本技術(shù)涉及工業(yè)設(shè)備監(jiān)測(cè)，尤其涉及一種用于膠管盤卷機(jī)的運(yùn)行異常監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、膠管是一種橡膠制品，可用于輸送氣體或液體等。膠管通過擠出機(jī)擠出成型，然后通過膠管盤卷機(jī)對(duì)其進(jìn)行盤卷包裝。膠管盤卷的過程中，盤卷機(jī)的運(yùn)行的穩(wěn)定性，直接關(guān)系到最終對(duì)膠管包裝的效果。例如盤卷機(jī)盤卷過程中對(duì)膠管的張力不足，會(huì)導(dǎo)致最終盤卷后的膠管過于松散，膠管張力太大會(huì)導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱，膠管移動(dòng)不流暢會(huì)導(dǎo)致膠管盤卷后松緊度不均勻。因此在盤卷機(jī)運(yùn)行過程中通常需要對(duì)盤卷機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，以便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)膠管盤卷機(jī)的異常，并調(diào)整盤卷機(jī)。lof（local?outlier?factor局部離群因子）算法是一種常見的異常監(jiān)測(cè)算法，其應(yīng)用于醫(yī)療診斷、網(wǎng)絡(luò)安全以及工業(yè)設(shè)備監(jiān)控中。其主要原理為：通過計(jì)算數(shù)據(jù)點(diǎn)以及與其鄰近的數(shù)據(jù)點(diǎn)的密度，判斷該數(shù)據(jù)點(diǎn)是否為異常點(diǎn)。如果一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)位于一個(gè)低密度區(qū)域，而其鄰近的數(shù)據(jù)點(diǎn)位于高密度區(qū)域，那么這個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)可能是一個(gè)異常點(diǎn)，如果一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的密度和其鄰近的數(shù)據(jù)點(diǎn)的密度相近，則說明該數(shù)據(jù)點(diǎn)可能是正常的數(shù)據(jù)點(diǎn)。

2、然而膠管盤卷機(jī)是一個(gè)復(fù)雜的工藝設(shè)備，涉及到多個(gè)機(jī)械部件的協(xié)同運(yùn)動(dòng)，如電機(jī)驅(qū)動(dòng)、卷盤旋轉(zhuǎn)、引線器的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這些機(jī)械運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性可能導(dǎo)致傳感器數(shù)據(jù)中出現(xiàn)非線性關(guān)系和耦合效應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致傳統(tǒng)的lof異常檢測(cè)算法難以準(zhǔn)確區(qū)分正常波動(dòng)和真正的異常信號(hào)，因此傳統(tǒng)的lof異常檢測(cè)算法應(yīng)用于復(fù)雜的膠管盤卷機(jī)中時(shí)，準(zhǔn)確度不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決傳統(tǒng)lof檢測(cè)算法對(duì)膠管盤卷機(jī)運(yùn)行監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度不足的問題，本技術(shù)提供一種用于膠管盤卷機(jī)的運(yùn)行異常監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種用于膠管盤卷機(jī)的運(yùn)行異常監(jiān)測(cè)方法，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種用于膠管盤卷機(jī)的運(yùn)行異常監(jiān)測(cè)方法，包括步驟：獲取盤卷機(jī)運(yùn)行過程中的多維度運(yùn)行數(shù)據(jù)，運(yùn)行數(shù)據(jù)包括電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)以及膠管溫度數(shù)據(jù)；構(gòu)建檢測(cè)修正因子；基于運(yùn)行數(shù)據(jù)使用lof異常檢測(cè)算法檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，使用檢測(cè)修正因子對(duì)lof的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正確定設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)；

4、基于各時(shí)刻的電機(jī)轉(zhuǎn)速以及電流計(jì)算各時(shí)刻膠管盤繞出現(xiàn)異常的異常纏繞度；構(gòu)建膠管溫度數(shù)據(jù)中各時(shí)刻的觀測(cè)序列，根據(jù)觀測(cè)序列中的膠管溫度數(shù)據(jù)與膠管形變的極限溫度的比值獲取對(duì)應(yīng)時(shí)刻的溫度異常指數(shù)；對(duì)于任意一個(gè)時(shí)刻，基于異常纏繞度構(gòu)建該時(shí)刻的鄰近纏繞序列，基于異常溫度指數(shù)構(gòu)建鄰近溫度序列；基于鄰近纏繞序列以及鄰近溫度序列中數(shù)據(jù)的大小確定時(shí)段異常幅度，基于鄰近纏繞序列以及鄰近溫度序列中數(shù)據(jù)的波動(dòng)確定時(shí)段異常波動(dòng)，將時(shí)段異常幅度和時(shí)段異常波動(dòng)的乘積作為檢測(cè)修正因子。

