[發明專利]一種數控裝備健康狀態評價方法、系統、設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202110328163.2
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113051685A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 惠記莊;高士豪;張富強;丁凱;張浩;張雅倩
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/27;G06N3/04;G06Q10/06;G06Q50/04;G06F119/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種數控裝備健康狀態評價方法，其特征在于，包括以下步驟；

步驟一，獲取數控裝備各個部件的狀態數據；

步驟二，采用卷積神經網絡模型檢測各個部件的狀態數據，得到各個部件的健康狀態；

步驟三，利用層次分析法得到數控裝備中的系統和部件間的層次關系，利用判斷矩陣確定各系統之間的權重關系和單個系統下各部件的權重關系；

步驟四，通過各個部件的健康狀態和單個系統下各部件的權重關系，計算各系統健康狀態；

步驟五，利用模糊聚類方法建立數控裝備健康狀態評價模型，將各系統健康狀態和各系統之間的權重關系帶入到數控裝備健康狀態評價模型中，得到數控裝備目前的健康狀態。

2.根據權利要求1所述的數控裝備健康狀態評價方法，其特征在于，步驟一中，利用數控裝備自帶的內置傳感器通過通訊接口和控制面板對內部狀態信息進行采集，通過振動傳感器和噪聲傳感器對數控裝備其他部件狀態信息進行采集。

3.根據權利要求1所述的數控裝備健康狀態評價方法，其特征在于，步驟三中，利用判斷矩陣確定權重前，先檢驗判斷矩陣的一致性，若一致性通過，則繼續下一步，若一致性不通過，則重新選擇判斷矩陣。

4.根據權利要求1所述的數控裝備健康狀態評價方法，其特征在于，步驟四中，各系統健康狀態計算公式為：

其中：k為該系統要素個數；X_i為系統第i個要素健康狀態情況；λ_i為系統第i個要素所占權重值；Y為該系統的綜合健康狀態。

5.根據權利要求1所述的數控裝備健康狀態評價方法，其特征在于，步驟五的具體過程為：

步驟1，明確聚類指標數量和灰類的個數，聚類指標數量等于數控裝備中系統的數量，灰類數量等于劃分健康狀態的等級數量；

步驟2，根據健康狀態的等級數量建立白化權函數，白化權函數作為裝備健康狀態評價模型，確定白化權函數中的各個轉折點；

步驟3，根據各系統健康狀態和各系統之間的權重關系，計算數控裝備的健康狀態在白化權函數中的置信度，得到數控裝備目前的健康狀態。

6.根據權利要求5所述的數控裝備健康狀態評價方法，其特征在于，將數控裝備的健康狀態劃分為五類，分別為嚴重故障、故障、亞健康、健康和非常亞健康；五個等級灰類的白化權函數為：

嚴重故障：

故障：

亞健康：

健康：

非常健康：

7.根據權利要求5所述的數控裝備健康狀態評價方法，其特征在于，數控裝備的健康狀態在白化權函數中的置信度計算公式為：

其中：Y_ij為第i個系統屬于第j個灰類的概率；η_i為裝備的第i個系統所占權重值；σ_j為裝備處在第j個灰類的概率。

8.一種數控裝備健康狀態評價系統，其特征在于，包括：

狀態數據獲取模塊，用于獲取數控裝備各個部件的狀態數據；

部件健康狀態計算模塊，用于采用卷積神經網絡模型檢測各個部件的狀態數據，得到各個部件的健康狀態；

層次關系和權重關系確定模塊，用于利用層次分析法得到系統和部件間的層次關系，利用判斷矩陣確定各系統之間的權重關系和單個系統下各部件的權重關系；

系統健康狀態計算模塊，用于通過各個部件的健康狀態和單個系統下各部件的權重關系，計算各系統健康狀態；

健康狀態計算模塊，用于利用模糊聚類方法建立數控裝備健康狀態評價模型，將各系統健康狀態和各系統之間的權重關系帶入到數控裝備健康狀態評價模型中，得到數控裝備目前的健康狀態。

9.一種計算機設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現如權利要求1至7任意一項所述數控裝備健康狀態評價方法的步驟。

10.一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1至7任意一項數控裝備健康狀態評價方法的步驟。