CN111882833B - 基于离群参数的设备故障预警方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于离群参数的设备故障预警方法、装置、设备及介质，基于离群参数的设备故障预警方法包括：实时获取一台或多台运行设备中同类参数的计算点数值，根据各计算点数值生成离群组；检测离群组中是否存在异常的计算点数值，若存在异常的计算点数值，则将异常的计算点数值移除离群组，得到目标离群组；基于目标离群组，计算得到离群偏离度；根据离群偏离度对运行设备进行故障预警。本发明实时获取相同类型运行设备中同类参数的各计算点数值组成离群组，根据离群组计算出离群偏离度，并根据离群偏离度对运行设备进行故障预警，通过离群偏离度得到运行设备故障前的参数离群情况，实现根据参数离群情况对运行设备进行故障感知与研判。

Description

基于离群参数的设备故障预警方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种基于离群参数的设备故障预警方法、装置、设备及介质。

背景技术

多数大型工厂(如：火力发电厂)生产用的设备种类繁杂，每个设备的实时参数数据点位比较多，当点位已经报警时，极大可能已对设备造成影响或已对生产产生了影响。目前，部分信息化普及较高的大型工厂在上线资产管理系统后，又开发缺陷短信提醒平台，短信提醒平台对于促进生产管理有一定推动作，但只能就已出现问题的设备进行处理，无法探测、感知设备故障前的状态。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于离群参数的设备故障预警方法、装置、设备及介质，旨在解决现有技术只能就已出现问题的设备进行处理，无法探测、感知设备故障前的状态的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种基于离群参数的设备故障预警方法、装置、设备及介质，所述基于离群参数的设备故障预警方法包括：

实时获取一台或多台运行设备中同类参数的计算点数值，根据各所述计算点数值生成离群组，其中多台所述运行设备的类型相同；

检测所述离群组中是否存在异常的计算点数值，若存在异常的所述计算点数值，则将异常的所述计算点数值移除所述离群组，得到目标离群组；

基于所述目标离群组，计算离群偏离度；

根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警。

优选地，所述离群偏离度包括最大离群偏离度与最小离群偏离度；所述基于所述目标离群组，计算离群偏离度的步骤包括：

将所述目标离群组中数值最大的计算点数值确定为最大离群点，计算所述离群组中除所述最大离群点外所有计算点数值的第一平均值；

将所述目标离群组中数值最小的计算点数值确定为最小离群点，计算所述离群组中除所述最小离群点外所有计算点数值的第二平均值；

基于所述最大离群点与所述第一平均值计算第一差异值，并将所述第一差异值与所述第一平均值作比值，得到最大离群偏离度；

基于所述最小离群点与所述第二平均值计算第二差异值，并将所述第二差异值与所述第二平均值作比值，得到最小离群偏离度。

优选地，所述根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警的步骤包括：

检测所述离群偏离度中所述最大离群偏离度是否大于第一预设范围最大值和/或所述最小离群偏离度是否小于第一预设范围最小值；

若所述最大离群偏离度大于所述第一预设范围最大值和/或所述最小离群偏离度小于所述第一预设范围最小值，则基于所述目标离群生成故障预警报表，以供所述运行设备对应的工作人员对所述故障预警报表进行查看。

优选地，所述根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警的步骤还包括：

监测所述最大离群偏离度大于所述第一预设范围最大值的第一时长数值，以及所述最小离群偏离度小于所述第一预设范围最小值的第二时长数值；

检测所述第一时长数值与所述第二时长数值中是否存在任一时长数值大于预设时长；

若所述第一时长数值与所述第二时长数值中存在任一时长数值大于预设时长，则生成故障预警信息并发送给所述运行设备对应的工作人员，以供所述工作人员进行防范处理。

优选地，所述根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警的步骤还包括：

检测所述离群偏离度中所述最大离群偏离度是否大于第二预设范围最大值；

检测所述离群偏离度中所述最小离群偏离度是否小于所述第二预设范围最小值；

若所述最大离群偏离度大于所述第二预设范围最大值和/或所述最小离群偏离度小于所述第二预设范围最小值，则判定所述运行设备发生故障，发出报警信息。

优选地，所述异常的计算点数值包括坏点数值、限制点位数值、偏离点数值；所述检测所述离群组中是否存在异常的计算点数值，若存在异常的所述计算点数值，则将异常的所述计算点数值移除所述离群组的步骤包括：

