一种电子产品辅料自动贴合装置用故障预警系统

技术领域

本发明属于电子产品生产设备监控技术领域，具体涉及一种电子产品辅料自动贴合装置用故障预警系统。

背景技术

在电子产品生产过程中，需要用到多个电器设备进行辅助，例如输料用的传送装置，以及夹取物料的夹持装置，以及贴合用的压合装置等，此过程中所需要大量的电机以及液压缸等进行辅助，由于这些设备均是按照既定的程序进行运行，若是出现故障，极可能导致正在加工的产品损毁，严重情况下还可能导致电子产品成批次的损毁，故而在这些设备运行的过程中，应当加以实时的故障监控和预警系统，以此来避免电子产品与辅料贴合过程中出现损毁的情况。

传统的电子产品辅料自动贴合装置用故障预警系统往往都是在故障发生之后进行报警，并且向电器设备发送停止运行的指令，而后再由工作人员进行相应的维修，但是此过程中，正在加工的电子产品可能已经发生损毁，这无疑会导致生产成本相应的增加，给工厂或者企业造成不必要的损失，基于此，本方案提供了一种能够在贴合装置发生故障之前进行预警的监控系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子产品辅料自动贴合装置用故障预警系统，能够在贴合装置发生故障之前发出预警信号，避免正在加工过程中的电子产品发生损坏，减少企业或者工厂的不必要损失。

本发明采取的技术方案具体如下：

一种电子产品辅料自动贴合装置用故障预警系统，包括数据采集模块、数据提取模块、筛选模块、预估模块、报警模块以及预警模块；

所述数据采集模块用于采集贴合装置的运行参数，其中，所述运行参数至少包括液压缸压力参数以及电机转速参数；

所述数据提取模块用于获取所有的运行参数，并构建为训练样本集，且将所述训练样本集中的运行数据标定为训练样本；

所述筛选模块用于获取标准运行参数，并逐一与所有训练样本进行比对，并将超出标准运行参数的训练标本标定为异常标本，且记录所述异常标本对应的时间节点，并标定为异常节点，计算相邻两个异常节点之间的时长，得到评估时长，并将标准评估周期与评估时长进行比对，筛选出大于标准评估周期时长的评估时长，并标定为训练周期；

所述预估模块用于获取所述训练周期内所有的训练样本，并将所述训练样本输入至趋势预估模型中，得到贴合装置的变化趋势率，再结合所述变化趋势率计算出所述贴合装置当前节点下的预估值；

报警模块用于获取所述贴合装置的当前运行参数并与预估值进行比对，得到偏离值，并依据所述偏离值判断所述贴合装置是否正常运行以及是否发出报警信号；

预警模块用于获取贴合装置正常运行状态下的所有偏离值，并代入至故障预测模型中，得到所述贴合装置的偏离趋势值，并依据所述偏离趋势值判断所述自动贴合装置是否存在故障风险以及是否发出预警信号。

