本發(fā)明涉及壽命預(yù)測，具體而言，涉及一種施工裝置的壽命周期評估系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代建筑施工領(lǐng)域，施工裝置的性能和可靠性對于整個工程項(xiàng)目的成功至關(guān)重要。然而，施工裝置在使用過程中會經(jīng)歷各種復(fù)雜的工作環(huán)境和條件，這將對其壽命和性能產(chǎn)生顯著影響。傳統(tǒng)的評估方法往往側(cè)重于裝置的初始性能測試，而忽視了裝置在實(shí)際使用過程中的磨損、老化以及維護(hù)情況對壽命周期的影響。

2、因此，有必要設(shè)計(jì)一種施工裝置的壽命周期評估系統(tǒng)及方法用以解決當(dāng)前技術(shù)中存在的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明提出了一種施工裝置的壽命周期評估系統(tǒng)及方法，旨在解決當(dāng)前技術(shù)中側(cè)重于裝置的初始性能測試，而忽視了裝置在實(shí)際使用過程中的磨損、老化以及維護(hù)情況對壽命周期的影響的問題。

2、一個方面，本發(fā)明提出了一種施工裝置的壽命周期評估系統(tǒng)，包括：

3、歷史數(shù)據(jù)庫模塊，被配置為存儲待監(jiān)測施工裝置的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)；

4、采集模塊，被配置為采集所述歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對所述歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，基于分析結(jié)果計(jì)算所述待監(jiān)測施工裝置的預(yù)測剩余壽命周期；

5、還被配置為獲取所述待監(jiān)測施工裝置的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并建立運(yùn)行數(shù)據(jù)集，根據(jù)所述運(yùn)行數(shù)據(jù)集獲得數(shù)據(jù)波動值；其中，所述運(yùn)行數(shù)據(jù)集包括當(dāng)前時(shí)刻所述待監(jiān)測施工裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)以及前一時(shí)刻所述待監(jiān)測施工裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)；

6、判斷模塊，被配置為將所述數(shù)據(jù)波動值與波動閾值進(jìn)行比對，根據(jù)比對結(jié)果判斷異常數(shù)據(jù)；還被配置根據(jù)所述異常數(shù)據(jù)確定壽命影響因子，根據(jù)所述壽命影響因子判斷是否對所述預(yù)測剩余壽命周期進(jìn)行調(diào)整；

7、調(diào)整模塊，被配置為當(dāng)判定對所述預(yù)測剩余壽命周期進(jìn)行調(diào)整時(shí)，計(jì)算所述異常數(shù)據(jù)之間相關(guān)性，根據(jù)所述相關(guān)性確定所述預(yù)測剩余壽命周期的調(diào)整系數(shù)，根據(jù)所述調(diào)整系數(shù)對所述預(yù)測剩余壽命周期進(jìn)行調(diào)整，獲得調(diào)整剩余壽命周期。

8、進(jìn)一步地，對所述歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，基于分析結(jié)果計(jì)算所述待監(jiān)測施工裝置的預(yù)測剩余壽命周期時(shí)，包括：

9、基于分析結(jié)果將所述歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)劃分為歷史異常運(yùn)行數(shù)據(jù)和歷史安全運(yùn)行數(shù)據(jù)；

10、將所述歷史異常運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，統(tǒng)計(jì)每一類型歷史異常運(yùn)行數(shù)據(jù)的第一運(yùn)行數(shù)量；

11、將所述歷史安全運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，統(tǒng)計(jì)每一類型歷史安全運(yùn)行數(shù)據(jù)的第二運(yùn)行數(shù)量；

12、根據(jù)所述歷史異常運(yùn)行數(shù)據(jù)構(gòu)建歷史異常運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)集；根據(jù)所述歷史安全運(yùn)行數(shù)據(jù)確定歷史安全運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)集；并根據(jù)所述歷史異常運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)集和歷史安全運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)集確定每一個歷史異常運(yùn)行數(shù)據(jù)對應(yīng)的異常偏差值；

13、根據(jù)每一個歷史異常運(yùn)行數(shù)據(jù)對應(yīng)的異常偏差值計(jì)算所述待監(jiān)測施工裝置的預(yù)測剩余壽命周期。

14、進(jìn)一步地，根據(jù)所述歷史異常運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)集和歷史安全運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)集確定每一個歷史異常運(yùn)行數(shù)據(jù)對應(yīng)的異常偏差值時(shí)，包括：

15、根據(jù)所述歷史異常運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)集計(jì)算歷史異常平均運(yùn)行時(shí)間；

16、根據(jù)所述歷史安全運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)集計(jì)算歷史安全平均運(yùn)行時(shí)間；