5、有益效果為：對(duì)盤卷機(jī)運(yùn)行過程中的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)以及電流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以構(gòu)建異常纏繞度。根據(jù)異常纏繞度構(gòu)建某時(shí)刻的鄰近纏繞序列。根據(jù)膠管的溫度以及膠管能夠承受的極限溫度構(gòu)建每個(gè)溫度采集時(shí)刻的溫度異常指數(shù)，根據(jù)溫度異常指數(shù)構(gòu)建某時(shí)刻的鄰近溫度序列。異常纏繞度能夠反映膠管盤繞過程中是否存在卡頓現(xiàn)象，卡頓現(xiàn)象主要反映為電機(jī)轉(zhuǎn)速和電流的變化。而溫度異常指數(shù)反映了膠管在盤繞過程中的溫度，膠管溫度的產(chǎn)生主要包括自身受到的拉力，以及與其引線器的接觸摩擦。因此溫度的變化能夠反映膠管自身受到的拉力異?；蛘咭€器是否異常。結(jié)合鄰近溫度序列和鄰近纏繞序列中數(shù)據(jù)的大小，某時(shí)刻鄰近的時(shí)間段中卡頓情況以及膠管的溫度情況，并基于此構(gòu)建了檢測(cè)修正因子，通過該檢測(cè)修正因子對(duì)傳統(tǒng)lof檢測(cè)算法的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正，從而提高最終對(duì)設(shè)備檢測(cè)的準(zhǔn)確度。相比于傳統(tǒng)的lof檢測(cè)算法，本技術(shù)中的檢測(cè)結(jié)果在結(jié)合當(dāng)前數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上更全面地考慮了電機(jī)電流、電機(jī)轉(zhuǎn)速以及膠管溫度之間的變化關(guān)系，并且對(duì)于數(shù)據(jù)劇烈、幅度大突變更加敏感，便于區(qū)分運(yùn)行數(shù)據(jù)中的正常波動(dòng)和異常波動(dòng)，因此具有更高的準(zhǔn)確度。

6、可選的，對(duì)于任一時(shí)刻的異常纏繞度的計(jì)算步驟包括：獲取該時(shí)刻的電流數(shù)據(jù)以及轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，將該時(shí)刻的電流數(shù)據(jù)以及轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的比值作為該時(shí)刻的異常纏繞度。

7、有益效果為：在膠管盤繞過程，膠管的盤繞出現(xiàn)卡頓時(shí)，電機(jī)受到的負(fù)載增大，電流升高，同時(shí)會(huì)造成電機(jī)轉(zhuǎn)速的降低，因此結(jié)合電機(jī)電流以及電機(jī)轉(zhuǎn)速能夠判斷設(shè)備在運(yùn)行過程中是否出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象，進(jìn)而能夠基于此判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

8、可選的，對(duì)于任一時(shí)刻的異常纏繞度的計(jì)算步驟包括：獲取該時(shí)刻以及該時(shí)刻前的個(gè)電流數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)；獲取電流數(shù)據(jù)的電流均值以及轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)速均值，將電流均值與轉(zhuǎn)速均值的比值作為該時(shí)刻的異常纏繞度。

9、有益效果為：計(jì)算異常纏繞度的過程中，基于多項(xiàng)數(shù)據(jù)的均值進(jìn)行計(jì)算，提高異常纏繞度計(jì)算的準(zhǔn)確度和魯棒性，減少噪聲信號(hào)對(duì)異常纏繞度計(jì)算的影響。

10、可選的，膠管溫度數(shù)據(jù)的采集頻率低于轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)以及電流數(shù)據(jù)的采集頻率，轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)與電流數(shù)據(jù)的采集頻率相等；為電流數(shù)據(jù)采集頻率與膠管溫度數(shù)據(jù)采集頻率的差值。

11、有益效果為：設(shè)備運(yùn)行過程中，溫度數(shù)據(jù)變化速度相對(duì)較慢，因此降低溫度的采集頻率。

12、可選的，構(gòu)建膠管溫度數(shù)據(jù)中各時(shí)刻的觀測(cè)序列的步驟包括：確定觀測(cè)序列長(zhǎng)度，對(duì)于任一時(shí)刻，將該時(shí)刻以及該時(shí)刻前的個(gè)膠管溫度數(shù)據(jù)作為該時(shí)刻的觀測(cè)序列。