分别检测所述离群组是否存在所述坏点数值、所述限制点位数值、所述偏离点数值中的任一项；

若存在所述坏点数值、所述限制点位数值、所述偏离点数值中的任一项，则将所述坏点数值、所述限制点位数值、所述偏离点数值中存在所述离群组的一项移除所述离群组。

优选地，所述得到目标离群组的步骤之后包括：

检测所述目标离群组中所述计算点数值的数量是否大于或等于预设阈值；

若所述目标离群组中所述计算点数值的数量大于或等于预设阈值，则判定达到计算所述离群偏离度的条件，执行基于所述目标离群组，计算离群偏离度的步骤；

若所述目标离群组中所述计算点数值的数量小于预设阈值，则判定未达到计算所述离群偏离度的条件，显示计算失败的提示信息。

为实现上述目的，本发明还提供一种基于离群参数的设备故障预警装置，所述基于离群参数的设备故障预警装置包括：

获取模块，用于实时获取一台或多台运行设备中同类参数的计算点数值，根据各所述计算点数值生成离群组，其中多台所述运行设备的类型相同；

检测模块，用于检测所述离群组中是否存在异常的计算点数值，若存在异常的所述计算点数值，则将异常的所述计算点数值移除所述离群组，得到目标离群组；

计算模块，用于基于所述目标离群组，计算离群偏离度；

预警模块，用于根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警。

进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种基于离群参数的设备故障预警设备，所述基于离群参数的设备故障预警设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于离群参数的设备故障预警程序，所述基于离群参数的设备故障预警程序被所述处理器执行时实现上述的基于离群参数的设备故障预警方法的步骤。

进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种介质，所述介质上存储有基于离群参数的设备故障预警程序，所述基于离群参数的设备故障预警程序被处理器执行时实现上述的基于离群参数的设备故障预警方法的步骤。

本发明实施例提供一种基于离群参数的设备故障预警方法、装置、设备及介质，所述基于离群参数的设备故障预警方法包括：实时获取一台或多台运行设备中同类参数的计算点数值，根据各所述计算点数值生成离群组，其中多台所述运行设备的类型相同；检测所述离群组中是否存在异常的计算点数值，若存在异常的所述计算点数值，则将异常的所述计算点数值移除所述离群组，得到目标离群组；基于所述目标离群组，计算离群偏离度；根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警。本发明实时获取相同类型运行设备中同类参数的组成离群组，根据离群组计算出离群偏离度，并根据离群偏离度对运行设备进行故障预警，通过离群偏离度得到运行设备故障前的参数离群情况，实现根据参数离群情况对运行设备进行故障感知与研判。

附图说明

图1为本发明基于离群参数的设备故障预警方法实施例方案涉及的硬件运行环境的结构示意图；

图2为本发明基于离群参数的设备故障预警方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明基于离群参数的设备故障预警方法第三实施例的流程示意图；

图4为本发明基于离群参数的设备故障预警装置较佳实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种基于离群参数的设备故障预警方法、装置、设备及介质，所述基于离群参数的设备故障预警方法包括：实时获取一台或多台运行设备中同类参数的计算点数值，根据各所述计算点数值生成离群组，其中多台所述运行设备的类型相同；检测所述离群组中是否存在异常的计算点数值，若存在异常的所述计算点数值，则将异常的所述计算点数值移除所述离群组，得到目标离群组；基于所述目标离群组，计算离群偏离度；根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警。本发明实时获取相同类型运行设备中同类参数的组成离群组，根据离群组计算出离群偏离度，并根据离群偏离度对运行设备进行故障预警，通过离群偏离度得到运行设备故障前的参数离群情况，实现根据参数离群情况对运行设备进行故障感知与研判。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的基于离群参数的设备故障预警设备结构示意图。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

本发明实施例基于离群参数的设备故障预警设备可以是PC，也可以是平板电脑、便携计算机等可移动式终端设备。

如图1所示，该基于离群参数的设备故障预警设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的基于离群参数的设备故障预警设备结构并不构成对基于离群参数的设备故障预警设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种介质的存储器1005中可以包括操作故障预警系统、网络通信模块、用户接口模块以及基于离群参数的设备故障预警程序。

在图1所示的设备中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的基于离群参数的设备故障预警程序，并执行以下操作：

实时获取一台或多台运行设备中同类参数的计算点数值，根据各所述计算点数值生成离群组，其中多台所述运行设备的类型相同；

检测所述离群组中是否存在异常的计算点数值，若存在异常的所述计算点数值，则将异常的所述计算点数值移除所述离群组，得到目标离群组；

基于所述目标离群组，计算离群偏离度；

根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警。

进一步地，所述离群偏离度包括最大离群偏离度与最小离群偏离度；所述基于所述目标离群组，计算离群偏离度的步骤包括：

将所述目标离群组中数值最大的计算点数值确定为最大离群点，计算所述离群组中除所述最大离群点外所有计算点数值的第一平均值；

将所述目标离群组中数值最小的计算点数值确定为最小离群点，计算所述离群组中除所述最小离群点外所有计算点数值的第二平均值；

基于所述最大离群点与所述第一平均值计算第一差异值，并将所述第一差异值与所述第一平均值作比值，得到最大离群偏离度；

基于所述最小离群点与所述第二平均值计算第二差异值，并将所述第二差异值与所述第二平均值作比值，得到最小离群偏离度。

进一步地，所述根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警的步骤包括：

检测所述离群偏离度中所述最大离群偏离度是否大于第一预设范围最大值和/或所述最小离群偏离度是否小于第一预设范围最小值；

若所述最大离群偏离度大于所述第一预设范围最大值和/或所述最小离群偏离度小于所述第一预设范围最小值，则基于所述目标离群生成故障预警报表，以供所述运行设备对应的工作人员对所述故障预警报表进行查看。

