(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210719975.4 (22)申请日 2022.06.23 (71)申请人 方和瑞智能科技 （苏州） 有限公司 地址 215300 江苏省苏州市昆山市花 桥镇 中科创新广场1号楼B座 4楼407室 (72)发明人 谈文龙　徐彬　陈龙　郑建勇　 (74)专利代理 机构 北京同辉知识产权代理事务 所(普通合伙) 11357 专利代理师 王艳秋 (51)Int.Cl. G06Q 10/00(2012.01) G06Q 50/04(2012.01) G06K 9/00(2022.01) G06N 20/00(2019.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种工业装备故障预测与健康监测系统 (57)摘要 本发明公开了智能运维领域的一种工业装 备故障预测与健康监测系统， 所述故障预测与健 康监测系统通过在线实时监测温度、 压力、 风力、 噪声、 振动、 应变、 裂纹、 磨损、 腐蚀参数， 并基于 人工智能算法开展故障智能预测， 然后采用机器 学习算法对故障状态进行分析， 自主进行修正， 最后构建重大装 备的安全预警模 型。 本发明采用 了在线实时监测和物联网技术， 信息传递延时很 短， 传感器采集的信息具有良好的精度和可靠 度， 在信号处理方面， 采用了 人工智能算法， 以大 量样本数据为基础， 特征分类的效率和鲁棒性更 高； 本发明建立了传感器信号的集成分析系统， 具备裂纹、 磨损、 腐蚀三种损伤的在线监测方法， 并融合了图像识别和无损检测方法。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115238915 A 2022.10.25 CN 115238915 A 1.一种工业装备故障预测与健康监测系统， 其特征在于， 所述故障预测与健康监测系 统通过在线实时监测温度、 压力、 风力、 噪声、 振动、 应变、 裂纹、 磨损、 腐蚀参数， 并基于人工 智能算法开展故障智能预测， 然后采用机器学习算法对故障状态进 行分析， 自主进 行修正， 最后构建重大装备的安全预警模型。 2.根据权利要求1所述的一种工业装备故障预测与健康监测系统， 其特征在于， 所述故 障预测与健康监测系统架构包括基础级、 数字级、 智能级， 基础级融合多种传感器的参数， 采用现场总线、 ZigBee、 光纤通信技术， 在 线实时监测装 备的本体、 操作人员、 环境的具体状 态并传输至数字级内， 最后结合信号处理技术、 特征提取、 模式识别以及故障预报模型， 智 能级对获取的运行 数据进行处 理和分析。 3.根据权利要求1所述的一种工业装备故障预测与健康监测系统， 其特征在于， 所述故 障预测与健康监测系统的硬件架构包括传感器模块、 数据采集监测站、 就地系统服务器、 故 障诊断分析 软件、 客户端和大 数据处理/云计算模块。 4.根据权利要求2所述的一种工业装备故障预测与健康监测系统， 其特征在于， 所述基 础级包括零部件性能、 电气系统、 安全保护装置、 环境状况监测、 标识系统、 设备内部集成监 测传感器、 人机交 互系统、 能耗 监控传感器。 5.根据权利要求2所述的一种工业装备故障预测与健康监测系统， 其特征在于， 所述数 字级包括数字 孪生模型、 数据交 互和传感器 检测数据。 6.根据权利要求5所述的一种工业装备故障预测与健康监测系统， 其特征在于， 所述数 字孪生模型包括几何变形、 动态特 征、 力学性能、 电气参数、 环境 参数、 能耗 参数。 7.根据权利要求2所述的一种工业装备故障预测与健康监测系统， 其特征在于， 所述智 能级包括类脑算法、 人工智能。 8.根据权利要求7所述的一种工业装备故障预测与健康监测系统， 其特征在于， 所述类 脑算法包括神经网络、 机器学习 、 脉冲神经网络、 深度学习； 所述人工智能包括图像识别、 视频分类、 数字特 征提取、 数字特 征分类。 9.根据权利要求1所述的一种工业装备故障预测与健康监测系统， 其特征在于， 所述温 度参数获取采用光纤光栅温度在线监测系统， 同时采用波分 复用与全同光纤光栅混合复用 方法解决多点分区检测， 采用红外广角扫查传感器实时监测环境的温度变化； 所述压力参数通过防爆压力传感器进行实时监测， 并将压力值、 压力变化曲线实时上 传； 所述风力参数通过风速 仪实时监测； 所述噪声参数通过 频率分析仪、 声强分析仪实时采集； 所述振动参数通过惯性式或压电式加速度传感器测定； 所述应变参数通过无线电阻应变偏监测动态运动部件的应力， 嵌入式光纤光栅电阻应 变片监测主 要受力结构件的应 变状态； 所述裂纹参数通过声发射 技术和超声 波技术的传感器获取； 所述磨损参数通过图像识别技 术， 并基于人工智能算法对重要零部件进行检测； 所述腐蚀参数通过图像识别技术， 并基于人工智能算法， 对主要受力结构件进行检测， 风险较大的位置， 采用超声 波技术对腐蚀点进行 再评估。 10.一种工业装备故障预测与健康监测器， 储存有运行权利要求1 ‑9任意一项所述的工权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115238915 A 2业装备故障预测与健康监测系统程序。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115238915 A 3