一种轴承故障数据库构建方法、分析方法与系统技术方案

本公开提供了一种轴承故障数据库构建方法、分析方法与系统，获取历史故障识别结果；根据历史故障识别结果，以轴承的组成单元品级为最小单元，构建轴承产品结构树；以最小单元颗粒度定义故障模式，建立轴承故障字典，形成数据库。本公开建立动车组轴承国产化轴承故障数据库，对轴承的故障原因分析进行记录，对保证运营安全、提高维修效率和避免不必要的损失等都具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种轴承故障数据库构建方法、分析方法与系统
本公开属于轴承故障分析
，具体涉及一种轴承故障数据库构建方法、分析方法与系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。轴承作为很多设备的组成部件，具有重要作用，一旦轴承发生故障，对于设备的安全性、可靠性都有较大影响。因此，对于轴承可靠性分析尤为重要。但据专利技术人了解，目前一般只是记录轴承安装位置相关信息，及轴承故障的基本信息，往往因为故障原因分析多样性，解决方式的不同，没有对轴承的故障原因分析进行详细记录，无法提升轴承故障识别的准确性和快速性，后期快速化解决故障、轴承的选择决策也会缺少依据，影响设备的正常工作。
技术实现思路
本公开为了解决上述问题，提出了一种轴承故障数据库构建方法、分析方法与系统，本公开建立动车组轴承国产化轴承故障数据库，对轴承的故障原因分析进行记录，对保证运营安全、提高维修效率和避免不必要的损失等都具有重要的意义。根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：本公开的第一目的是提供一种轴承故障数据库构建方法，包括以下步骤：获取历史故障识别结果；根据历史故障识别结果，以轴承的组成单元品级为最小单元，构建轴承产品结构树；以最小单元颗粒度定义故障模式，建立轴承故障字典，形成数据库。作为可选择的实施方式，所述故障识别结果利用故障识别网络模型得到。作为可选择的实施方式，所述故障识别网络模型为2卷积层-32个节点-1全连接层的CNN模型。作为可选择的实施方式，所述故障识别网络模型的参数经过L2正则化处理。作为可选择的实施方式，所述故障识别网络模型选用ReLU函数作为激活函数。作为可选择的实施方式，所述故障识别网络模型中还包括批标准化项，所述批标准化项配置在激活函数之前，用于规范模型批标准化项前面的网络层数据的分布，经过激活函数的非线性映射得到网络层的输出。作为可选择的实施方式，所述组成单元品级包括但不限于内圈、外圈、滚子、保持架和润滑脂。作为可选择的实施方式，所述故障模式包括但不限于剥离、电蚀、擦伤和麻点。作为可选择的实施方式，建立轴承故障字典的具体过程包括：以轴承最小单元为组成单元建立构型，对轴承子部件构型进行细化；根据细化后的轴承子部件构型，对轴承故障字典进行细化。作为可选择的实施方式，所述数据库内还存储有轴承故障检修信息，包括相应编号、安装位置、运行里程、配属路局、轴承故障描述和处置措施。作为可选择的实施方式，所述数据库接收并存储输入信息，所述输入信息包括设备关键部位所有可能产生的潜在故障、后果、原因、当前控制模式以及严重度、发生概率和可探测度。本公开的第二目的是提供一种轴承故障分析方法，包括以下步骤：利用故障识别模型确定故障识别结果；根据故障识别结果，在由上述轴承故障数据库构建方法中构建的数据库中确定故障信息，得到分析结果。作为可选择的实施方式，所述故障识别模型的结构和故障识别网络模型相同，也可以不相同。本公开的第三目的是提供一种轴承故障数据库构建系统，包括：数据采集模块，被配置为获取历史故障识别结果；产品结构树构建模块，被配置为根据历史故障识别结果，以轴承的组成单元品级为最小单元，构建轴承产品结构树；故障字典建立模块，被配置为以最小单元颗粒度定义故障模式，建立轴承故障字典，形成数据库。本公开的第四目的是提供一种轴承故障分析系统包括：数据采集模块，被配置为获取历史故障识别结果；产品结构树构建模块，被配置为根据历史故障识别结果，以轴承的组成单元品级为最小单元，构建轴承产品结构树；故障字典建立模块，被配置为以最小单元颗粒度定义故障模式，建立轴承故障字典，形成数据库；故障识别模块，被配置为利用故障识别模型确定故障识别结果；分析模块，被配置为根据故障识别结果，在所述数据库中查找相对应的故障信息，得到分析结果。本公开的第五目的是提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成上述一种轴承故障数据库构建方法中的步骤。本公开的第六目的是提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述一种轴承故障数据库构建方法中的步骤。本公开的第七目的是提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成上述一种轴承故障分析方法中的步骤。本公开的第八目的是提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述一种轴承故障分析方法中的步骤。与现有技术相比，本公开的有益效果为：本公开通过轴承实例化，以轴承最小单元颗粒度定义故障模式，构建了轴承故障数据库，从而克服了故障原因分析多样性，解决方式的不同带来的无法统一记录的问题，从而为快速化解决故障、轴承的选择决策提供依据。本公开利用故障识别网络模型获取故障识别结果，且在模型构建/训练过程中，进行参数正则化，有效降低模型的复杂度，抑制过拟合；加入了批标准化过程，提升故障识别网络模型的准确率，降低损失率。本公开的数据库还可以存储故障信息，使得用户能够对故障的来源、基础数据以及严重度、发生概率及可探测度进行自定义，便于对故障进行的综合分析和评定，便于后期预防性维护计划，以及检修计划的生成。为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。图1是本公开的数据库集成过程示意图；图2是本公开的数据库部署示意图；图3是本公开集中激活函数的效果对比图。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴承故障数据库构建方法，其特征是：包括以下步骤：/n获取历史故障识别结果；/n根据历史故障识别结果，以轴承的组成单元品级为最小单元，构建轴承产品结构树；/n以最小单元颗粒度定义故障模式，建立轴承故障字典，形成数据库。/n