在一种优选方案中，所述筛选出大于标准评估周期时长的评估时长之后，统计所有小于标准评估周期时长，并标定为异常周期；

获取所有异常周期，并按时间节点的先后顺序进行排列；

比较相邻异常周期的时长，得到评估差时；

获取标准评估阈值，并与所述评估差时进行比对，筛选出大于标准评估阈值的评估差时，并标定为异常差时；

判断对应异常差时的相邻异常周期的首尾结点是否相接；

若是，则判定所述贴合装置存在运行异常的风险，且所述预警模块发出预警信号；

若否，则判定所述贴合装置正常运行，且所述预警模块不动作。

在一种优选方案中，所述将所述训练样本输入至趋势预估模型中，得到所述贴合装置的变化趋势率的具体过程如下：

获取多个所述训练周期内部的训练样本，并计算出每个训练周期内所有训练样本的平均起伏量；

从趋势预估模型中获取趋势函数；

将所有所述平均起伏量输入至趋势函数中，得到所述贴合装置的变化趋势率。

在一种优选方案中，所述变化趋势率确定之后；

获取当前节点的前运行参数；

从所述趋势预估模型中获取预估函数；

将所述前运行参数和变化趋势率一同输入至预估函数中，得到所述贴合装置当前节点下的预估值。

在一种优选方案中，所述偏离值为所述当前运行参数与预估值的差值，依据所述偏离值判断所述贴合装置是否正常运行以及是否发出报警信号时，其判定过程如下：

获取标准偏离阈值，并与所述偏离值进行比较；

若所述偏离值小于标准偏离阈值，则判定所述贴合装置正常运行；

若所述偏离值大于或者等于标准偏离阈值，则判定所述贴合装置运行异常，此时所述贴合装置停止运行，且发出报警信号。

在一种优选方案中，计算所述偏离趋势值时，从所述故障预测模型中获取目标函数，并将所述偏离值输入至目标函数中，其中，输入至所述故障预测模型中的偏离值均小于标准偏差阈值。

在一种优选方案中，所述依据所述偏离趋势值判断所述自动贴合装置是否存在故障风险以及是否发出预警信号的过程如下：

获取标准偏离趋势阈值，并与所述偏离趋势值进行比较；

若所述标准偏离趋势阈值小于偏离趋势值，则判定所述贴合装置存在故障风险，且停止所述贴合装置的运行，并发出预警信号；

若所述标准偏离趋势阈值大于或等于偏离趋势值，则判定所述贴合装置正常运行。

在一种优选方案中，在所述预警信号发出之前，根据所述偏离趋势值的偏离量判断所述预警信号的预警等级；

其中，所述预警等级的评估区间为[a，b），[b，c）以及[c，d]；

当所述偏离趋势值的偏离量属于评估区间[a，b）时，则贴合装置发出一级预警信号；

当所述偏离趋势值的偏离量属于评估区间[b，c）时，则贴合装置发出二级预警信号；

当所述偏离趋势值的偏离量属于评估区间[c，d]时，则贴合装置发出三级预警信号。

在一种优选方案中，所述报警信号的优先级高于所述预警信号的优先级。

本发明还提供了，一种电子产品辅料自动贴合装置用故障预警终端，包括：

至少一个处理器；

以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序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上述的电子产品辅料自动贴合装置用故障预警系统。

本发明取得的技术效果为：

本发明不仅能够在贴合装置发生故障之时发出相应的报警信号，还能够测算出其偏离值，再结合故障预测模型判断贴合设备是否超出标准偏离趋势阈值，从而在故障发生之前能够根据其运行状态的偏离趋势发出预警信号，此状态下，贴合装置仍在正常运行，进而能够避免正在加工过程中的电子产品发生损坏，而后停止正在运行的贴合装置，并且进行排障处理即可，减少企业或者工厂的不必要损失。

附图说明

图1是本发明的实施例所提供系统流程图；

图2是本发明的实施例所提供的系统模块图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个较佳的实施方式中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

请参阅图1和图2所示，本发明提供了一种电子产品辅料自动贴合装置用故障预警系统，包括数据采集模块、数据提取模块、筛选模块、预估模块、报警模块以及预警模块；

数据采集模块用于采集贴合装置的运行参数，其中，运行参数至少包括液压缸压力参数以及电机转速参数；

数据提取模块用于获取所有的运行参数，并构建为训练样本集，且将训练样本集中的运行数据标定为训练样本；

筛选模块用于获取标准运行参数，并逐一与所有训练样本进行比对，并将超出标准运行参数的训练标本标定为异常标本，且记录异常标本对应的时间节点，并标定为异常节点，计算相邻两个异常节点之间的时长，得到评估时长，并将标准评估周期与评估时长进行比对，筛选出大于标准评估周期时长的评估时长，并标定为训练周期；

预估模块用于获取训练周期内所有的训练样本，并将训练样本输入至趋势预估模型中，得到贴合装置的变化趋势率，再结合变化趋势率计算出贴合装置当前节点下的预估值；

报警模块用于获取贴合装置的当前运行参数并与预估值进行比对，得到偏离值，并依据偏离值判断贴合装置是否正常运行以及是否发出报警信号；

预警模块用于获取贴合装置正常运行状态下的所有偏离值，并代入至故障预测模型中，得到贴合装置的偏离趋势值，并依据偏离趋势值判断自动贴合装置是否存在故障风险以及是否发出预警信号。

