征在于，所述性能评估指标选取模块进行生产设备性能评估指标的选取包括：
根据所述生产设备历史性能参数数据，通过熵权法，计算得到所述生产设备评估指标对应的第一权重；
根据所述生产设备评估指标，通过层次分析方式，建立判断矩阵，并基于所述判断矩阵通过复合权重计算方式，分别得到多个子权重；
对各个所述子权重进行均值计算，得到第二权重；
根据所述第一权重和所述第二权重的乘积，得到所述生产设备评估指标的权重积，并计算所述生产设备评估指标的权重积与全部生产设备评估指标的权重积累加和的比值，得到所述生产设备评估指标对应的指标权重。
7.如权利要求6所述基于大数据的生产设备性能评估***，其特征在于，所述复合权重计算包括：采用几何平均法，算数平均法，特征向量法以及最小二乘法中的至少两种进行复合权重计算，且所述子权重的数量与所述复合权重计算方式包含的计算方式数量对应。
8.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现如权利要求1-7任意一项所述基于大数据的生产设备性能评估***。
9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以应用如权利要求1-7任意一项所述基于大数据的生产设备性能评估***。
10.一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机应用如权利要求1-7任意一项所述基于大数据的生产设备性能评估***。
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