[發明專利]用于傳感器數據集中的偏差檢測的方法和系統

在審

• 申請號: 201880059207.2
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN111095147A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: V.拉馬納思;A.里茲維卡萊利;G.赫格德
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張凌苗;陳嵐

公開了一種與技術系統中的一個或多個傳感器相關聯的至少一個傳感器數據集中的偏差檢測的系統、設備和方法。該方法包括基于目標傳感器數據集來生成技術系統的最佳擬合模型。該方法還包括使用最佳擬合模型和非目標傳感器的非目標傳感器數據集來預測目標傳感器的傳感器數據集，以及通過確定預測傳感器數據集和目標傳感器數據集之間的差異來確定偏差容限。此外，該方法包括當實際傳感器數據集中的數據點超過偏差容限時檢測目標傳感器的實際傳感器數據集中的偏差，以及通過檢測非目標傳感器數據集中的每個中的偏差來檢測一個或多個傳感器的至少一個傳感器數據集中的偏差。

本申請要求2017年7月12日提交的美國專利申請15/647,847的優先權，該專利申請整體地和出于所有目的通過引用合并于此。

本發明一般地涉及自動確定技術系統中提供的傳感器中的錯誤狀況。

目前，幾乎每個技術系統都配備有可操作的數據提取系統，該可操作的數據提取系統使用跨系統放置的傳感器的網絡用于診斷和預后應用。對在線監視以及離線分析而言都需要傳感器，并且因此，期望傳感器數據沒有異常或與預期趨勢沒有偏差。

因此，重要的是標識其異常性質無法通過技術系統的過程中的變化來解釋的傳感器數據中的傳感器數據點。換句話說，需要標識受傳感器故障和/或環境干擾影響的傳感器數據點。此外，在缺乏傳感器數據的情況下，附加的挑戰是所標識的傳感器數據點可能通常是假陽性（false positive）。

發明內容

提供本發明內容以以簡化的形式介紹在本發明的詳細描述中被進一步公開的概念的選擇。本發明內容不旨在標識所要求保護的主題的關鍵或必要的發明概念，也不旨在確定所要求保護的主題的范圍。

根據本發明的一個方面，提供了一種檢測與技術系統中的多個傳感器相關聯的一個或多個傳感器數據集中的偏差的方法。傳感器可被分類為目標傳感器和非目標傳感器。該方法包括按時間系列接收與目標傳感器相關聯的目標傳感器數據集，并基于目標傳感器數據集來生成技術系統的最佳擬合模型。此外，該方法包括使用最佳擬合模型和非目標傳感器的非目標傳感器數據集來預測目標傳感器的傳感器數據集，并通過確定預測傳感器數據集和目標傳感器數據集之間的差異來確定偏差容限。此外，該方法包括當實際傳感器數據集中的數據點超過偏差容限時，檢測目標傳感器的實際傳感器數據集中的偏差。該方法還包括通過檢測非目標傳感器數據集中的每個中的偏差來檢測一個或多個傳感器的至少一個傳感器數據集中的偏差。

此外，該方法包括確定傳感器的傳感器數據集中的偏差周期和針對傳感器中的每個的采樣周期。偏差周期和采樣周期被用于預測傳感器數據集中的后續偏差。此外，該方法包括通過基于非目標傳感器數據集中的每個對目標傳感器數據集執行擾動分析來確定目標傳感器的目標靈敏度。

根據本發明的另一方面，提供了一種偏差檢測設備，用于檢測技術系統中的多個傳感器的一個或多個傳感器數據集中的偏差。該設備包括接收器、一個或多個處理器和存儲器。存儲器包括由一個或多個處理器執行的模塊。所述模塊包括模型生成器，用于基于目標傳感器數據集來生成技術系統的最佳擬合模型。預測模塊，用于使用最佳擬合模型和非目標傳感器的非目標傳感器數據集來預測目標傳感器的傳感器數據集。容限模塊，用于通過確定預測傳感器數據集和目標傳感器數據集之間的差異來確定偏差容限。傳感器偏差檢測器，用于當實際傳感器數據集中的數據點超過偏差容限時檢測目標傳感器的實際傳感器數據集中的偏差，以及系統偏差檢測器，用于通過檢測非目標傳感器數據集中的每個中的偏差來檢測一個或多個傳感器數據集中的偏差。

根據本發明的又一方面，提供了一種用于檢測一個或多個傳感器數據集中的偏差的系統。該系統包括在云計算平臺上可操作的服務器、通信地耦合到服務器的網絡接口以及經由網絡接口通信地耦合到服務器的一個或多個技術系統。服務器包括偏差檢測設備，用于檢測與一個或多個技術系統中的至少一個傳感器相關聯的傳感器數據集中的偏差。

在下文中參考在附圖中示出的所圖示的實施例來進一步描述本發明，其中：

圖1A圖示了根據本發明的模型擬合階段；