WO2020216452A1 - State analysis of a system - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for analyzing the status of a plant, wherein a sequence of measurement data of at least one measured variable, which depends on a status of the plant, is recorded by means of an interface of a computer system.
- the invention also relates to a method for providing a set of parameters, a status analysis system, a training system and associated computer programs.
- Hardware is usually required for an evaluation of industrial systems, for example an energy efficiency evaluation
- this object is achieved by a method for analyzing the status of a system, a method for providing a parameter set, a status analysis system, a training system and computer programs according to the independent claims.
- Advantageous further developments and further embodiments are the subject of the dependent claims.
- a method in particular an at least partially wise computer-implemented method for analyzing the condition of a system, wherein a sequence of measurement data of at least one measured variable, which depends on a condition of the system, is recorded by means of an interface of a computer system, in particular according to a predetermined set of parameters. At least two statistical parameters are determined based on the sequence of measurement data by means of a computing unit of the computer system according to the specified parameter set. The statistical parameters are weighted by means of the computing unit according to the parameter set. A classification analysis is carried out by means of the arithmetic unit in accordance with the parameter set and based on the weighted statistical parameters. By means of the computing unit, the condition of the installation is determined based on a result of the classification analysis.
- the system can in particular include an industrial system, a machine, an electrical machine, a pneumatic machine, a heat engine, an electrical consumer or an energy consumer.
- state can be understood to mean, for example, a current operating state of the system.
- state is not to be understood as an aging state or as a state in relation to an expected service life of the system.
- the at least one measured variable can in particular contain a measured variable of the system, in particular a state variable or an operating variable of the system.
- the at least one measured variable can in particular contain an energy-related variable, for example electrical power consumption, electrical voltage or electrical current intensity.
- the at least one measured variable can also contain a converted heat, a thermal output, an operating pressure, a pneumatic energy variable, an operating temperature, an ambient temperature, an insulating medium temperature or a temperature of a component of the system.
- the sequence of measurement data can be stored, for example, by means of the computing unit or another computing unit, for example on a storage medium of the computer system, in particular in order to carry out the acquisition of the following method steps.
- the sequence of measurement data can, for example, correspond to a work section, in particular a time work section of the system.
- the sequence of measurement data can include values of the at least one measured variable measured during the section.
- the sequence can be understood to mean an ordered set of N-tuples of the at least one measured variable, where N corresponds to a number of measured variables which are comprised by the at least one measured variable, and N can be greater than or equal to one. Each N-tuple then corresponds to a measurement data item in the sequence.
- the at least two statistical parameters can be determined according to the specified parameter set can be understood in such a way that the at least two statistical parameters are determined using one or more parameters of the parameter set.
- at least two initial statistical parameters based on the sequence of measurement data can be determined by means of the computing unit independently of the parameter set.
- the initial statistical parameters can then, for example, be scaled or normalized using one or more scaling parameters or scaling factors that are included in the parameter set in order to obtain the two statistical parameters.
- the classification analysis includes, in particular, the application of a classification method to the at least two weighted statistical parameters.
- the classification analysis or the classification process can assign the sequence, in particular the section, to one of several, in particular predetermined, classes.
- the classification analysis can use one or more classification parameters included in the parameter set, for example.
- the assignment of the sequence to the class can in particular be unambiguous, that is to say the sequence is assigned to exactly one class from a predetermined set of classes according to the classification method.
- an interface can in particular contain a hardware interface and / or a software interface of the computer system.
- the interface can in particular contain a PCI bus, a USB or a Firewire interface.
- a computing unit can have hardware elements, for example one or more microprocessors, and / or software elements.
- a storage medium can, in particular, be a non-permanent main memory, for example a random access memory, or a permanent mass storage medium, for example a hard drive, a flash memory, an SD card or a solid-state memory. State disk included.
- the status of the system can take place without intervening in the system or machine control.
- existing systems can also be analyzed.
- the condition of the plant determined by means of the method for condition analysis can be used, for example, to evaluate the plant.
- a key performance indicator (KPI) in particular for the section concerned, an energy efficiency assessment or a potential assessment for the system can be carried out.
- the result of the status analysis can be used for process optimization of the system be used.
- the at least one measured variable contains a measured variable with regard to electrical or pneumatic energy, with regard to a pressure, an electrical current or a power, in particular an electrical power.
