用于維護(hù)設(shè)備的分析設(shè)備退化的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開處于設(shè)備維護(hù)領(lǐng)域。特別地，本公開涉及通過使用基于模型方法的設(shè)備退 化預(yù)測和設(shè)備操作健康狀況分析。
【背景技術(shù)】
[0002] 在許多情況下，設(shè)備(例如，諸如渦輪機(jī)之類的轉(zhuǎn)子設(shè)備)在煉油廠、水廠及其它背 景下連續(xù)地操作。無論設(shè)備是否連續(xù)地操作，保持設(shè)備處于健康的操作條件對于滿足輸出 和生產(chǎn)目標(biāo)(以及其它原因）而言是相當(dāng)重要的。設(shè)備維護(hù)的改善將促進(jìn)機(jī)器的高效操作。
【附圖說明】
[0003] 圖1示出了描繪用于設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程的示例性系統(tǒng)圖。
[0004] 圖2示出了描繪設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的示例性系統(tǒng)圖。
[0005] 圖3圖示出用于分析設(shè)備退化以便維護(hù)設(shè)備的邏輯的示例。
[0006] 圖4示出了用于產(chǎn)生歷史健康狀況指數(shù)(HHCI)的邏輯的示例。
[0007] 圖5示出了用于顯示操作設(shè)備的示例性窗口。
[0008] 圖6示出了用以顯示歷史軸溫和環(huán)境溫度的示例性窗口。
[0009] 圖7示出了用于參數(shù)選擇的示例性窗口。
[0010] 圖8示出了用于回歸分析的示例性窗口。
[0011] 圖9示出了用于殘差計(jì)算的示例性窗口。
[0012] 圖10示出了用于正態(tài)分布評估的示例性窗口。
[0013]圖11圖示出用于產(chǎn)生未來健康狀況指數(shù)(FHCI)的過程的示例。
[0014]圖12示出了用于HCI均值趨勢的平滑化、擬合和預(yù)測的示例性窗口。
[0015] 圖13示出了用于標(biāo)準(zhǔn)偏差趨勢擬合和預(yù)測的示例性窗口。
[0016] 圖14示出了用于顯示HCI極限和移動(dòng)均值之后的HCI極限的示例性窗口。
[0017]圖15示出了用于HCI的極限違反概率的示例性窗口。
[0018] 圖16示出了用于當(dāng)報(bào)警概率水平達(dá)到某個(gè)水平時(shí)產(chǎn)生報(bào)警日期的示例性窗口。
[0019] 圖17示出了用以示出維護(hù)之前和之后的HCI均值的示例性窗口。
[0020] 圖18示出了用以示出維護(hù)之后的移位曲線的示例性窗口。
[0021] 圖19示出了用以示出獲得移位曲線之后的預(yù)測的示例性窗口。
[0022]圖20示出了用以示出維護(hù)之后的更新模型的示例性窗口。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 本公開涉及一種可以有效地評估設(shè)備的健康狀況以實(shí)現(xiàn)預(yù)測維護(hù)的設(shè)備退化分 析系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)使用健康狀況指數(shù)(HCI)來評估健康狀況?？煞治龆鄠€(gè)設(shè) 備類型，包括對于其而言不存在可用數(shù)據(jù)樣本(例如，設(shè)備退化樣本)的那些設(shè)備類型。
[0024] 圖1示出了描繪用于設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)100的數(shù)據(jù)流程的示例性系統(tǒng)圖。如圖1中所示， 設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)100可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)1001(例如，私用或公共內(nèi)部網(wǎng)）連接到操作設(shè)備1002,并且可 從操作設(shè)備1002發(fā)送請求和接收數(shù)據(jù)。操作設(shè)備1002和系統(tǒng)100可與傳感器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫 1010、環(huán)境數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1011以及歷史數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1009相連。操作設(shè)備1002可提供可以存儲 在傳感器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1010、環(huán)境數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1000和歷史數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1009中的傳感器數(shù)據(jù)、 環(huán)境數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。
