(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 202211263343.8 (22)申请日 2022.10.15 (71)申请人 河北探秘科技有限公司 地址 063000 河北省唐山市 路北区龙泽 南 路43号中国(唐山)工业博物馆A-102 房间 (72)发明人 袁潇湘　李智星　程林　 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/00(2012.01) G06F 9/50(2006.01) G06N 20/00(2019.01) G01D 21/02(2006.01) H04W 4/80(2018.01) H04W 84/18(2009.01) G16Y 20/20(2020.01)G16Y 40/10(2020.01) G16Y 40/20(2020.01) G16Y 40/40(2020.01) (54)发明名称 一种用于设备故障预测管理的边缘计算系 统 (57)摘要 本申请涉及机械设备故障预测及边缘计算 系统技术领域， 公开了一种用于设备故障预测管 理的边缘计算系统。 包括： 传感器、 隔离处理模 块、 边缘计算模块； 所述隔离处理模块包括： 供电 单元、 输入单元、 处理单元、 输 出单元、 通 讯单元、 电路板； 所述边缘计算模块， 包括： 边缘计算硬件 及预测软件。 本系统解决机械改造和重复投入的 问题得到解决， 提升故障预测准确度， 提升预测 及时性， 将运维作业过程数字化， 利于指导设备 关联方进行升级 迭代、 质量改善等工作。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115456307 A 2022.12.09 CN 115456307 A 1.所述的一种用于设备故障预测管理 的边缘计算系统， 其特征在于包括： 传感器、 隔离 处理模块、 边 缘计算模块。 2.根据权利要求1所述的一种用于设备故障预测管理 的边缘计算系统， 其特征在于： 所 述隔离处理模块， 与传感器进 行连接， 用于采集和处理传感器数据， 根据预设数据分析逻辑 生成分析结果数据， 并输出数据， 包括： 供电单元、 输入单元、 处理单元、 输出单元、 通讯单 元、 电路板； 所述输入单元与传感器连接， 接收传感器输出的模拟信号或数字信号， 送到处理单元 进行处理后， 输出至 输出单元， 供原有的控制系统使用； 所述处理单元还用于根据预设报送逻辑数据将有效采集数据及分析结果数据通过通 讯单元传输给边 缘计算模块； 所述通讯单元， 为蓝牙M ESH模组； 所述供电模块， 用于为输入单 元、 处理单元、 输出单元、 通讯单 元提供电能； 所述电路板， 用于安装供电单 元、 输入单 元、 处理单元、 输出单元、 通讯单 元。 3.根据权利要求1所述的一种用于设备故障预测管理的边缘计算系统， 其特征在于所 述边缘计算模块， 包括： 边 缘计算硬件及预测软件。 4.根据权利要求3所述的一种用于设备故障预测管理的边缘计算系统， 其特征在于所 述边缘计算硬件用于存储和 运行预测软件， 向隔离处理模块发送采集指令、 采集存储隔离 处理模块报送的数据， 输入和存储维护保养和维修记录数据， 并进 行数据分析 处理后存储； 包括： 通讯单 元、 处理单元、 存储单元、 交互单元、 供电单 元； 所述的通讯单元包括蓝牙MESH模组及公网通讯模组， 蓝牙MESH模组用于与隔离处理模 块的通讯单 元进行数据交互， 公网通讯模组用于上传数据至服 务器； 所述的交 互单元用于显示运维指导书及输入运维作业记录 。 5.根据权利要求3所述的一种用于设备故障预测管理的边缘计算系统， 其特征在于所 述预测软件， 包括运算模块、 应用模块； 存储和运行在边缘计算硬件上， 用于通过采用人工 智能方法训练设备的运 算模型 （包括 参数模型、 机理模型及故障预测模型） 。 6.