- the state is, for example, an energetic state, for example an energetic level, an energy level, a power level, a level of power consumption by the system or a state defined by characteristic signatures in the course of the at least one measured variable.
- the at least two statistical parameters in particular for each of the at least one measured variable, contain a maximum value of the at least one measured variable, a minimum value of the at least one measured variable, an average value of the at least one measured variable, a variance of the at least one measured variable , a standard deviation of the at least one measured variable, a sum of the values, and / or a sum of the absolute values of the few At least one measured variable or one of the named parameters scaled according to the specified set of parameters.
- the at least two statistical parameters in particular for each of the at least one measured variables, contain a sum of all absolute changes in the at least one measured variable, a sum of all positive changes in the at least one measured variable, and a sum of all negative changes in the at least one measurement size, a number of measured values above the mean value of the at least one measured variable, a maximum number of successive measuring points above the mean value of the at least one measured variable and / or a maximum number of consecutive measured values below the mean value of the at least one measured variable or one according to the specified Scaled parameter set of the parameters mentioned.
- the at least one measured variable is measured by at least one sensor, in particular of the computer system, in order to generate the sequence of measured data.
- the at least one sensor is in particular connected or can be connected to the interface and provides the measurement data so that they can be recorded by means of the interface.
- the at least one sensor contains an energy measuring device, an energy meter, an ammeter, a voltage measuring device, a temperature sensor, a pressure sensor or a heat sensor.
- the specified parameter set contains a length of the sequence and / or a set of weighting factors for weighting the statistical parameters and / or a classification parameter for the classification analysis.
- the length of the sequence is, for example, a number of measuring points or N-tuples within the sequence, so to speak the duration of a recording time period for recording the measuring points of the sequence.
- the recording period can be referred to as a window or a data window, for example.
- the acquisition of the sequence of measurement data takes place according to the parameter set
- the acquisition takes place in particular according to the length of the sequence. This means, for example, that the at least one sensor from the
- the computing unit or a control unit is controlled according to the length of the sequence in order to record a corresponding number of measuring points or to carry out the measurement over a corresponding period of time.
- the sensor can measure the at least one measured variable continuously and / or permanently or continuously, in particular over several sections, and the detection itself by the interface takes place according to the length of the sequence.
- the parameter set can also contain one or more scaling parameters or scaling factors for scaling the initial statistical parameters.
- a reliable status analysis in particular an energy-related status, of the system can be achieved.
- two or more of the at least two statistical parameters are assigned to a given feature block and the weighting of the two or more statistical parameters assigned to the feature block is assigned a common weighting factor, in particular a common weighting factor for the feature block of the parameter set.
- the fact that the two or more parameters are assigned to the feature block can be understood to mean that it is predefined that the two or more of the at least two statistical parameters belong to the specified feature block, so that the assignment itself is not necessarily part of the method.
- the feature block and / or further feature blocks can be weighted differently, for example.
- each of the at least two statistical parameters is assigned to one, in particular exactly one, feature block of a predetermined set of two or more feature blocks.
- the weighting of the statistical parameters assigned to the respective feature blocks is then carried out with a respective common weighting factor of the respective feature block.
- the classification analysis by means of the computing unit identifies a class, in particular a class for the sequence, and a probability for the class is determined.
- the identified class together with the probability can be viewed, for example, as the result of the status analysis.
- the class that is identified corresponds, for example, to the state of the system and the probability corresponds to a probability with which the system is actually in the identified state or in the identified class during the section belonging to the sequence.
- post-processing of the result of the classification analysis is carried out by means of the computing unit if the probability for the identified class is less than a predefined threshold value.
- the state can then be determined based on the result of the post-processing.
- a method for providing a parameter set in particular for a method for analyzing the condition of a plant, in particular according to the improved concept, is given.
- a large number, i.e. three or more, of training sequences of measurement data of at least one measured variable, which depends on a state of a training system is recorded by means of a first interface of a training computer system.
- a first, a second and a third step are carried out by means of an arithmetic unit of the training computer system according to a predetermined initial set of parameters.
- at least two statistical parameters based on the measurement data of the respective training sequence are determined by the computing unit.
- the statistical parameters, in particular the respective training sequence are weighted by means of the computing unit, in particular based on the initial parameter set.
- a classification analysis is carried out by means of the computing unit, in particular based on the initial set of parameters, based on the weighted statistical parameters, in particular the respective training sequence.
