一种基于物联网的工程设备智能化管理平台的制作方法

专利2025-04-21  19


本发明涉及工程管理领域,更具体地说,本发明涉及一种基于物联网的工程设备智能化管理平台。


背景技术:

1、随着信息技术和智能制造的快速发展,物联网在工程设备管理中的重要性日益凸显。物联网通过将传感器、设备和系统连接到互联网,实现了数据的实时收集、监控和分析,极大地提高了工程设备的管理效率和智能化水平。

2、引入基于物联网的工程设备智能化管理平台,为工程行业带来了革命性的变化。首先,它实现了设备状态的实时监测,通过传感器收集的数据可以及时发现潜在故障,从而预防设备停机,显著降低了维护成本并提高了设备的可用性。其次,借助大数据分析和人工智能算法,平台能够优化设备的工作负载,避免过载或闲置,提升整体生产效率。此外,平台还支持远程控制和智能调度,减少了人力需求,提升了作业的安全性和灵活性。这些积极影响不仅提高了工程项目的经济效益,也促进了行业的可持续发展。

3、但是其在实际使用时,仍旧存在一些缺点,如设备兼容性问题、数据安全和隐私保护的挑战,以及在复杂环境下的稳定性和可靠性问题,不同设备和系统之间的信息孤岛现象,也限制了物联网技术在工程设备管理中的全面应用,通过智能化管理平台,进行有效整合各类设备和系统,实现数据的统一管理和分析,进而改进这些问题,推动工程设备管理向更高水平的智能化和自动化发展。


技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷,本发明提供一种基于物联网的工程设备智能化管理平台,通过以下方案,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种基于物联网的工程设备智能化管理平台,包括:

4、数据采集模块:用于从目标工程设备和传感器上获取目标工程设备的模拟量数据、目标工程设备的状态数据以及目标工程设备的网络数据,形成工程设备原始数据集,并传输到数据预处理模块;

5、数据预处理模块:用于对数据采集模块传输的原始数据集进行初步的数据质量检查并通过模数信息转化,得到统一的数字信息后传输到智能判断模块;

6、智能判断模块:用于对数据预处理模块传输的各数字信息进行分析,建立模式识别模型,并根据模式识别信号传输到环境检测模块和故障预测与维护模块;

7、设备性能分析模块:用于对数据预处理模块传输的目标工程设备的数据信息进行分析,建立衡量工程设备性能的计算模型,生成综合性能参数,并传输到故障预测与维护模块;

8、设备能耗分析模块:用于对数据预处理模块传输的目标工程设备的数据信息进行分析,建立计算工程设备能耗的计算模型,生成能耗参数,并传输到故障预测与维护模块;

9、设备协同分析模块:用于数据预处理模块传输的目标工程设备的数据信息进行分析,建立优化设备协作效率的计算模型,生成设备运行调整参数,并传输到故障预测与维护模块;

10、设备故障预测模块:用于分析设备性能分析模块、设备能耗管理模块以及设备协同分析模块传输的进行分析,基于目标设备的使用和维护数据,预测设备故障;

11、用户交互输出模块:用于对设备故障预测模块的设备故障时间的分布参数生成维护报告,并根据报告进行相应的优化调整或报警提示。

12、优选的,所述数据采集模块,目标工程设备的模拟量数据包括工程设备内外部位的温度差、工程设备内部的辐射强度以及工程设备内外部位的压力差、目标工程设备在单位时间内的电压变化率;所述目标工程设备的状态数据包括目标工程设备的运行状态、目标工程设备在单位时间内将输入能量转化为有用输出的设定效率、目标工程设备的实际运转速度、目标工程设备的初始负载、目标工程设备的最终负载以及目标工程设备的运行时间;所述目标工程设备的网络数据包括设备的使用频率、设备的启动时间、设备的停止时间、设备间传播的信号值。

13、优选的,根据权利要求1所述的一种基于物联网的工程设备智能化管理平台,其特征在于:所述模数信息转化的计算步骤如下:

14、步骤s01:将第i类原始数据信息集转换为数字信息,计算模型如下:

15、

16、其中,di表示转换后的第i类数字信息集,v表示为数据采集模块传输的第i类原始数据集,v0表示为数据采集模块传输的第i类原始数据集中的最小数据,vr表示为数据采集模块传输的第i类原始数据集中的所有数据的均值;

17、步骤s02:去除转换后的第i类数字信息的滤波,计算模型如下:

18、

19、其中,fi表示为去除滤波后的数字信息,di表示为转换后的第i类数字信息集,n表示为第i类数字信息集中的样本数量。

20、优选的,所述模式识别的计算模型,具体表示为:

21、

22、其中,f表示为识别信号,k表示为数据预处理模块传输的数据种类的数量,x表示为设备状态数据向量集,fi表示为第i个数据点的集合,ci表示为聚类中心。

23、优选的,所述工程设备性能的计算模型,具体表示为:

24、

25、其中,o表示为目标工程设备的综合性能参数,α表示为目标设备内部组件的热稳定指数,δto表示为数据预处理模块传输的工程设备内外部位的温度差,η0表示为目标工程设备在单位时间t内将输入能量转化为有用输出的设定效率,ro表示为数据预处理模块传输的工程设备内部的辐射强度,λ表示为辐射强度对设备性能影响的衰减速率,c表示为目标设备的流量系数,δpo表示为数据预处理模块传输的工程设备内外部位的压力差,b表示为目标设备的磨损率。

26、优选的,所述工程设备能耗的计算模型,具体表示为:

27、

28、其中,e表示为目标工程设备的工作能耗参数,l0表示为目标工程设备的初始负载,lf表示为目标工程设备的最终负载,pe表示为目标工程设备在单位时间内的电压变化率,ft表示为目标工程设备运行状态的波动频率,ω表示为目标工程设备的实际运转速度。

29、优选的,所述设备协作效率的计算模型,具体表示为:

30、

31、其中,q表示为工程设备的协作效率,ts表示为设备的启动时间、tf表示为设备的停止时间、p表示为工作任务优先级、m表示为设备的运行状态、sj表示为目标设备接收的信号值,sk表示为其他设备k的干扰信号值。

32、优选的,所述预测设备故障的计算模型,具体表示为:

33、

34、其中,ψ表示为设备故障时间的分布参数,t表示为模拟时间,o表示为目标工程设备的综合性能参数,e表示为目标工程设备的工作能耗参数,q表示为工程设备的协作效率。

35、本发明的技术效果和优点:

36、1、本发明通过数据预处理模块确保数据准确无误且符合标准格式,能够简化后续的数据分析流程,加快数据处理的速度;

37、2、本发明通过设备性能分析模块通过综合性能参数,全面评估设备的当前状态,减少不必要的维护工作,为故障预测与维护提供准确的数据支持;

38、3、本发明通过设备能耗分析模块通过建立计算工程设备能耗的计算模型,能够精确地量化设备在不同运行状态下的能量消耗,评估设备负载的变化趋势及其对能耗的影响。


技术特征:

1.一种基于物联网的工程设备智能化管理平台,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的工程设备智能化管理平台,其特征在于:所述数据采集模块,目标工程设备的模拟量数据包括工程设备内外部位的温度差、工程设备内部的辐射强度以及工程设备内外部位的压力差、目标工程设备在单位时间内的电压变化率;所述目标工程设备的状态数据包括目标工程设备的运行状态、目标工程设备在单位时间内将输入能量转化为有用输出的设定效率、目标工程设备的实际运转速度、目标工程设备的初始负载、目标工程设备的最终负载以及目标工程设备的运行时间;所述目标工程设备的网络数据包括设备的使用频率、设备的启动时间、设备的停止时间、设备间传播的信号值。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的工程设备智能化管理平台,其特征在于:所述模数信息转化的计算步骤如下:

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的工程设备智能化管理平台,其特征在于:所述模式识别的计算模型,具体表示为:

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的工程设备智能化管理平台,其特征在于:所述工程设备性能的计算模型,具体表示为:

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的工程设备智能化管理平台,其特征在于:所述工程设备能耗的计算模型,具体表示为:

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的工程设备智能化管理平台,其特征在于:所述设备协作效率的计算模型,具体表示为:

8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的工程设备智能化管理平台,其特征在于:所述预测设备故障的计算模型,具体表示为:


技术总结
本发明公开了一种基于物联网的工程设备智能化管理平台,具体涉及工程管理领域,包括数据采集模块、数据预处理模块、智能判断模块、设备性能分析模块、设备能耗分析模块、设备协同分析模块、设备故障预测模块以及用户交互输出模块。一种基于物联网的工程设备智能化管理平台通过数据预处理模块确保数据符合标准格式,简化后续的数据分析流程,加快数据处理的速度;通过设备性能分析模块通过综合性能参数,全面评估设备的当前状态,减少不必要的维护工作,为故障预测与维护提供准确的数据支持;通过设备能耗分析模块通过建立计算工程设备能耗的计算模型,能够精确地量化设备在不同运行状态下的能量消耗,评估设备负载的变化趋势及其对能耗的影响。

技术研发人员:蓝应伦,刘津
受保护的技术使用者:束隆数智(广东)科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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