一种基于数字孪生的售后设备预测性维护协同系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于数字孪生的售后设备预测性维护协同系统，包括：构建模块，用于构建基于设备制造方的数字孪生的协同维护七维模型；采集模块，用于基于数字孪生的协同维护七维模型采集与传输设备的运行状态参数；分析模块，用于基于数字孪生的协同维护七维模型对采集到的设备运行参数进行预测分析，得到设备的预测结果；判断模块，用于根据得到的设备预测结果判断当前设备的状态是否正常；处理模块，用于当判断得到当前设备为异常状态时，对当前设备的异常问题做出初步诊断，得到初步诊断结果；显示模块，用于基于数字孪生的协同维护七维模型以可视化的方式向生产操作人员、设备维护参与者实时展现设备的运行状态、预测趋势以及初步诊断结果。及初步诊断结果。及初步诊断结果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的售后设备预测性维护协同系统


[0001]本专利技术涉及售后设备维护
，尤其涉及一种基于数字孪生的售后设备预测性维护协同系统。

技术介绍

[0002]随着物联网和智能互联的出现，制造业开始依靠这一有用的工具进行服务化创新，解决生产和服务中的问题，以提高产品质量，推动服务创新。从制造设施和设备的角度来看，这意味着考虑延长设备的预期寿命，这是实现更可持续运营的关键因素，也是设备制造商的商机。对于设备制造企业来说，如果能提供更可靠的产品和售后服务，将会获得更高的声誉和收益。对于设备用户来说，如果能得到快速准确的维修服务，就可以减少因设备故障而造成的产品质量和生产能力的损失。在日趋激烈的市场竞争下，为了获得更大的市场份额，企业必须采用新的维修模型、方法和技术来改善其售后服务。
[0003]在制造企业，设备的维护方式发生了巨大的改变：从传统的故障检修模式，转变为预防性、预测性和设计性维护。传统的故障检修模式为纠正性维护，设备检修任务主要以经验法或定性法为主，缺乏对关键设备的识别和分类，无法合理配置维修资源。并且存在维修不完善、过度维修和潜在危险，设备的可靠性、可用性和安全性难以控制和保证。针对传统设备维护的低可靠性，当前对设备的预防性和预测性维护，主要集中于远程监控服务和基于智能算法的设备状态预测。现有的远程监控维护研究更多的只是实现由经验主导的设备下一时刻运行状态的推测，无法做到更好的模拟预测。基于智能算法的设备状态预测，仅能实现对设备下一状态的计算预测，无法实现设备当前状态和下一状态的可视化。
[0004]尽管一些文章描述了对设备远程监测、预测的可行性，提出了结合设备制造商、备件供应商等利益相关者的维护服务框架，但尚未涉足基于数字孪生技术的由设备制造商提供的售后设备维护服务。这是一个重要的点，因为它可以提供一种新的售后设备维护方式。为了满足制造商对设备的实时监测、故障预测和远程指导的需求，避免因地理分散而导致的协作效率低。
[0005]针对以上技术问题，故需对其进行改进。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种基于数字孪生的售后设备预测性维护协同系统。
[0007]为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种基于数字孪生的售后设备预测性维护协同系统，包括：
[0009]构建模块，用于构建基于设备制造方的数字孪生的协同维护七维模型；
[0010]采集模块，用于基于构建的数字孪生的协同维护七维模型实时采集与传输设备的运行状态参数；
[0011]分析模块，用于基于构建的数字孪生的协同维护七维模型对采集到的设备运行参
数进行预测分析，得到设备的预测结果；
[0012]判断模块，用于根据得到的设备预测结果判断当前设备的状态是否正常；
[0013]处理模块，用于当判断得到当前设备为异常状态时，对当前设备的异常问题做出初步诊断，得到初步诊断结果；
[0014]显示模块，用于基于数字孪生的协同维护七维模型以可视化的方式向生产操作人员、设备维护参与者实时展现设备的运行状态、预测趋势以及初步诊断结果。
[0015]进一步的，所述构建模块中构建的设备制造方的数字孪生的协同维护七维模型包括物理设备模块、虚拟设备模块、孪生数据模块、信息服务模块、设备制造方模块、设备用户模块；
[0016]所述物理设备模块，用于将与物理设备相关的运行状态数据分别传输至孪生数据模块和信息服务模块；
[0017]所述虚拟设备模块，用于将与虚拟设备相关的运行状态数据分别传输至孪生数据模块和信息服务模块；
[0018]所述信息服务模块，用于接收物理设备模块传输的运行状态数据以及虚拟设备模块传输的运行状态数据，对接收到的数据进行分析处理，并将分析处理的数据传输至孪生数据模块；
[0019]所述孪生数据模块，用于存储物理设备模块传输的运行状态数据、虚拟设备模块传输的运行状态数据以及信息服务模块传输的分析处理后的数据；
[0020]所述设备制造方模块，用于根据信息服务模块分析处理后的数据进行设备的在线监测、产品状态的实时检测，并对设备用户模块提供远程监控、维护指导、位置信息和精细作业调度的服务；