- Evaluation data of a result of the classification analyzes, in particular the classification analyzes for all of the training follow is recorded by means of a second interface of the training computer system.
- an adapted parameter set is generated depending on the evaluation data, in particular by adapting the initial parameter set.
- the first, the second and the third step are repeated for each of the training sequences according to the adapted parameter set, in particular if the adapted parameter set was generated as a function of the evaluation data.
- the evaluation data of the results of the classification analyzes can in particular relate to the respective results of the respective classification analyzes of individual training sequences or an overall result of all classification analyzes.
- the steps are carried out in accordance with the initial set of parameters, in particular, in that each of the steps is carried out in accordance with the set of parameters.
- Steps for each of the training sequences in accordance with the adapted parameter set include, in particular, performing the steps in accordance with the adapted parameter set instead of the initial parameter set.
- the acquisition of the evaluation data is also repeated, for example after the repetition of the steps in accordance with the adapted set of parameters.
- the acquisition of the evaluation data and the repetition of the first, second and third steps with the adjusted parameter set are repeated iteratively until the evaluation data prove that the result of the classification analyzes is sufficient.
- the last used adjusted parameter set can be output or made available, for example by means of a third interface of the computing unit. in particular to be used as a predetermined parameter set of a method for condition analysis according to the improved concept.
- Whether the result of the classification analyzes is sufficient can be determined, for example, automatically and / or based on an assessment by a human user.
- the training system can in particular be a system that is identical or similar or comparable to a system whose state is obtained by means of a state analysis according to the improved concept based on a given parameter set by a method for providing a parameter set according to the improved concept should be analyzed.
- the training system can also be the same system.
- the second interface can be, for example, an internal or software interface of the training computer system. If the evaluation data is generated by a human user, the second interface can be an external or hardware interface or a user interface or a
- the training sequences can, for example, be generated analogously to the generation of the sequence for a method for state analysis according to the improved concept.
- the at least one measured variable can be recorded over a certain period of time, for example by means of a sensor.
- the recorded measured variables can then be divided into sections each section corresponds to one of the training sequences.
- the at least one measured variable is measured by at least one sensor, for example of the training computer system, in order to generate the plurality of training sequences.
- the initial parameter set contains a length of the training sequences, the lengths of all training sequences being the same, and / or a set of weighting factors for weighting the at least two statistical parameters and / or one or several classification parameters for classification analysis.
- two or more of the at least two statistical parameters are assigned to a predetermined feature block and the weighting of the two or more statistical parameters assigned to the feature block is carried out with a common weighting factor of the initial parameter set.
- a class for the training sequence is identified by the classification analysis of a respective training sequence by means of the computing unit and a probability for the respective identified class is determined.
- the parameters which are contained in the initial parameter set or the values of the parameters in the initial parameter set can, for example, correspond to empirically determined or at least partially randomly selected starting values for the corresponding parameters.
- the values of the initial parameters of the initial parameter set can be determined by user inputs, for example relating to a system or machine type or a work cycle of the system or expected states of the system or a question for the status analysis.
- the weighting factors of the initial parameter set can be determined from the question.
- a value for the length of the training sequences for the initial set of parameters can be determined from the work cycle and / or the system or machine type.
- one or more classification parameters can be determined for the classification analyzes, for example a number of expected states or a number of classes.
- the type of system can be, for example, a machine tool, a press machine or a robot.
- the user input for determining the initial parameter set can accelerate a convergence or an overall duration of the method for providing the parameter set until the result of the classification analyzes is sufficient. But it is not absolutely necessary.
- an unsupervised classification is carried out by means of the arithmetic unit according to the parameter set, in particular the initial parameter set and / or the adjusted parameter set, and based on the weighted statistical parameters.
- the use of an unsupervised classification analysis or an unsupervised classification method advantageously means that no labeled or special training data set is required for the parameter set according to the improved concept to provide. This is particularly advantageous since the provision or generation of such a training data set is time-consuming and resource-intensive and can also require specific expert knowledge.
- the unsupervised classification can include, for example, a K-means method, in particular a fuzzy K-means classification method.
- the initial set of parameters can contain a number of classes as classification parameters, for example.
- a user input is recorded by means of the second interface in order to record the evaluation data.
- a graphic representation of the result of the classification analyzes can be generated and output on a user interface.
- a user can evaluate the graphical representation and, based on this, enter or provide the evaluation data at least partially via the second interface, so that they can be recorded by means of the second interface.