17、計(jì)算所述歷史異常平均運(yùn)行時(shí)間與歷史安全平均運(yùn)行時(shí)間的平均運(yùn)行時(shí)間差值；

18、將每一個所述歷史異常運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)對應(yīng)的歷史異常運(yùn)行時(shí)間與所述平均運(yùn)行時(shí)間差值作差，獲得異常偏差值。

19、進(jìn)一步地，根據(jù)每一個歷史異常運(yùn)行數(shù)據(jù)對應(yīng)的異常偏差值計(jì)算所述待監(jiān)測施工裝置的預(yù)測剩余壽命周期時(shí)，包括：

20、根據(jù)下式計(jì)算所述待監(jiān)測施工裝置的預(yù)測剩余壽命周期：

21、tr＝ti-(davg+tsafe)；

22、

23、其中，tr表示預(yù)測剩余壽命周期，ti表示初始壽命周期，davg表示歷史異常運(yùn)行數(shù)據(jù)的偏差平均值，tsafe表示歷史安全運(yùn)行時(shí)間的總和，rerr,i表示第i類歷史異常運(yùn)行數(shù)據(jù)的運(yùn)行次數(shù)，terr,i表示第i類歷史異常運(yùn)行數(shù)據(jù)對應(yīng)的運(yùn)行時(shí)間，tavg,err表示歷史異常運(yùn)行數(shù)據(jù)的平均運(yùn)行時(shí)間，tavg,safe表示歷史安全運(yùn)行數(shù)據(jù)的平均運(yùn)行時(shí)間，tsafe,j表示第j類歷史安全數(shù)據(jù)對應(yīng)的安全運(yùn)行時(shí)間，n表示歷史異常運(yùn)行數(shù)據(jù)的類別數(shù)量，m表示歷史安全運(yùn)行數(shù)據(jù)的類別數(shù)量。

24、進(jìn)一步地，將所述數(shù)據(jù)波動值與波動閾值進(jìn)行比對，根據(jù)比對結(jié)果判斷異常數(shù)據(jù)時(shí)，包括：

25、篩選出數(shù)據(jù)波動值大于波動閾值的數(shù)據(jù)并進(jìn)行保留，并將其他數(shù)據(jù)剔除；

26、基于孤立森林模型計(jì)算每一篩選后的數(shù)據(jù)的異常值；

27、

28、其中，s(a)表示數(shù)據(jù)x的異常值，e(h((a))表示數(shù)據(jù)x在孤立森林中所有孤立樹中的平均路徑長度，c(n)表示用于標(biāo)準(zhǔn)化路徑長度的平均路徑長度；

29、當(dāng)篩選后的數(shù)據(jù)的異常值大于0.75時(shí)，確定該數(shù)據(jù)為異常數(shù)據(jù)，并識別所述異常數(shù)據(jù)的類型，將同類型異常數(shù)據(jù)單獨(dú)存儲。

30、進(jìn)一步地，根據(jù)所述異常數(shù)據(jù)確定壽命影響因子時(shí)，包括：

31、所述壽命影響因子通過下式獲得：

32、

33、其中，lif表示壽命影響因子，sa表示第i個異常數(shù)據(jù)的異常值，ωa表示第a個異常數(shù)據(jù)的權(quán)重，g表示所有被識別異常數(shù)據(jù)的總數(shù)。

34、進(jìn)一步地，根據(jù)所述壽命影響因子判斷是否對所述預(yù)測剩余壽命周期進(jìn)行調(diào)整，包括：

35、將所述壽命影響因子與影響因子閾值進(jìn)行比對，根據(jù)比對結(jié)果判斷是否對所述預(yù)測剩余壽命周期進(jìn)行調(diào)整；

36、當(dāng)所述壽命影響因子大于或等于影響因子閾值時(shí)，判定對所述預(yù)測剩余壽命周期進(jìn)行調(diào)整；

37、當(dāng)所述壽命影響因子小于影響因子閾值時(shí)，判定不對所述預(yù)測剩余壽命周期進(jìn)行調(diào)整。

38、進(jìn)一步地，當(dāng)判定對所述預(yù)測剩余壽命周期進(jìn)行調(diào)整時(shí)，計(jì)算所述異常數(shù)據(jù)之間相關(guān)性時(shí)，包括：

39、

40、其中，r表示異常數(shù)據(jù)之間相關(guān)性，sx和sy表示任意兩條異常數(shù)據(jù)的異常值，且y＞x，sp表示所有異常數(shù)據(jù)的平均異常值，z表示被識別的異常數(shù)據(jù)的總數(shù)。