具体的，在电子产品辅料贴合时需要送料、校正、压合等步骤，此期间便需要多个电器设备进行辅助，由于其是自动化设备，在使用时，任一电器设备运行的情况下，均可能导致电子产品辅料的贴合不能稳定的进行，影响正常工作进度的同时，还可能导致电子产品辅料批量损毁，本实施例中，基于贴合装置历史运行参数，建立相应的训练样本集，从训练样本集中提取训练样本测算出贴合装置运行参数的变化趋势率，基于此，能够有效的预测出贴合装置当前节点下的运行参数，再与贴合装置的实际运行参数进行比较，可以直观的判断出提盒装置是否发生故障，并确定是否发出报警信号，当然，在训练样本集中的训练样本是基于贴合装置正常运行状态下进行的，本方案先行标定出历史运行状态下，贴合装置的运行异常节点，从而筛选出大于标准评估周期时长的相邻异常节点之间的时长，并标定为训练周期，其中，标准评估周期为预设数据，旨在于提取足量的训练样本，以此来规避短时数据对贴合设备的变化趋势预测造成影响，保证后续针对贴合装置运行参数的预估结果的准确性，而在贴合装置的运行参数均处于正常状态下，还能够统计出其偏离值，再结合故障预测模型判断贴合设备是否超出标准偏离趋势阈值，其中，标准偏离趋势阈值基于贴合设备的损耗、折旧等进行测算，针对不同的设备而言，其损耗以及折旧率是不同的，具体在设定标准偏离趋势阈值时，应当视贴合设备的型号以及种类进行设置，文中对此就不再加以赘述，且若是偏离值超出标准偏离趋势阈值，还能够根据偏离量确定预警等级，从而发出不同的预警信号，使得工作人员能够制定不同的维保方案。

在一个较佳的实施方式中，筛选出大于标准评估周期时长的评估时长之后，统计所有小于标准评估周期时长，并标定为异常周期；

获取所有异常周期，并按时间节点的先后顺序进行排列；

比较相邻异常周期的时长，得到评估差时；

获取标准评估阈值，并与评估差时进行比对，筛选出大于标准评估阈值的评估差时，并标定为异常差时；

判断对应异常差时的相邻异常周期的首尾结点是否相接；

若是，则判定贴合装置存在运行异常的风险，且预警模块发出预警信号；

若否，则判定贴合装置正常运行，且预警模块不动作。

在该实施方式中，需要进一步明确的是，在确定异常周期之后，通过评估差时的设定，能够直观的判断出相邻的位次靠后的异常周期时长是否大于位次靠前的异常周期时长，其计算公式为：