- the evaluation data provided by the user can in particular contain information on whether the results of the classification analyzes are considered sufficient or not.
- it can also contain a qualified statement, for example about whether a larger number of classes should be used or whether an incorrect class assignment was made or whether the number of classes used is considered sufficient.
- the adjustment of the parameter set can take place in a more targeted manner, so that a faster convergence of the parameter set is possible.
- Acquiring the evaluation data by means of the user input has the advantage that it can be carried out quickly and easily and that an experience of the user can be used to advantage.
- a visual recording of the graphic representation by a person is particularly effective and efficient.
- the result of the classification analyzes is evaluated by means of the arithmetic unit or by means of a further arithmetic unit of the training computer system using a machine learning method, for example using an artificial neural network, in order to generate the evaluation data.
- the artificial neural network can in particular be a folding neural network (English:
- CNN convolutional neural network
- the artificial neural network can be combined, for example, with an autoencoder to generate the evaluation data.
- Particularly advantageous embodiments contain both the user input and the evaluation of the result of the classification analyzes using the artificial neural network for recording the evaluation data. In this way, an efficient yet particularly robust assessment can be made.
- a comparison of marked time data series is carried out by means of analysis methods in order to acquire the evaluation data.
- the specified parameter set was or is provided by means of a method for providing a parameter replacement according to the improved concept.
- a condition analysis system with a computer system has an interface and a computing unit.
- the interface is set up to acquire a sequence of measured data of at least one measured variable, which depends on a state of a system.
- the computing unit is set up to determine at least two statistical parameters based on the sequence of measurement data in accordance with a predefined set of parameters.
- the computing unit is set up to weight the statistical parameters according to the parameter set and to carry out a classification analysis according to the parameter set and based on the weighted statistical parameters.
- the computing unit is also set up to determine the state of the installation based on a result of the classification analysis.
- condition analysis system result directly from the method for condition analysis of a plant according to the improved concept and the corresponding configurations and vice versa.
- the state analysis system is for performing a method for state analysis according to the improved Concept trained or programmed.
- the method for state analysis is carried out by a state analysis system according to the improved concept.
- a first computer program is specified.
- the first computer program has commands which, when the first computer program is executed by a computer system, in particular by a computer system of a status analysis system according to the improved concept, cause the computer system to perform a method for status analysis of a system according to the improved concept.
- a computer-readable storage medium is specified on which a first computer program according to the improved concept is stored.
- a training system with a training computer system has a first and a second interface and a computing unit.
- the first interface is set up to record a large number of training sequences of measurement data from at least one measurement variable, which depends on a state of a training system.
- the processing unit is set up to carry out a first, a second and a third step for each of the training sequences in accordance with a predetermined initial parameter set.
- the first step at least two statistical parameters are determined based on the measurement data of the respective training sequence.
- the statistical parameters of the respective training sequence are weighted.
- a classification analysis based on the weighted statistical parameters of the respective training sequence is carried out.
- the second interface is set up to record evaluation data of a result of the classification analyzes, in particular of all training sequences, and the re-
- the computer unit is set up to generate an adapted parameter set as a function of the evaluation data.
- the computing unit is also set up to repeat the first, the second and the third step for each of the training sequences according to the adapted parameter set, in particular if the parameter set has been adapted as a function of the evaluation data.
- the training system is designed or programmed to carry out a method for providing the parameter set according to the improved concept.
- the method for providing the parameter set is carried out by the training system.
- a second computer program is specified.
- the second computer program has commands which, when the second computer program is executed by a computer system, in particular by a training computer system of a training system according to the improved concept, cause the computer system to carry out a method for providing a parameter set according to the improved concept.
- a computer-readable storage medium is specified on which a second computer program according to the improved concept is stored.
- FIG 2 shows an exemplary embodiment of a training system according to the improved concept and various aspects of an exemplary embodiment of a method for providing the parameter set according to the improved concept.
- Figure 1 is a schematic representation of a state analysis system is shown according to the improved concept, wel Ches a computer system 1 has.
- the computer system 1 is connected to one or more systems 6a, 6b, 6c in each case via a sensor 7a, 7b, 7c, for example an energy meter.
- the computer system 1 has a computing unit 3, for example containing at least one microprocessor 4, and an interface 2a, 2b, 2c for connecting the computing unit 3 to the sensors 7a, 7b, 7c.