41、進(jìn)一步地，根據(jù)所述相關(guān)性確定所述預(yù)測剩余壽命周期的調(diào)整系數(shù)，根據(jù)所述調(diào)整系數(shù)對所述預(yù)測剩余壽命周期進(jìn)行調(diào)整，獲得調(diào)整剩余壽命周期時(shí)，包括：

42、設(shè)定調(diào)整系數(shù)區(qū)間，所述調(diào)整系數(shù)區(qū)間包括第一調(diào)整系數(shù)、第二調(diào)整系數(shù)和第三調(diào)整系數(shù)；

43、計(jì)算所述相關(guān)性與相關(guān)性閾值的相關(guān)性比值，根據(jù)所述相關(guān)性比值確定調(diào)整系數(shù)；

44、當(dāng)所述相關(guān)性比值大于1.1，且小于或等于1.25時(shí)，選定所述第一調(diào)整系數(shù)對所述預(yù)測剩余壽命周期進(jìn)行調(diào)整，并將所述第一調(diào)整系數(shù)與所述預(yù)測剩余壽命周期的乘積值作為所述調(diào)整剩余壽命周期；

45、當(dāng)所述相關(guān)性比值大于1.25，且小于或等于1.4時(shí)，選定所述第二調(diào)整系數(shù)對所述預(yù)測剩余壽命周期進(jìn)行調(diào)整，并將所述第二調(diào)整系數(shù)與所述預(yù)測剩余壽命周期的乘積值作為所述調(diào)整剩余壽命周期；

46、當(dāng)所述相關(guān)性比值大于1.4時(shí)，選定所述第三調(diào)整系數(shù)對所述預(yù)測剩余壽命周期進(jìn)行調(diào)整，并將所述第三調(diào)整系數(shù)與所述預(yù)測剩余壽命周期的乘積值作為所述調(diào)整剩余壽命周期；

47、其中，所述第一調(diào)整系數(shù)小于所述第二調(diào)整系數(shù)，所述第二調(diào)整系數(shù)大于所述第三調(diào)整系數(shù)。

48、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供的施工裝置的壽命周期評估系統(tǒng)通過歷史數(shù)據(jù)庫模塊、采集模塊、判斷模塊和調(diào)整模塊的協(xié)同工作，能夠有效地對施工裝置的壽命周期進(jìn)行評估。該系統(tǒng)不僅能夠基于歷史數(shù)據(jù)預(yù)測施工裝置的剩余壽命周期，而且能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測裝置的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常波動，并據(jù)此調(diào)整預(yù)測結(jié)果，從而提供更為準(zhǔn)確的壽命周期評估。通過這種方式，施工裝置的維護(hù)和更換可以更加科學(xué)合理地安排，避免了因設(shè)備故障導(dǎo)致的意外停機(jī)和生產(chǎn)損失，提高了施工效率和經(jīng)濟(jì)效益。

49、另一個方面，本發(fā)明還提出了一種施工裝置的壽命周期評估方法，包括以下步驟：

50、s100：存儲待監(jiān)測施工裝置的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)；

51、s200：采集所述歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對所述歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，基于分析結(jié)果計(jì)算所述待監(jiān)測施工裝置的預(yù)測剩余壽命周期；

52、s300：獲取所述待監(jiān)測施工裝置的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并建立運(yùn)行數(shù)據(jù)集，根據(jù)所述運(yùn)行數(shù)據(jù)集獲得數(shù)據(jù)波動值；其中，所述運(yùn)行數(shù)據(jù)集包括當(dāng)前時(shí)刻所述待監(jiān)測施工裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)以及前一時(shí)刻所述待監(jiān)測施工裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)；

53、s400：將所述數(shù)據(jù)波動值與波動閾值進(jìn)行比對，根據(jù)比對結(jié)果判斷異常數(shù)據(jù)；還被配置根據(jù)所述異常數(shù)據(jù)確定壽命影響因子，根據(jù)所述壽命影響因子判斷是否對所述預(yù)測剩余壽命周期進(jìn)行調(diào)整；

54、s500：當(dāng)判定對所述預(yù)測剩余壽命周期進(jìn)行調(diào)整時(shí)，計(jì)算所述異常數(shù)據(jù)之間相關(guān)性，根據(jù)所述相關(guān)性確定所述預(yù)測剩余壽命周期的調(diào)整系數(shù)，根據(jù)所述調(diào)整系數(shù)對所述預(yù)測剩余壽命周期進(jìn)行調(diào)整，獲得調(diào)整剩余壽命周期。

55、可以理解的是，上述施工裝置的壽命周期評估系統(tǒng)及方法具備相同的有益效果，在此不再贅述。