根据权利要求5所述的一种用于设备故障预测管理的边缘计算系统， 其特征在于其 中运算模块用于提取历史异常数据， 生成异常数据特 征， 对故障预测模型训练； 所述运算模块还用于将 维护保养和维修记录数据与异常特征数据集进行关联， 并更新 异常特征数据集； 所述运算模块还用于将隔离处理模块报送的数据实时输入故障预测模型、 参数模型进 行综合分析 得出分析结果。 7.根据权利要求5所述的一种用于设备故障预测管理的边缘计算系统， 其特征在于所 述应用模块用于根据运算模块输出 的故障预测结果， 生成维护指导书或维修指导书， 通过 边缘计算硬件的交互单元进行显示； 所述应用模块还用于管理运 维工作人员输入的运维作 业数据， 与异常特 征数据集进行关联和更新。 8.根据权利要求1所述的一种用于设备故障预测管理的边缘计算系统， 其特征在于所 述边缘计算模块还用于将异常数据特征数据集、 上传至数据备份服务器； 所述边缘计算模 块还用于将预测的故障记录、 运维记录、 运行状态数据根据预设的数据逻辑上传至云端数 据服务器， 供设备关联 方查阅参 考。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115456307 A 2一种用于设 备故障预测管理的边缘 计算系统 技术领域 [0001]本申请涉及机械设备故障预测及边缘计算系统技术领域， 具体涉及一种用于设备 故障预测管理的边 缘计算系统。 背景技术 [0002]设备数据的监测是相关人员了解设备的运行情况的重要手段， 也是预测设备故障 的重要支撑， 设备数据监测方案影响着设备故障预测的准确度， 现有的故障预测方案往往 仅关注设备运行状态本身， 而忽略相关工艺数据的变化对设备故障的影响， 造成预测准确 度不高； 部分已有的工艺数据采集传感器因为输出口已接入控制系统 （包括P LC、 DCS、 单板 机等） 无法扩展， 新增传感器又面临机 械改造和重复投入的问题； 现有的设备故障预测方案大多在边缘端进行数据采集和基础运算， 然后将 数据发 送至远端系统 （包含云端） 去完成预测 计算， 受远端系统的算力及通讯的影响， 无法保证故 障预测及时性； 当前设备运维管理不够科学规范， 绝大部分工厂的运维过程 （包括维护保养及维 修） 通过纸质记录， 导致运维作业数据不够透明， 造成运维工作很难做到针对性的作业， 且 设备设计方、 制造方、 运 维服务方等关联方 因无法有效查阅运维历史及故障历史数据， 从而 影响设备的升级迭代、 生产工艺升级、 质量改善等工作。 发明内容 [0003]为解决或改善上述问题， 本申请提供了一种用于设备故障预测管理的边缘计算系 统。 包括： 传感器、 隔离处 理模块、 边 缘计算模块； 所述传感器， 安装在设备上或设备出入口端， 包括但不限于加速度、 电涡流、 温度、 电压、 电流、 继电器、 键相、 振动、 压力、 流 量等传感器， 用于采集设备及相关工艺数据。 [0004]所述隔离处理模块， 与传感器进行连接， 用于采集和处理传感器数据， 根据预设数 据分析逻辑生成分析结果数据， 并输出数据， 包括： 供电单元、 输入单元、 处理单元、 输出单 元、 通讯单 元、 电路板； 所述输入单元与传感器连接， 接收传感器输出的模拟信号或数字信号， 送到处理 单元进行处 理后， 输出至 输出单元， 供原有的控制系统使用； 所述处理单元还用于根据预设报送逻辑数据将有效采集数据及分析结果数据通 过通讯单 元传输给边 缘计算模块； 所述通讯单元， 为蓝牙M ESH模组； 所述供电模块， 用于为输入单 元、 处理单元、 输出单元、 通讯单 元提供电能； 所述电路板， 用于安装供电单 元、 输入单 元、 处理单元、 输出单元、 通讯单 元。 [0005]所述边缘计算模块， 包括： 边 缘计算硬件及预测软件。 [0006]所述边缘计算硬件用于存储和运行预测软件， 向隔离处理模块发送采集指令、 采说　明　书 1/4 页 3 CN 115456307 A 3