- the computer system 1 is coupled to an input and output device 5, for example.
- FIG. 2 shows a schematic representation of a training system based on the improved concept, which has a training computer system 9.
- the training computer system 9 is connected to a training system 6d via a sensor 7d, for example an energy meter.
- the training system 6d and the sensor 7d can, for example, be identical or structurally identical or comparable to one of the systems 6a, 6b, 6c and one of the sensors 7a, 7b, 7c.
- the training computer system 9 has a processing unit 10, for example containing at least one microprocessor, and for connection to the transmitter sor 7d has a first interface 11.
- the training computer system 9 is, for example, coupled via a second interface 12 to a user interface 13, which can serve as an input and output device.
- the sensor 7d can record at least one measured variable, in particular an electrical power consumption and / or a current intensity, of the training system 6d and transmit it to the computing unit 10.
- step 200 information such as a type, a work cycle or possible energetic states of the training system 6d can be recorded by the computing unit 10, for example through a user input or a database query.
- the computing unit 10 can detect a question to be analyzed, for example through a user input or a database query, for example whether the energy levels of the training system 6d should be identified or whether recurring signature sections should be identified in the measured variable special regardless of the energy levels.
- the values of the initial parameters of the initial parameter set can be determined by user inputs, for example relating to a system or machine type or a work cycle of the system or expected states of the system or a question for the status analysis.
- the computing unit 10 can divide the recorded values for the measured variable into sections to be analyzed, for example depending on the work cycle of the system or a sampling rate when the measured variable is recorded. For example, a section length can vary with the work cycle be equated.
- the values of the measured variable of the individual sections can be viewed as respective training sequences. The segment length, or the length of the training sequences, represents a given initial parameter.
- the computing unit 10 can automatically perform a feature extraction, for example specifically for the respective question.
- the feature extraction can be carried out based on, for example, empirically determined feature blocks. These feature blocks, which each contain one or more optionally scaled statistical parameters, can extract different information from the recorded measured variables.
- the arithmetic unit can weight the feature blocks or the statistical parameters of the feature blocks differently and thereby select how much the individual feature blocks should be taken into account in order to answer the question.
- the training system begins, for example, with an initial set of weighting parameters, empirically determined for example for the question, and corrects these if necessary in the further course of the training.
- the parameters which, optionally scaled by means of one or more initial scaling parameters, can be assigned to the feature blocks, can contain for each section: a maximum value of the measured variable, a minimum value of the measured variable, a mean value of the measured variable, a variance of the measured variable, a standard deviation of the Measured variable, a sum of the values of the measured variable, a sum of all absolute changes in the measured variable ("absolute sum of changes"), a sum of all positive changes in the measured variable (“positive sum of changes”), a sum of all negative changes in the few at least one measured variable (“negative sum of changes”), a number of measured values above the mean value of the measured variable ("count above mean”), a maximum number of consecutive measuring points above the mean value of the measured variable ("longest strength above mean”) and / or a maximum number of consecutive measured values below the mean value of the measured variable (“Longest strike below mean”).
- the scaled extracted features are placed in an unsupervised classifier in a step 700.
- One possibility can be a fuzzy K-means classifier.
- the classifier is trained, for example, with all recorded, preprocessed measurement data.
- there can be different parameters which, if necessary, can be adapted differently from the parameters initially used.
- a number of classes can be specified which also serves as an initial parameter. In the course of the training, this can also be iteratively adapted, for example, if a user wants a more detailed analysis of the data with more classes.
- the classes can, for example, correspond to the energetic states of the training facility 6d, which, for example, have one or more of the states "Off", "Ready"
- a system such as the training system 6d, for example, generally has at least three states, an initial number of classes equal to three can be specified, for example.
- a result of the classification contains, for example, a class for each section and optionally a probability for the respective class.
- the result can optionally be output to a user, for example in the form of a graphic see illustration 8, which in the example shown can contain an electrical power consumption P of the training system 6d as a function of time t.
- the classes or states i, ii, iii, iv found in each case can be assigned to the sections, for example by means of color coding.
- the result can, for example, be evaluated in a step 900 by means of a user interaction.
- the user can, for example, confirm the result, i.e. evaluate it as sufficient or reject the result.
- the user can provide additional information, for example whether the number of classes found is correct and / or whether the correct classes have been identified and / or whether a more detailed analysis with more classes is required or desired.