进一步地，所述根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警的步骤还包括：

监测所述最大离群偏离度大于所述第一预设范围最大值的第一时长数值，以及所述最小离群偏离度小于所述第一预设范围最小值的第二时长数值；

检测所述第一时长数值与所述第二时长数值中是否存在任一时长数值大于预设时长；

若所述第一时长数值与所述第二时长数值中存在任一时长数值大于预设时长，则生成故障预警信息并发送给所述运行设备对应的工作人员，以供所述工作人员进行防范处理。

进一步地，所述根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警的步骤还包括：

检测所述离群偏离度中所述最大离群偏离度是否大于第二预设范围最大值；

检测所述离群偏离度中所述最小离群偏离度是否小于所述第二预设范围最小值；

若所述最大离群偏离度大于所述第二预设范围最大值和/或所述最小离群偏离度小于所述第二预设范围最小值，则判定所述运行设备发生故障，发出报警信息。

进一步地，所述异常的计算点数值包括坏点数值、限制点位数值、偏离点数值；所述检测所述离群组中是否存在异常的计算点数值，若存在异常的所述计算点数值，则将异常的所述计算点数值移除所述离群组的步骤包括：

分别检测所述离群组是否存在所述坏点数值、所述限制点位数值、所述偏离点数值中的任一项；

若存在所述坏点数值、所述限制点位数值、所述偏离点数值中的任一项，则将所述坏点数值、所述限制点位数值、所述偏离点数值中存在所述离群组的一项移除所述离群组。

进一步地，所述得到目标离群组的步骤之后，处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的基于离群参数的设备故障预警程序，并执行以下操作：

检测所述目标离群组中所述计算点数值的数量是否大于或等于预设阈值；

若所述目标离群组中所述计算点数值的数量大于或等于预设阈值，则判定达到计算所述离群偏离度的条件，执行基于所述目标离群组，计算离群偏离度的步骤；

若所述目标离群组中所述计算点数值的数量小于预设阈值，则判定未达到计算所述离群偏离度的条件，显示计算失败的提示信息。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参照图2，本发明第一实施例提供一种基于离群参数的设备故障预警方法的流程示意图。该实施例中，所述基于离群参数的设备故障预警方法包括以下步骤：

步骤S10，实时获取一台或多台运行设备中同类参数的计算点数值，根据各所述计算点数值生成离群组，其中多台所述运行设备的类型相同；

本实施例中基于离群参数的设备故障预警方法应用于故障预警系统，故障预警系统与工厂的SIS系统(Safety Instrumented System，安全仪表系统)进行通信连接，其中SIS系统中存储有各类运行设备的所有参数数据，以便于故障预警系统从SIS系统中获取参数数据，故障预警系统中设置有用于进行计算的计算软件。

进一步地，故障预警系统实时从SIS系统中获取相同类型的一台或多台运行设备中同类参数的各计算点数值。其中计算点为运行设备中同类参数的数据检测点，参数可以为温度、压力、振动等，可以理解地，相同类型的一台或多台运行设备中同类参数有多个计算点数值，例如电厂中低温过热器壁温存在几千到几万个温度数值。可以理解地，由于不同类型运行设备的不同参数如温度、压力、振动等对设备产生的影响各不相同，因此本实施例中实时获取的计算点数值为相同类型的一台或多台运行设备中同类参数的各计算点数值。进一步地，故障预警系统根据获取的各计算点数值，生成离群组，其中离群组为将相同类型运行设备中具备参与离群运算条件的所有计算点数值的集合。

步骤S20，检测所述离群组中是否存在异常的计算点数值，若存在异常的所述计算点数值，则将异常的所述计算点数值移除所述离群组，得到目标离群组；

进一步地，故障预警系统检测生成的离群组中是否存在不符合参与离群运算条件的异常的计算点数值，其中异常的计算点数值包括坏点数值、限制点位数值以及偏离点数值，坏点为因检测仪器损坏而采集到的不准确的数值检测点，限制点位为因设备未运行而使检测仪器采集到固定数值的数值检测点，限制点位可以为设备启停状态、转速以及电流，偏离点为因设备损坏而导致检测仪器采集到数值偏离预设范围的数值检测点。具体地，故障预警系统分别检测离群组中是否存在坏点数值或限制点位数值或偏离点数值，若检测到存在坏点数值或限制点位数值或偏离点数值，则将坏点数值或限制点位数值或偏离点数值移除离群组。进一步地，故障预警系统将移除异常的计算点数值后的离群组确定为目标离群组，以根据目标离群组计算离群偏离度，并根据离群偏离度对运行设备进行故障预警。

步骤S30，基于所述目标离群组，计算离群偏离度；

进一步地，故障预警系统从目标离群组中的多个计算点数值中分别确定出数值大小最大的计算点数值与数值大小最小的计算点数值，并将数值大小最大的计算点数值确定为最大离群点以及将数值大小最小的计算点数值确定为最小离群点，根据目标离群组中最大离群点与最小离群点分别结合目标离群组的其他计算点数值，计算出最大离群偏离度与最小离群偏离度，以根据最大离群偏离度与最小离群偏离度对运行设备进行故障预警。