13、有益效果為：將某時(shí)刻以及該時(shí)刻前的個(gè)數(shù)據(jù)作為該時(shí)刻的觀測(cè)序列，便于分析最近時(shí)間段內(nèi)溫度的變化，準(zhǔn)確反映當(dāng)前溫度情況。

14、可選的，根據(jù)觀測(cè)序列中的膠管溫度數(shù)據(jù)與膠管形變的極限溫度的比值獲取對(duì)應(yīng)時(shí)刻的溫度異常指數(shù)的步驟包括：將觀測(cè)序列中多個(gè)膠管溫度數(shù)據(jù)與極限溫度的比值的和作為溫度異常指數(shù)。

15、有益效果為：膠管形變的極限溫度代表了膠管能夠承受的最大溫度，盤卷機(jī)運(yùn)行過程中，膠管的溫度越接近極限溫度說明當(dāng)前運(yùn)行的狀態(tài)越危險(xiǎn)，越可能出現(xiàn)膠管變形的情況。因此將膠管溫度與極限溫度的比值作為溫度異常指數(shù)，溫度異常指數(shù)越大，說明當(dāng)下溫度情況越差，越容易出現(xiàn)膠管形變的情況。

16、可選的，構(gòu)建鄰近纏繞序列以及鄰近溫度序列的步驟包括：對(duì)于任意一個(gè)時(shí)刻，該時(shí)刻以及該時(shí)刻前的個(gè)異常纏繞度構(gòu)成鄰近纏繞序列，該時(shí)刻以及該時(shí)刻前的個(gè)溫度異常指數(shù)構(gòu)成鄰近溫度序列。

17、可選的，獲取時(shí)段異常幅度的步驟包括：獲取鄰近纏繞序列中數(shù)據(jù)的均值以及鄰近溫度序列中數(shù)據(jù)的均值，將兩個(gè)均值的和作為時(shí)段異常幅度；

18、獲取鄰近纏繞序列中數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差以及鄰近溫度序列中數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差，將兩個(gè)均值的和作為時(shí)段異常波動(dòng)。

19、有益效果為：鄰近纏繞序列以及鄰近溫度序列中的均值表明了盤卷機(jī)卡頓異常度以及溫度異常指數(shù)整體的幅度，能夠反映在該時(shí)間段內(nèi)整體的異常程度，因此將兩個(gè)均值的和作為時(shí)段異常幅度。而兩個(gè)序列中數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差反映了兩個(gè)序列中數(shù)據(jù)的波動(dòng)幅度，能夠反映序列中數(shù)據(jù)突變的情況，因此將兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的和作為時(shí)段異常，進(jìn)一步提高對(duì)異常檢測(cè)的準(zhǔn)確度。

20、可選的，基于檢測(cè)修正因子對(duì)lof的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正確定設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的步驟包括：基于各溫度采集時(shí)刻的異常分?jǐn)?shù)和檢測(cè)修正因子構(gòu)建各溫度采集時(shí)刻對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)向量，使用聚類方法對(duì)各監(jiān)測(cè)向量進(jìn)行聚類，基于聚類結(jié)果判斷各時(shí)刻的運(yùn)行狀態(tài)。

21、有益效果為：檢測(cè)修正因子與傳統(tǒng)lof檢測(cè)算法得出的異常分?jǐn)?shù)構(gòu)成監(jiān)測(cè)向量，通過聚類對(duì)各時(shí)刻的監(jiān)測(cè)向量進(jìn)行聚類，根據(jù)聚類結(jié)果判斷各時(shí)刻的運(yùn)行狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)。

22、第二方面，本技術(shù)提供一種用于膠管盤卷機(jī)的運(yùn)行異常監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用如下的技術(shù)方案：

23、一種用于膠管盤卷機(jī)的運(yùn)行異常監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)根據(jù)上述的一種用于膠管盤卷機(jī)的運(yùn)行異常監(jiān)測(cè)方法。

24、有益效果為：將上述的一種用于膠管盤卷機(jī)的運(yùn)行異常監(jiān)測(cè)方法生成計(jì)算機(jī)程序，并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中，以被處理器加載并執(zhí)行，從而，根據(jù)存儲(chǔ)器及處理器制作系統(tǒng)，方便使用。

25、本技術(shù)具有以下技術(shù)效果：本技術(shù)中基于盤卷機(jī)運(yùn)行過程中的電流數(shù)據(jù)以及轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)提取異常纏繞度，基于膠管的溫度數(shù)據(jù)構(gòu)建溫度異常指數(shù)，再結(jié)合兩者構(gòu)建檢測(cè)修正因子對(duì)傳統(tǒng)lof檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正從而提高最終對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)的準(zhǔn)確度。