【技术特征摘要】
1.一种轴承故障数据库构建方法，其特征是：包括以下步骤：
获取历史故障识别结果；
根据历史故障识别结果，以轴承的组成单元品级为最小单元，构建轴承产品结构树；
以最小单元颗粒度定义故障模式，建立轴承故障字典，形成数据库。


2.如权利要求1所述的一种轴承故障数据库构建方法，其特征是：故障识别结果利用故障识别网络模型得到；
所述故障识别网络模型为2卷积层-32个节点-1全连接层的CNN模型；
所述故障识别网络模型的参数经过L2正则化处理；
所述故障识别网络模型选用ReLU函数作为激活函数；
或，所述故障识别网络模型中还包括批标准化项，所述批标准化项配置在激活函数之前，用于规范模型批标准化项前面的网络层数据的分布，经过激活函数的非线性映射得到网络层的输出。


3.如权利要求1所述的一种轴承故障数据库构建方法，其特征是：所述组成单元品级至少包括内圈、外圈、滚子、保持架和润滑脂中的若干项；
所述故障模式包括剥离、电蚀、擦伤和麻点。


4.如权利要求1所述的一种轴承故障数据库构建方法，其特征是：建立轴承故障字典的具体过程包括：
以轴承最小单元为组成单元建立构型，对轴承子部件构型进行细化；
根据细化后的轴承子部件构型，对轴承故障字典进行细化。


5.如权利要求1所述的一种轴承故障数据库构建方法，其特征是：所述数据库内还存储有轴承故障检修信息，包括相应编号、安装位置、运行里程、配属路局、轴承故障描述和处置措施；
或，所述数据库接收并存储输入信息，所述输入信息包括设备关键部位所有可能产生的潜在故障、后果、原因、当...

【专利技术属性】
技术研发人员：何彬，郝伟，暴长春，曹艺，冯巍，王龙，张永仕，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37