步骤S40，根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警。

进一步地，在计算出离群偏离度后，故障预警系统检测离群偏离度是否超出第一预设范围，若离群偏离度超出第一预设范围，则生成故障预警报表，以供工作人员对故障预警报表进行查看，其中第一预设范围为故障预警系统通过设备的参数信息运算得到的离群率百分比范围。进一步地，在离群偏离超出第一预设范围的条件下，系统监测离群偏离度超出第一预设范围的持续时长数值，若持续时长数值大于预设时长数值，则生成故障预警信息，并发送给运行设备对应的工作人员，以供工作人员根据故障预警信息进行防范处理，其中预设时长为用户根据设备硬件使用情况设置的时长。进一步地，故障预警系统检测离群偏离度是否超出第二预设范围，其中第二预设范围表征设备正常运行时可接受参数偏离的最大范围。若检测到离群偏离度超出第二预设范围，则判定运行设备发生故障，故障预警系统发出报警信息，以通知工作人员对故障设备进行处理。

本发明实施例提供一种基于离群参数的设备故障预警方法、装置、设备及介质，所述基于离群参数的设备故障预警方法包括：实时获取一台或多台运行设备中同类参数的计算点数值，根据各所述计算点数值生成离群组，其中多台所述运行设备的类型相同；检测所述离群组中是否存在异常的计算点数值，若存在异常的所述计算点数值，则将异常的所述计算点数值移除所述离群组，得到目标离群组；基于所述目标离群组，计算离群偏离度；根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警。本发明实时获取相同类型运行设备中同类参数的各计算点数值组成离群组，根据离群组计算出离群偏离度，并根据离群偏离度对运行设备进行故障预警，通过离群偏离度得到运行设备故障前的参数离群情况，实现根据参数离群情况对运行设备进行故障感知与研判。

进一步地，基于本发明基于离群参数的设备故障预警方法的第一实施例，提出本发明基于离群参数的设备故障预警方法的第二实施例，在第二实施例中，所述根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警的步骤包括：

步骤S41，检测所述离群偏离度中所述最大离群偏离度是否大于第一预设范围最大值和/或所述最小离群偏离度是否小于第一预设范围最小值；

步骤S42，若所述最大离群偏离度大于所述第一预设范围最大值和/或所述最小离群偏离度小于所述第一预设范围最小值，则基于所述目标离群生成故障预警报表，以供所述运行设备对应的工作人员对所述故障预警报表进行查看。

进一步地，故障预警系统在目标离群组中设置第一预设范围，检测离群偏离度中的最大离群偏离度是否大于第一预设范围最大值，以及检测离群偏离度中的最小离群偏离度是否小于第一预设范围最小值，以确定最大偏离度与最小偏离度是否在正常偏离范围内。进一步地，若最大离群偏离度大于第一预设范围最大值，则判定最大离群偏离度超过正常偏离范围，故障预警系统记录目标离群组的各计算点数据，并根据各计算点数据生成故障预警报表，以供运行设备对应的工作人员对故障预警报表进行查看。进一步地，若最小离群偏离度小于第一预设范围最小值，则判定最小离群偏离度超过正常偏离范围，故障预警系统记录目标离群组的各计算点数据，并根据各计算点数据生成故障预警报表，以供运行设备对应的工作人员对故障预警报表进行查看，了解运行设备的参数离群情况。

可以理解地，在检测到最大离群偏离度大于第一预设范围最大值或最小离群偏离度小于第一预设范围最小值时，表征运行设备具有较小的故障发生趋势，故障预警系统生成故障预警报表，以供运行设备对应的工作人员对故障预警报表进行查看。进一步地，故障预警系统检测对最大离群偏离度大于第一预设范围最大值的第一时长数值，以及最小离群偏离度小于第一预设范围最小值的第二时长数值进行检测，以保证设备正常运行，具体地，所述根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警的步骤还包括：

步骤S43，监测所述最大离群偏离度大于所述第一预设范围最大值的第一时长数值，以及所述最小离群偏离度小于所述第一预设范围最小值的第二时长数值；

步骤S44，检测所述第一时长数值与所述第二时长数值中是否存在任一时长数值大于预设时长；

步骤S45，若所述第一时长数值与所述第二时长数值中存在任一时长数值大于预设时长，则生成故障预警信息并发送给所述运行设备对应的工作人员，以供所述工作人员进行防范处理。

进一步地，故障预警系统还与短信平台进行连接，以通过短信平台向工作人员发送与运行设备相关的信息。进一步地，若检测到最大离群偏离度大于第一预设范围最大值，故障预警系统监测最大离群偏离度大于第一预设范围最大值的第一持续时长，并记录为第一时长数值；若检测最小离群偏离度小于第一预设范围最小值，故障预警系统监测最小离群偏离度小于第一预设范围最小值的第二持续时长，并记录为第二时长数值。可以理解地，若运行设备的参数超过正常偏离范围时长大于预设时长，则说明运行设备存在发生故障的趋势。进一步地，故障预警系统检测第一时长数值与第二时长数值中是否存在任一时长数值大于用户设定的预设时长，若经检测第一时长数值与第二时长数值中存在任一时长数值大于用户设定的预设时长，故障预警系统在短信平台中进行权限配置，根据记录的第一时长数值与第二时长数值生成故障预警信息，通过短信将故障预警信息发送给与运行设备相关的工作人员，以便于专业工程师、主管等工作人员根据故障预警信息对运行设备进行防范处理，例如对运行设备进行排查、重点关注与该参数相关的设备部件，以确保设备正常运行。

