【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卷烟包装机监测预警领域，具体的说，涉及了一种基于视觉检测的卷烟包装机运行健康状况预警方法及系统。
技术介绍
1、卷烟包装是卷烟生产的重要环节，为了保证卷烟产品符合质量标准要求，减少停机维修次数，卷烟生产企业一方面制定卷烟包装机日常维保策略，对机台进行日常清洁及设备调整；另一方面采用高速相机对烟包外观质量进行实时检测，在出现大批量缺陷时，及时进行停机维修。由于目前主流包装机型均已实现了高速生产，因此减少停机次数、保持机台高速稳定生产是提高卷烟生产效率的重要举措。
2、目前已有的专利(申请号：cn201911120706.0，公开(公告)号：cn110816938a)涉及一种基于香烟包装机综合检测平台的大数据分析方法，包括获取原始数据、建立数据库、清洗数据、分析数据和展示结果步骤，然而该专利需要大量采集一线实时的检测数据，如系统运行状态、告警信息、显示信息、剔除信息、检测方法种类、检测数量、缺陷数量、缺陷比例、检测图像、检测对象数据。另外文献《超高速小盒包装机多工况过程故障监测与诊断方法》选取小盒包装机的伺服电机电流、伺服电机温度、热熔胶温度、车速等传感指标作为模型输入，从而建立卷烟包装机故障监测与诊断方法。可以看出，已有的方法主要是利用传感指标和系统运行信息来进行卷烟包装机的故障诊断。
3、实际上，卷烟包装过程涵盖了内衬纸、内框纸、商标纸的折叠成型及透明纸包裹，其中涉及的机械部件繁多，难以对每个部件的状况进行实时监测。另外，卷烟包装过程中，在一段时间内，有可能出现多个烟包外观缺陷烟包缺陷类别，
4、此外，目前卷烟生产企业对卷烟包装机生产运行中存在的潜在停机隐患缺乏感知手段，虽然在故障发生时，可以通过故障诊断识别出故障类别，进而实现缺陷的快速剔除，但是由于缺陷类别与设备故障因素之间的关联关系错综复杂，难以通过缺陷类别对机台的运行健康状况进行有效评估。
5、为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术的不足，第一方面提出一种基于视觉检测的卷烟包装机故障诊断方法，根据一段时间内缺陷烟包图像来识别最有可能造成烟包缺陷类别的设备故障因素，为后期维修提供指导。
2、本专利技术第二方面提供一种基于视觉检测的卷烟包装机运行健康状况预警方法及系统，利用烟包外观质量的缺陷检测数据将卷烟包装机实时缺陷自动判别、短周期设备故障因素智能排查、长周期机台运行健康状况监测三个时间维度的数据有机串联，形成了一整套的数字化解决方案，实现卷烟包装机运行健康状况监测全过程的智能化。
3、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提出的一种基于视觉检测的卷烟包装机故障诊断方法，包括以下步骤：
4、获取缺陷烟包图像，利用缺陷分类模型对缺陷烟包图像进行分类，获得烟包缺陷类别；
5、根据缺陷故障知识图谱，确定烟包缺陷类别关联的设备故障因素；
6、统计缺陷分析时间窗口的烟包缺陷类别组成烟包缺陷类别集合；
7、根据缺陷成因分析模型计算表征每一个设备故障因素与烟包缺陷类别集合之间关系的溯源得分；
8、对所有设备故障因素的溯源得分进行排序，选取溯源得分达到设定阈值且得分最高的前m个设备故障因素作为目标设备故障因素。
9、本专利技术第二方面提供的一种基于视觉检测的卷烟包装机运行健康状况预警方法，包括以下步骤：
10、获取缺陷烟包图像，利用缺陷分类模型对缺陷烟包图像进行分类，获得烟包缺陷类别；
11、根据缺陷故障知识图谱，确定烟包缺陷类别关联的设备故障因素；
12、统计缺陷分析时间窗口的烟包缺陷类别组成烟包缺陷类别集合；
13、根据缺陷成因分析模型计算表征每一个设备故障因素与烟包缺陷类别集合之间关系的溯源得分；
14、基于预警时间窗口内的所有设备故障因素的溯源得分预测卷烟包装机运行健康状况。
15、本专利技术还提供一种基于视觉检测的卷烟包装机故障诊断系统，包括图像采集模块、视觉检测模块、设备故障因素查询模块、设备故障因素溯源得分计算模块以及故障诊断模块；
16、所述图像采集模块，设置在原有缺陷剔除装置的前方烟包跑道处，用于以多机位模式从不同角度对烟包表面进行拍摄，获取缺陷烟包图像；
17、所述视觉检测模块，内置有缺陷分类模型，用于识别缺陷烟包图像中的烟包缺陷类别；
18、所述设备故障因素查询模块，内置有缺陷故障知识图谱，用于根据缺陷故障知识图谱，确定烟包缺陷类别关联的设备故障因素，所述缺陷故障知识图谱包括烟包缺陷种类和设备故障因素之间的关联映射；
19、所述设备故障因素溯源得分计算模块，内置有缺陷成因分析模型，用于统计缺陷分析时间窗口的烟包缺陷类别组成烟包缺陷类别集合，根据缺陷成因分析模型计算表征每一个设备故障因素与烟包缺陷类别集合之间关系的溯源得分；
20、所述故障诊断模块，用于对所有设备故障因素的溯源得分进行排序，选取溯源得分达到设定阈值且得分最高的前m个设备故障因素作为目标设备故障因素。