在一个较佳的实施方式中，将训练样本输入至趋势预估模型中，得到贴合装置的变化趋势率的具体过程如下：

S1、获取多个训练周期内部的训练样本，并计算出每个训练周期内所有训练样本的平均起伏量；

S2、从趋势预估模型中获取趋势函数；

S3、将所有平均起伏量输入至趋势函数中，得到贴合装置的变化趋势率。

如上述步骤S1-S3，获取每个训练周期内所有训练样本的平均起伏量时，其计算公式为：

在一个较佳的实施方式中，变化趋势率确定之后；

S4、获取当前节点的前运行参数；

S5、从趋势预估模型中获取预估函数；

S6、将前运行参数和变化趋势率一同输入至预估函数中，得到贴合装置当前节点下的预估值。

如上述步骤S4-S6所述，在获取当前节点的前运行参数之后，获取数据采集模块的间隔周期，且共同输入至预估函数之中，其中，预估函数为：

在一个较佳的实施方式中，偏离值为当前运行参数与预估值的差值，依据偏离值判断贴合装置是否正常运行以及是否发出报警信号时，其判定过程如下：

获取标准偏离阈值，并与偏离值进行比较；

若偏离值小于标准偏离阈值，则判定贴合装置正常运行；

若偏离值大于或者等于标准偏离阈值，则判定贴合装置运行异常，此时贴合装置停止运行，且发出报警信号。

在该实施方式中，标准偏离阈值为初始预设数值，此根据贴合装置的折旧以及日常损耗设定的，仅为一个判断依据，非本方案重点，在此就不加以陈述，将其与偏离值进行比较时，偏离值大于标准偏离阈值时，则说明贴合装置的运行偏离预计损耗，贴合装置的运行存在一定的风险，此时应该停止贴合装置的运行，并安排工作人员进行排障处理，贴合设备在后续运行中出现瘫痪的现象。

在一个较佳的实施方式中，计算偏离趋势值时，从故障预测模型中获取目标函数，并将偏离值输入至目标函数中，其中，输入至故障预测模型中的偏离值均小于标准偏差阈值。

上述中，计算偏离趋势值的目的在于判断贴合装置的运行是否存在故障风险，以便于在故障发生之前对贴合装置进行维护，防止贴合装置过度损耗，其中，用于计算偏离趋势值的目标函数为：

在一个较佳的实施方式中，依据偏离趋势值判断自动贴合装置是否存在故障风险以及是否发出预警信号的过程如下：

获取标准偏离趋势阈值，并与偏离趋势值进行比较；

若标准偏离趋势阈值小于偏离趋势值，则判定贴合装置存在故障风险，且停止贴合装置的运行，并发出预警信号；

若标准偏离趋势阈值大于或等于偏离趋势值，则判定贴合装置正常运行。

如上述判定过程所述，贴合设备的运行并不是持续稳定进行的，由于生产中的各种因素，例如电器设备输出功率的增加与降低等因素，其运行参数的偏离具有一定波动，本实施方式中设定一个标准偏离趋势阈值来进行界定，例如，若标准偏移趋势阈值为10%，那么即表明，偏离值在0%～10%以内进行波动是贴合装置所能接受的，但是超过10%之后，即说明其有明显的偏向故障的趋势，此时便会发出相应的预警信号，同时还进行停机维护。

在一个较佳的实施方式中，在预警信号发出之前，根据偏离趋势值的偏离量判断预警信号的预警等级；

其中，预警等级的评估区间为[a，b），[b，c）以及[c，d]；

当偏离趋势值的偏离量属于评估区间[a，b）时，则贴合装置发出一级预警信号；

当偏离趋势值的偏离量属于评估区间[b，c）时，则贴合装置发出二级预警信号；

当偏离趋势值的偏离量属于评估区间[c，d]时，则贴合装置发出三级预警信号。

在该实施方式中，在已经确定偏离趋势值高于标准偏离趋势阈值时，本实施方式对偏离量进行进一步的分析，人力标准偏离趋势阈值为10%进行界定，偏离量没上升30%，则预警信号的等级提升一级，三级预警信号等级最高，从而工作人员能够根据不同级别的预警信号制定不同的排障和维修方案，在此，需要说明的是，预警信号的级别限定可依据具体情况基金进行设置，上中数据仅提供参考，并非严格的限定区间。

进一步的，报警信号的优先级高于预警信号的优先级，报警信号对应的是故障已发生的情况，而预警信号对应的是故障未发生的情况，故而，在设定时，报警信号的优先级是高于预警信号的优先级的，即在报警信号发出的情况下，预警信号无需发出。

本发明还提供了，一种电子产品辅料自动贴合装置用故障预警终端，包括：

至少一个处理器；

以及与至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述的电子产品辅料自动贴合装置用故障预警系统。

本领域技术人员可以理解，本发明所述的故障预警终端可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备。这些设备具有存储在其内的计算机程序或应用程序，这些计算机程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备（例如，计算机）可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中，所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘（包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘）、ROM（Read-Only Memory，只读存储器）、RAM（Random AccessMemory，随机存储器）、EPROM（Erasable Programmable Read-Only Memory，可擦写可编程只读存储器）、EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器）、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读介质包括由设备（例如，计算机）以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它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、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。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、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。