可以理解地，当检测到第一时长数值与第二时长数值中存在任一时长数值大于用户设定的预设时长时，表征设备具有较为明显的故障趋势，故障预警系统将故障预警信息发送给与运行设备相关的工作人员，以便于专业工程师、主管等工作人员根据故障预警信息对运行设备进行防范处理。为更进一步地确保当前运行设备的安全，故障预警系统对离群偏离度是否超出第二预设范围进行检测，以确定运行设备是否已发生故障，具体地，所述根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警的步骤还包括：

步骤S46，检测所述离群偏离度中所述最大离群偏离度是否大于第二预设范围最大值；

步骤S47，检测所述离群偏离度中所述最小离群偏离度是否小于所述第二预设范围最小值；

步骤S48，若所述最大离群偏离度大于所述第二预设范围最大值和/或所述最小离群偏离度小于所述第二预设范围最小值，则判定所述运行设备发生故障，发出报警信息。

进一步地，故障预警系统中设置于报警装置，以便于在判定设备故障时发出报警信息，提醒工作人员对设备进行相应的处理。进一步地，为确保整个故障预警系统的安全运行，故障预警系统检测离群偏离度中的最大离群偏离度是否大于第二预设范围最大值，以及检测离群偏离度中的最小离群偏离度是否小于第二预设范围最小值。进一步地，若经检测最大离群偏离度大于表征设备正常运行时可接受参数偏离的最大范围的第二预设范围最大值，或最小离群偏离度小于表征设备正常运行时可接受参数偏离的最大范围的第二预设范围最小值，故障预警系统判定运行设备发生故障，调用报警装置发出报警信息，以提醒工作人员停止设备的运行并对设备进行维修，避免因设备长时间在故障的情况下运行而导致事故发生，其中报警信息可以为闪烁警报灯或响起警报铃声。

进一步地，故障预警系统根据固定间隔时间对发出报警信息时目标离群组的多个计算点数值进行分析，并提取有价值的报警数据，根据提取的报警数据对第二预设范围进行优化，提高报警信息的准确度。进一步地，故障预警系统通过大数据收集一定时间内的故障预警信息，并将收集的故障预警信息与报警数据进行比对，分析得到运行设备发送老化或异常的规律信息，实现运行设备智能异常预警的有益效果。

本实施例通过计算得到的最大离群偏离度与最小离群偏离度，对运行设备进行故障预警，便于工作人员了解运行设备的参数离群情况、对运行设备进行排查以及停止设备的运行并对设备进行维修，以保证设备的正常运行。此外，故障预警系统通过大数据收集一定时间内的预警信息，并将收集的预警信息与报警信息进行比对，分析得到运行设备发送老化或异常的规律信息，实现运行设备智能异常预警的有益效果。

进一步地，参照图3，基于本发明基于离群参数的设备故障预警方法的第一实施例或第二实施例，提出本发明基于离群参数的设备故障预警方法的第三实施例，在第三实施例中，所述基于所述目标离群组，计算离群偏离度的步骤包括：

步骤S31，将所述目标离群组中数值最大的计算点数值确定为最大离群点，计算所述离群组中除所述最大离群点外所有计算点数值的第一平均值；

步骤S32，将所述目标离群组中数值最小的计算点数值确定为最小离群点，计算所述离群组中除所述最小离群点外所有计算点数值的第二平均值；

步骤S33，基于所述最大离群点与所述第一平均值计算第一差异值，并将所述第一差异值与所述第一平均值作比值，得到最大离群偏离度；

步骤S34，基于所述最小离群点与所述第二平均值计算第二差异值，并将所述第二差异值与所述第二平均值作比值，得到最小离群偏离度。

进一步地，故障预警系统提取目标离群组中数值最大的计算点数值，将提取的数值最大的计算点数值确定为最大离群点，并计算目标离群组中除了最大离群点之外的所有计算点数值的第一平均值。进一步地，故障预警系统调用计算软件将最大离群组数值减去第一平均值，得到第一差异值。进一步地，故障预警系统将第一差异值与第一平均值做比值运算，得到表征最大离群组与第一平均值的偏离程度的最大离群偏离度。进一步地，故障预警系统提取目标离群组中数值最小的计算点数值，将提取的数值最小的计算点数值确定为最小离群点，并计算目标离群组中除了最小离群点之外的所有计算点数值的第二平均值。进一步地，故障预警系统调用计算软件将第二平均值减去最小离群组数值，得到第二差异值。进一步地，故障预警系统将第二差异值与第二平均值做比值运算，得到表征最小离群组与第二平均值的偏离程度的最小离群偏离度。