21、本专利技术还提供一种基于视觉检测的卷烟包装机运行健康状况预警系统，包括图像采集模块、视觉检测模块、设备故障因素查询模块、设备故障因素溯源得分计算模块以及运行健康状况预警模块；
22、所述图像采集模块，设置在原有缺陷剔除装置的前方烟包跑道处，用于以多机位模式从不同角度对烟包表面进行拍摄，获取缺陷烟包图像；
23、所述视觉检测模块，内置有缺陷分类模型，用于识别缺陷烟包图像中的烟包缺陷类别；
24、所述设备故障因素查询模块，内置有缺陷故障知识图谱，用于根据缺陷故障知识图谱，确定烟包缺陷类别关联的设备故障因素；
25、所述设备故障因素溯源得分计算模块，内置有缺陷成因分析模型，用于统计缺陷分析时间窗口的烟包缺陷类别组成烟包缺陷类别集合，根据缺陷成因分析模型计算表征每一个设备故障因素与烟包缺陷类别集合之间关系的溯源得分；
26、所述运行健康状况预警模块，内置有卷烟包装机运行健康状况预警模型，用于基于预警时间窗口内的所有设备故障因素溯源得分预测卷烟包装机运行健康状况。
27、本专利技术还提供一种电子设备，包括：
28、至少一个处理器；以及
29、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
30、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述的设备故障因素分析推荐方法、或执行前述的基于视觉检测的卷烟包装机设备故障因素预测方法、或执行前述的基于视觉检测的卷烟包装机运行健康状况预警方法。
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1.一种基于视觉检测的卷烟包装机故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉检测的卷烟包装机故障诊断方法，其特征在于，所述缺陷成因分析模型为Dj*Qj*Uj；
3.根据权利要求1所述的一种基于视觉检测的卷烟包装机故障诊断方法，其特征在于，缺陷故障知识图谱的构建步骤包括：
4.一种基于视觉检测的卷烟包装机运行健康状况预警方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种基于视觉检测的卷烟包装机运行健康状况预警方法，其特征在于：所述缺陷成因分析模型为Dj*Qj*Uj；
6.根据权利要求4所述的一种基于视觉检测的卷烟包装机运行健康状况预警方法，其特征在于，缺陷故障知识图谱的构建步骤包括：
7.根据权利要求4所述的一种基于视觉检测的卷烟包装机运行健康状况预警方法，其特征在于，基于预警时间窗口内的所有设备故障因素的溯源得分预测卷烟包装机运行健康状况的具体步骤如下：
8.根据权利要求7所述的一种基于视觉检测的卷烟包装机运行健康状况预警方法，其特征在于，根据溯源得分获得溯源得分波
9.一种基于视觉检测的卷烟包装机故障诊断系统，其特征在于：包括图像采集模块、视觉检测模块、设备故障因素查询模块、设备故障因素溯源得分计算模块以及故障诊断模块；
10.一种基于视觉检测的卷烟包装机运行健康状况预警系统，其特征在于：包括图像采集模块、视觉检测模块、设备故障因素查询模块、设备故障因素溯源得分计算模块以及运行健康状况预警模块；
11.一种电子设备，包括：
12.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1至3任一项所述的基于视觉检测的卷烟包装机故障诊断方法、或执行权利要求4至8任一项所述的基于视觉检测的卷烟包装机运行健康状况预警方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于视觉检测的卷烟包装机故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉检测的卷烟包装机故障诊断方法，其特征在于，所述缺陷成因分析模型为dj*qj*uj；
3.根据权利要求1所述的一种基于视觉检测的卷烟包装机故障诊断方法，其特征在于，缺陷故障知识图谱的构建步骤包括：
4.一种基于视觉检测的卷烟包装机运行健康状况预警方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种基于视觉检测的卷烟包装机运行健康状况预警方法，其特征在于：所述缺陷成因分析模型为dj*qj*uj；
6.根据权利要求4所述的一种基于视觉检测的卷烟包装机运行健康状况预警方法，其特征在于，缺陷故障知识图谱的构建步骤包括：
7.根据权利要求4所述的一种基于视觉检测的卷烟包装机运行健康状况预警方法，其特征在于，基于预警时间窗口内的所有设备故障因素的溯源得分预测卷烟...
【专利技术属性】
技术研发人员：宗国浩，王永胜，冯伟华，艾继涛，洪群业，郑超群，王锐，王迪，邹珺，汪志波，贾楠，张仕华，
申请(专利权)人：中国烟草总公司郑州烟草研究院，
类型：发明
国别省市：
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