[0025]操作設(shè)備1002還可直接地向設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)100發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)和歷史 數(shù)據(jù)。如圖1中所示，設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)100可經(jīng)由私有內(nèi)聯(lián)網(wǎng)1001直接地訪問傳感器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 庫1010、環(huán)境數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1011以及歷史數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1009。并且，并非環(huán)境數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、和 傳感器數(shù)據(jù)中的全部都需要直接地來自操作設(shè)備1002。傳感器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1010、環(huán)境數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)庫1011以及歷史數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1009可存儲可從其它源接收到的數(shù)據(jù)。
[0026] 圖1還顯示設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)100可經(jīng)由例如公共互聯(lián)網(wǎng)之類的網(wǎng)絡(luò)102連接到外部傳 感器數(shù)據(jù)收集器1030和任何外部設(shè)備，例如第一外部操作設(shè)備1020和第二外部操作設(shè)備 1021。設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)100可從外部傳感器數(shù)據(jù)收集器1030、外部操作設(shè)備1020和外部操作設(shè) 備1021請求和接收數(shù)據(jù)。
[0027] 外部傳感器數(shù)據(jù)收集器1030可收集傳感器數(shù)據(jù)并將該傳感器數(shù)據(jù)存儲到傳感器 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1010。第一外部操作設(shè)備1020還可收集傳感器數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)并將 它們存儲在第一傳感器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1022、環(huán)境數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1024和歷史數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1026中。 [0028]如圖1中所示，設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)100可經(jīng)由公共互聯(lián)網(wǎng)102直接地訪問傳感器數(shù)據(jù)數(shù) 據(jù)庫1010、第一傳感器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1022、環(huán)境數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1011和歷史數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1009。設(shè)備 維護(hù)系統(tǒng)100還可直接地從第二外部操作設(shè)備1021獲得數(shù)據(jù)，即使該第二外部操作設(shè)備 1021可能未向數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)。圖1中所示的數(shù)據(jù)流程僅僅用于舉例說明的目的，用于設(shè)備 維護(hù)系統(tǒng)的許多其它數(shù)據(jù)流程實(shí)施方式也是可能的，且在本公開的范圍內(nèi)。
[0029]圖2示出了描繪用設(shè)備分析電路103實(shí)現(xiàn)的設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)100的示例性系統(tǒng)圖。如 圖2中所示，系統(tǒng)100可包括通信接口 101、測量結(jié)果數(shù)據(jù)庫111、顯示生成電路110和設(shè)備分 析電路103。系統(tǒng)100可與顯示器102(例如，本地顯示器、智能電話上的應(yīng)用接口或另一顯示 器)進(jìn)行本地或遠(yuǎn)程通信。
[0030] 可將通信接口 101配置成從測量結(jié)果數(shù)據(jù)庫111接收設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)，該設(shè)備傳感 器數(shù)據(jù)代表來自與操作設(shè)備相關(guān)聯(lián)的多個(gè)不同性能參數(shù)之中的設(shè)備性能參數(shù)。環(huán)境數(shù)據(jù)表 示例如操作設(shè)備位于該處的位置的環(huán)境特性。測量結(jié)果數(shù)據(jù)庫111可被配置成存儲可從通 信接口接收到的傳感器數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)。
[0031] 顯示生成電路110可被配置成生成顯示信號，其可在關(guān)系分析窗口 1051、殘差窗口 1052、性能狀況窗口 1053以及維護(hù)觸發(fā)窗口 1054中的一個(gè)中顯示。顯示生成電路110可被配 置成生成可在其它窗口中顯示的顯示信號。