[0021]所述设备用户模块，用于根据设备制造方模块提供的服务做出相应决策。
[0022]进一步的，所述虚拟设备模块，表示为:
[0023]VD＝(V
S
、V
Q
、V
W
)
[0024]其中，VD表示虚拟设备；V
S
表示物理设备的三维模型；V
Q
表示构成物理设备的元件在运行时的相关质量状态模型；V
W
表示对物理设备的运行状态进行预测评估模型。
[0025]进一步的，所述信息服务模块，表示为：
[0026]Ss＝(FS，BS)
[0027]其中，Ss表示信息服务；FS表示功能性服务；BS表示业务性服务；
[0028]所述功能性服务FS包括向虚拟设备VD提供的模型服务、向孪生数据提供的数据储存、数据处理、数据分析服务；
[0029]所述业务性服务BS包括向设备制造方EM、设备用户DU提供监视服务、设备维修维护服务、虚拟培训指导服务以及设备实时运行状态数据。
[0030]进一步的，所述孪生数据模块，表示为：
[0031]DD＝(D
p
、D
v
、D
s
、D
e
、D
d
、D
k
、D
f
)
[0032]其中，DD表示孪生数据；D
p
表示物理设备PE的物理要素属性数据和实时运行状态数据；D
v
表示虚拟设备VD的相关数据；D
s
表示功能性服务FS和业务性服务BS的相关数据；D
e
表示设备制造方EM的相关数据；D
d
表示设备用户DU的相关数据；D
k
表示数据库、专家知识的相关数据；D
f
表示D
p
、D
v
、D
s
、D
e
、D
d
、D
k
之间相互转化、关联、融合生成的衍生数据和设备历史
运行状态数据。
[0033]进一步的，所述显示模块包括自行维护模块，用于判断得到当前设备为异常状态时，操作人员结合初步诊断结果与设备维护知识库进行自行诊断设备异常情况。
[0034]进一步的，所述显示模块包括双方协同模块，用于当操作人员无法自行解决设备问题时，通过信息服务模块联系设备的售后维修人员，建立起由售后维修人员主导诊断的双方协同维护模式。
[0035]进一步的，所述显示模块包括多方协同模块，用于通过信息服务模块使售后维修人员、操作人员以可视化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的售后设备预测性维护协同系统，其特征在于，包括：构建模块，用于构建基于设备制造方的数字孪生的协同维护七维模型；采集模块，用于基于构建的数字孪生的协同维护七维模型实时采集与传输设备的运行状态参数；分析模块，用于基于构建的数字孪生的协同维护七维模型对采集到的设备运行参数进行预测分析，得到设备的预测结果；判断模块，用于根据得到的设备预测结果判断当前设备的状态是否正常；处理模块，用于当判断得到当前设备为异常状态时，对当前设备的异常问题做出初步诊断，得到初步诊断结果；显示模块，用于基于数字孪生的协同维护七维模型以可视化的方式向生产操作人员、设备维护参与者实时展现设备的运行状态、预测趋势以及初步诊断结果。2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的售后设备预测性维护协同系统，其特征在于，所述构建模块中构建的设备制造方的数字孪生的协同维护七维模型包括物理设备模块、虚拟设备模块、孪生数据模块、信息服务模块、设备制造方模块、设备用户模块；所述物理设备模块，用于将与物理设备相关的运行状态数据分别传输至孪生数据模块和信息服务模块；所述虚拟设备模块，用于将与虚拟设备相关的运行状态数据分别传输至孪生数据模块和信息服务模块；所述信息服务模块，用于接收物理设备模块传输的运行状态数据以及虚拟设备模块传输的运行状态数据，对接收到的数据进行分析处理，并将分析处理的数据传输至孪生数据模块；所述孪生数据模块，用于存储物理设备模块传输的运行状态数据、虚拟设备模块传输的运行状态数据以及信息服务模块传输的分析处理后的数据；所述设备制造方模块，用于根据信息服务模块分析处理后的数据进行设备的在线监测、产品状态的实时检测，并对设备用户模块提供远程监控、维护指导、位置信息和精细作业调度的服务；所述设备用户模块，用于根据设备制造方模块提供的服务做出相应决策。3.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生的售后设备预测性维护协同系统，其特征在于，所述虚拟设备模块，表示为:VD＝(V
S
、V
Q
、V
W
)其中，VD表示虚拟设备；V
S
表示物理设备的三维模型；V
Q
表示构成物理设备的元件在运行时的相关质量状态模型；V
W
表示对物理设备的运行状态进行预测评估模型。4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生的售后设备预测性维护协同系统，其特征在于，所述信息服务模块，表示为：Ss＝(FS，BS)其中，Ss表示信息服务；FS表示功能性服务；BS...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雨晨，李晓，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：