本实施例通过目标离群组中的计算点数值，计算出包含最大离群偏离度与最小离群偏离度的离群偏离度，以根据离群偏离度对运行设备进行故障预警。

进一步地，基于本发明基于离群参数的设备故障预警方法的第一实施例、第二实施例或第三实施例，提出本发明基于离群参数的设备故障预警方法的第四实施例，在第四实施例中，所述异常的计算点数值包括坏点数值、限制点位数值、偏离点数值；所述检测所述离群组中是否存在异常的计算点数值，若存在异常的所述计算点数值，则将异常的所述计算点数值移除所述离群组的步骤包括：

步骤S21，分别检测所述离群组是否存在所述坏点数值、所述限制点位数值、所述偏离点数值中的任一项；

步骤S22，若存在所述坏点数值、所述限制点位数值、所述偏离点数值中的任一项，则将所述坏点数值、所述限制点位数值、所述偏离点数值中存在所述离群组的一项移除所述离群组。

进一步地，故障预警系统检测组成离群组的多个计算点数值中是否存在表征因检测仪器损坏而采集到的不准确数值的坏点数值。进一步地，若检测存在坏点数值，则将坏点数值从离群组中移除，避免因使用无意义的坏点数值进行计算而降低计算结果的准确度。进一步地，故障预警系统检测组成离群组的多个计算点数值中是否存在表征因设备未运行而使检测仪器采集到固定数值的数值点的限制点位数值，具体地，故障预警系统检测运行设备的限制点位数值，判断离群组中的计算点数值是否有条件参与离群运算。例如，在根据运行电机的温度对电机进行故障预警时，电机的限制点位为该电机的启停状态，可以理解地，若电机启动，则检测到的该电机的限制点位数值为正数，判定参与离群运算；若电机停机，则检测到的该电机的限制点位数值为负数，判定将限制点位数值移除离群运算。进一步地，若无法获取电机的启停状态，则限制点位可设置为检测电机转速数值是否大于用户设置的第一设定值或电机电流数值是否大于用户设定的第二设定值，若电机转速数值大于用户设置的第一设定值或电机电流数值大于用户设定的第二设定值，则判定参与离群运算；若电机转速数值小于或等于用户设置的第一设定值，或电机电流数值小于或等于用户设定的第二设定值，则判定将限制点位数值移除离群运算，避免因使用无意义的未运行设备数值点对应的限制点位数值进行计算而降低计算结果的准确度。进一步地，故障预警系统检测组成离群组的多个计算点数值中是否存在表征因设备部件损坏而导致检测仪器采集到数值偏离预设范围的偏离点数值，若检测存在偏离点数值，则将偏离点数值从离群组中移除，避免因使用无意义的偏离点数值进行计算而降低计算结果的准确度。通过将离群组中无意义的坏点数值、限制点位数值、偏离点数值等异常的计算点数值从离群组中移除，因避免使用无意义计算点数值进行计算，提高计算结果的准确度。

本实施通过将离群组中无意义的坏点数值、限制点位数值、偏离点数值等异常的计算点数值从离群组中移除，因避免使用无意义计算点数值进行计算，提高计算结果的准确度。

进一步地，基于本发明基于离群参数的设备故障预警方法的第一实施例、第二实施例、第三实施例或第四实施例，提出本发明基于离群参数的设备故障预警方法的第五实施例，在第五实施例中，所述得到目标离群组的步骤之后包括：

步骤S50，检测所述目标离群组中所述计算点数值的数量是否大于或等于预设阈值；

步骤S60，若所述目标离群组中所述计算点数值的数量大于或等于预设阈值，则判定达到计算所述离群偏离度的条件，执行基于所述目标离群组，计算离群偏离度的步骤；

步骤S70，若所述目标离群组中所述计算点数值的数量小于预设阈值，则判定未达到计算所述离群偏离度的条件，显示计算失败的提示信息。

进一步地，在将与异常点对应的计算点数值移除离群组，得到目标离群组后，故障预警系统检测目标离群组中计算点数值的数量是否大于或等于预设阈值，可以理解地，预设阈值为用户根据自身需求设定，当目标离群组中计算点数值的数量大于或等于预设阈值时，计算出来的离群偏离度才具有一定的预警意义。进一步地，若检测目标离群组中计算点数值的数量大于或等于预设阈值，故障预警系统判定目标离群组中计算点数值的数量达到计算离群偏离度的条件，则执行基于所述目标离群组，计算离群偏离度的步骤。进一步地，若检测目标离群组中计算点数值的数量小于预设阈值，则判定目标离群组中计算点数值的数量未达到计算离群偏离度的条件，故障预警系统显示计算失败的提示信息，并进行下一类型基于离群参数的设备故障预警，避免因计算无意义的离群偏离度结果而耗费人力、物力，提高基于离群参数的设备故障预警的效率，保证基于离群参数的设备故障预警的有效性。

本实施例通过检测目标离群组中计算点数值的数量是否大于或等于预设阈值，若大于或等于预设阈值，则根据目标离群组中的多个计算点数值计算离群偏离度；若小于预设阈值，则显示计算失败的提示信息，因避免计算无意义的离群偏离度结果而耗费人力、物力，提高基于离群参数的设备故障预警的效率，保证基于离群参数的设备故障预警的有效性。