[0032]設(shè)備分析電路103可與測量結(jié)果數(shù)據(jù)庫111和顯示生成電路110進(jìn)行通信。設(shè)備分 析電路103可包含存儲器104。存儲器104可存儲由處理器108執(zhí)行的程序指令1036,作為示 例，該處理器108被配置成：
[0033] 評估設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)與環(huán)境數(shù)據(jù)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系1031以獲得關(guān)系輸出，并提供該 關(guān)系輸出以便在關(guān)系分析窗口 1051中顯示；
[0034] 確定顯示存儲在測量結(jié)果數(shù)據(jù)庫111中的設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)與該關(guān)系輸出之間差異 的殘差1032,并提供該殘差以用于在殘差窗口 1052中顯示；
[0035]根據(jù)該殘差來確定用于操作設(shè)備的歷史健康狀況索引（HHCI )1033并從HHCI 1033 生成未來健康狀況索引（FHCI)1034,并提供HHCI 1033和FHCI 1034以用于在性能狀況窗口 1053中顯示；以及通過確立用于維護(hù)的觸發(fā)閾值來生成用于操作設(shè)備的設(shè)備維護(hù)觸發(fā)器 1035,并提供該設(shè)備維護(hù)觸發(fā)器以用于在維護(hù)觸發(fā)窗口 1054中顯示。
[0036]評估協(xié)調(diào)關(guān)系1031的設(shè)備分析電路103可被配置成評估設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)與設(shè)備傳 感器數(shù)據(jù)之間或設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)與環(huán)境數(shù)據(jù)之間或設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)與設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)以 及環(huán)境數(shù)據(jù)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。設(shè)備分析電路103可首先根據(jù)設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)來 確定操作參數(shù)的子集，并評估操作參數(shù)子集內(nèi)的兩個(gè)或更多參數(shù)的任何項(xiàng)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系 1031。
[0037]生成FHCI 1034的設(shè)備分析電路103可被配置成預(yù)測FHCI的均值序列和標(biāo)準(zhǔn)偏差 (SD)，并基于FHCI的該預(yù)測均值序列和SD而生成FHCI。
[0038]圖3圖示出用于分析設(shè)備性能和維護(hù)設(shè)備的邏輯300的示例。例如，在圖2中所示的 系統(tǒng)100中可將該邏輯實(shí)現(xiàn)為存儲器109中的程序指令。邏輯300包括例如通過從通信接口 接收表示與操作設(shè)備相關(guān)聯(lián)的多個(gè)不同性能參數(shù)之中的設(shè)備性能參數(shù)的設(shè)備傳感器數(shù)據(jù) 來接收和存儲設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)(310);從通信接口接收環(huán)境數(shù)據(jù)，其表示操作設(shè) 備位于該處的位置的環(huán)境特性；以及將從通信接口接收到的傳感器數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)存儲到 測量結(jié)果數(shù)據(jù)庫中。
[0039] 可捕捉設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)并存儲在數(shù)據(jù)庫111中?？赏ㄟ^在操作設(shè)備上或接近于操 作設(shè)備的傳感器來捕捉設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)，并且可經(jīng)由通信接口 101從設(shè)備傳感器傳輸?shù)揭?個(gè)或多個(gè)處理器108且然后可存儲在存儲器109中。可捕捉和存儲不同的傳感器數(shù)據(jù)。例如， 油栗的針對一段時(shí)間（例如，針對過去三個(gè)月）的軸溫可被油栗的傳感器捕捉并存儲在存儲 器109中。
[0040] 還可獲得環(huán)境數(shù)據(jù)并存儲在存儲器109中。例如，可作為一種環(huán)境數(shù)據(jù)而獲得環(huán)境 溫度?？蓮牡谌绞占⒔?jīng)由通信接口 1 〇 1接收針對一段時(shí)間（例如，針對過去三個(gè)月）的環(huán) 境溫度。還可將環(huán)境數(shù)據(jù)存儲在存儲器109中。還可將環(huán)境數(shù)據(jù)存儲在任何其它數(shù)據(jù)儲存庫 中。
[0041] 傳感器數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)可在其被獲得并存儲在存儲器109中之后變成歷史數(shù)據(jù)。 在捕捉傳感器數(shù)據(jù)之后，傳感器數(shù)據(jù)可在其被存儲在存儲器109中之后被視為歷史數(shù)據(jù)。例 如，針對過去三個(gè)