进一步地，本发明还提供一种基于离群参数的设备故障预警装置。

参照图4，图4为本发明基于离群参数的设备故障预警装置第一实施例的功能模块示意图。

所述基于离群参数的设备故障预警装置包括：

获取模块10，用于实时获取一台或多台运行设备中同类参数的计算点数值，根据各所述计算点数值生成离群组，其中多台所述运行设备的类型相同；

检测模块20，用于检测所述离群组中是否存在异常的计算点数值，若存在异常的所述计算点数值，则将异常的所述计算点数值移除所述离群组，得到目标离群组；

计算模块30，用于基于所述目标离群组，计算离群偏离度；

预警模块40，用于根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警。

进一步地，所述检测模块20包括：

第一检测单元，用于分别检测所述离群组是否存在所述坏点数值、所述限制点位数值、所述偏离点数值中的任一项；

移除单元，用于若存在所述坏点数值、所述限制点位数值、所述偏离点数值中的任一项，则将所述坏点数值、所述限制点位数值、所述偏离点数值中存在所述离群组的一项移除所述离群组。

进一步地，所述检测模块20还包括：

第二检测单元，用于检测所述目标离群组中所述计算点数值的数量是否大于或等于预设阈值；

执行单元，用于若所述目标离群组中所述计算点数值的数量大于或等于预设阈值，则判定达到计算所述离群偏离度的条件，执行基于所述目标离群组，计算离群偏离度的步骤；

显示单元，用于若所述目标离群组中所述计算点数值的数量小于预设阈值，则判定未达到计算所述离群偏离度的条件，显示计算失败的提示信息。

进一步地，所述计算模块30包括：

第一计算单元，用于将所述目标离群组中数值最大的计算点数值确定为最大离群点，计算所述离群组中除所述最大离群点外所有计算点数值的第一平均值；

第二计算单元，用于将所述目标离群组中数值最小的计算点数值确定为最小离群点，计算所述离群组中除所述最小离群点外所有计算点数值的第二平均值；

第三计算单元，用于基于所述最大离群点与所述第一平均值计算第一差异值，并将所述第一差异值与所述第一平均值作比值，得到最大离群偏离度；

第四计算单元，用于基于所述最小离群点与所述第二平均值计算第二差异值，并将所述第二差异值与所述第二平均值作比值，得到最小离群偏离度。

进一步地，所述预警模块40包括：

第三检测单元，用于检测所述离群偏离度中所述最大离群偏离度是否大于第一预设范围最大值和/或所述最小离群偏离度是否小于第一预设范围最小值；

第一生成单元，用于若所述最大离群偏离度大于所述第一预设范围最大值和/或所述最小离群偏离度小于所述第一预设范围最小值，则基于所述目标离群生成故障预警报表，以供所述运行设备对应的工作人员对所述故障预警报表进行查看。

进一步地，所述预警模块40还包括：

监测单元，用于监测所述最大离群偏离度大于所述第一预设范围最大值的第一时长数值，以及所述最小离群偏离度小于所述第一预设范围最小值的第二时长数值；

第四检测单元，用于检测所述第一时长数值与所述第二时长数值中是否存在任一时长数值大于预设时长；

第二生成单元，用于若所述第一时长数值与所述第二时长数值中存在任一时长数值大于预设时长，则生成故障预警信息并发送给所述运行设备对应的工作人员，以供所述工作人员进行防范处理。

进一步地，所述预警模块40还包括：

第五检测单元，用于检测所述离群偏离度中所述最大离群偏离度是否大于第二预设范围最大值；

第六检测单元，用于检测所述离群偏离度中所述最小离群偏离度是否小于所述第二预设范围最小值；

判定单元，用于若所述最大离群偏离度大于所述第二预设范围最大值和/或所述最小离群偏离度小于所述第二预设范围最小值，则判定所述运行设备发生故障，发出报警信息。

此外，本发明还提供一种介质，所述介质优选为计算机可读存储介质，其上存储有基于离群参数的设备故障预警程序，所述基于离群参数的设备故障预警程序被处理器执行时实现上述基于离群参数的设备故障预警方法各实施例的步骤。

在本发明基于离群参数的设备故障预警装置和介质的实施例中，包含了上述基于离群参数的设备故障预警方法各实施例的全部技术特征，说明和解释内容与上述基于离群参数的设备故障预警方法各实施例基本相同，在此不做赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是固定终端，如物联网智能设备，包括智能空调、智能电灯、智能电源、智能路由器等智能家居；也可以是移动终端，包括智能手机、可穿戴的联网AR/VR装置、智能音箱、自动驾驶汽车等诸多联网设备)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于离群参数的设备故障预警方法，其特征在于，所述基于离群参数的设备故障预警方法包括：

实时获取一台或多台运行设备中同类参数的计算点数值，根据各所述计算点数值生成离群组，其中多台所述运行设备的类型相同；

检测所述离群组中是否存在异常的计算点数值，若存在异常的所述计算点数值，则将异常的所述计算点数值移除所述离群组，得到目标离群组；

基于所述目标离群组，计算离群偏离度，所述离群偏离度包括最大离群偏离度与最小离群偏离度；

根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警；

其中，所述基于所述目标离群组，计算离群偏离度的步骤包括：

将所述目标离群组中数值最大的计算点数值确定为最大离群点，计算所述离群组中除所述最大离群点外所有计算点数值的第一平均值；

将所述目标离群组中数值最小的计算点数值确定为最小离群点，计算所述离群组中除所述最小离群点外所有计算点数值的第二平均值；

基于所述最大离群点与所述第一平均值计算第一差异值，并将所述第一差异值与所述第一平均值作比值，得到最大离群偏离度；

基于所述最小离群点与所述第二平均值计算第二差异值，并将所述第二差异值与所述第二平均值作比值，得到最小离群偏离度。

2.如权利要求1所述的基于离群参数的设备故障预警方法，其特征在于，所述根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警的步骤包括：

检测所述离群偏离度中所述最大离群偏离度是否大于第一预设范围最大值和/或所述最小离群偏离度是否小于第一预设范围最小值；

若所述最大离群偏离度大于所述第一预设范围最大值和/或所述最小离群偏离度小于所述第一预设范围最小值，则基于所述目标离群生成故障预警报表，以供所述运行设备对应的工作人员对所述故障预警报表进行查看。

3.如权利要求2所述的基于离群参数的设备故障预警方法，其特征在于，所述根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警的步骤还包括：

监测所述最大离群偏离度大于所述第一预设范围最大值的第一时长数值，以及所述最小离群偏离度小于所述第一预设范围最小值的第二时长数值；

检测所述第一时长数值与所述第二时长数值中是否存在任一时长数值大于预设时长；

若所述第一时长数值与所述第二时长数值中存在任一时长数值大于预设时长，则生成故障预警信息并发送给所述运行设备对应的工作人员，以供所述工作人员进行防范处理。

4.如权利要求1所述的基于离群参数的设备故障预警方法，其特征在于，所述根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警的步骤还包括：

检测所述离群偏离度中所述最大离群偏离度是否大于第二预设范围最大值；

检测所述离群偏离度中所述最小离群偏离度是否小于所述第二预设范围最小值；

若所述最大离群偏离度大于所述第二预设范围最大值和/或所述最小离群偏离度小于所述第二预设范围最小值，则判定所述运行设备发生故障，发出报警信息。

5.如权利要求1所述的基于离群参数的设备故障预警方法，其特征在于，所述异常的计算点数值包括坏点数值、限制点位数值、偏离点数值；所述检测所述离群组中是否存在异常的计算点数值，若存在异常的所述计算点数值，则将异常的所述计算点数值移除所述离群组的步骤包括：

分别检测所述离群组是否存在所述坏点数值、所述限制点位数值、所述偏离点数值中的任一项；

若存在所述坏点数值、所述限制点位数值、所述偏离点数值中的任一项，则将所述坏点数值、所述限制点位数值、所述偏离点数值中存在所述离群组的一项移除所述离群组。

6.如权利要求1所述的基于离群参数的设备故障预警方法，其特征在于，所述得到目标离群组的步骤之后包括：

检测所述目标离群组中所述计算点数值的数量是否大于或等于预设阈值；

若所述目标离群组中所述计算点数值的数量大于或等于预设阈值，则判定达到计算所述离群偏离度的条件，执行基于所述目标离群组，计算离群偏离度的步骤；

若所述目标离群组中所述计算点数值的数量小于预设阈值，则判定未达到计算所述离群偏离度的条件，显示计算失败的提示信息。

7.一种基于离群参数的设备故障预警装置，其特征在于，所述基于离群参数的设备故障预警装置包括：

获取模块，用于实时获取一台或多台运行设备中同类参数的计算点数值，根据各所述计算点数值生成离群组，其中多台所述运行设备的类型相同；

检测模块，用于检测所述离群组中是否存在异常的计算点数值，若存在异常的所述计算点数值，则将异常的所述计算点数值移除所述离群组，得到目标离群组；

计算模块，用于基于所述目标离群组，计算离群偏离度；

预警模块，用于根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警；

所述计算模块，还用于将所述目标离群组中数值最大的计算点数值确定为最大离群点，计算所述离群组中除所述最大离群点外所有计算点数值的第一平均值；将所述目标离群组中数值最小的计算点数值确定为最小离群点，计算所述离群组中除所述最小离群点外所有计算点数值的第二平均值；基于所述最大离群点与所述第一平均值计算第一差异值，并将所述第一差异值与所述第一平均值作比值，得到最大离群偏离度；基于所述最小离群点与所述第二平均值计算第二差异值，并将所述第二差异值与所述第二平均值作比值，得到最小离群偏离度。

8.一种基于离群参数的设备故障预警设备，其特征在于，所述基于离群参数的设备故障预警设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于离群参数的设备故障预警程序，所述基于离群参数的设备故障预警程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的基于离群参数的设备故障预警方法的步骤。

9.一种介质，其特征在于，所述介质上存储有基于离群参数的设备故障预警程序，所述基于离群参数的设备故障预警程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的基于离群参数的设备故障预警方法的步骤。

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