- an automatic evaluation can take place in step 1000, for example using the computing unit 10 or a cloud, based on known successful analysis results of the same or similar systems.
- a comparison of image files representing the respective results can be carried out using a folding neural network (CNN) or an auto-encoder with a subsequent neural network.
- CNN folding neural network
- step 1100 it can be checked whether a sufficiently good result is present. If this is not the case, the
- Steps 400 to 800 and optionally 900 to 1100 are iteratively run through during the training phase, depending on the evaluation of the result, until a sufficiently good result is available.
- the initial parameters can be replaced by adapted parameters and adapted again in each iteration. If the result is sufficiently good, the last used parameter set can be used in a step 1200 as a specified parameter set for status analysis. analysis of one or more of the systems 6a, 6b, 6c of FIG. 1 can be used or specified.
- the senor 7a can be used to record a repeated, in particular continuous, recording of a measured variable, in particular an electrical power consumption and / or a current intensity, of the system 6a and transmit it to the computing unit 3.
- the measurement data can be stored in a storage medium, for example the computing unit 3.
- the computing unit 3 can be used to extract features.
- At least two statistical parameters of a sequence corresponding to the stored measurement data, as described with regard to the training phase, are determined and scaled using scaling parameters of the specified parameter set.
- the statistical parameters for example the feature blocks described above, are weighted with the weighting parameters according to the specified parameter set.
- the weighted statistical parameters are subjected to a classification analysis by means of the computing unit, for example by a fuzzy K-means classifier, the classification parameters of the specified parameter set being used, for example the number of classes for the fuzzy K-means determined during the training
- a class for example with a corresponding class probability, is determined and optionally output or used or further processed for evaluating the system 6a.
- Post-processing of the classification can optionally take place, for example if the analyzed section could only be assigned to a class with a probability that is less than a predetermined limit value.
- the output class can represent the status of the analyzed section and can in particular be passed on to a system that can use the information about the status to calculate, for example, KPIs per status, an energy efficiency or a potential estimate for the system 6a, or to optimize the operation of the system 6a.
- condition of a system can be determined automatically without having to access its control.
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Abstract
Description
Beschreibung description
Zustandsanalyse einer Anlage Condition analysis of a plant
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandsanalyse ei ner Anlage, wobei eine Folge von Messdaten wenigstens einer Messgröße, welche von einem Zustand der Anlage abhängt, mit tels einer Schnittstelle eines Computersystems erfasst wird. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bereitstel len eines Parametersatzes, ein Zustandsanalysesystem, ein Trainingssystem, sowie zugehörige Computerprogramme. The invention relates to a method for analyzing the status of a plant, wherein a sequence of measurement data of at least one measured variable, which depends on a status of the plant, is recorded by means of an interface of a computer system. The invention also relates to a method for providing a set of parameters, a status analysis system, a training system and associated computer programs.
Für eine Bewertung industrieller Anlagen, beispielsweise eine Energieeffizienzbewertung, sind in der Regel Hardware Hardware is usually required for an evaluation of industrial systems, for example an energy efficiency evaluation
und/oder Softwareanpassungen an der Anlage oder der Anlagen steuerung erforderlich um einen Zustand, beispielsweise einen energetischen Zustand, der Anlage zu bestimmen. Damit gehen jedoch Ausfallzeiten einher, sowie das Risiko eines Verlusts von Gewährleistungsrechten und ein hoher Aufwand für die Um setzung. Ein Eingriff in die Anlagensteuerung kann außerdem unmöglich oder von einem Anlagenbetreiber unerwünscht sein. and / or software adjustments to the system or the system control required in order to determine a state, for example an energetic state, of the system. However, this goes hand in hand with downtimes, as well as the risk of loss of warranty rights and high implementation costs. Intervention in the system control can also be impossible or undesirable by a system operator.
Es ist vor diesem Hintergrund eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konzept zur Zustandsanalyse einer Anlage anzugeben, welches eine automatisierte Zustandsanalyse erlaubt, bei der auf einen Zugriff auf die Anlagensteuerung verzichtet werden kann. Against this background, it is an object of the present invention to provide an improved concept for the status analysis of a system which allows an automated status analysis in which access to the system control can be dispensed with.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Zustandsanalyse einer Anlage, ein Verfahren zum Bereitstellen eines Parametersatzes, ein Zustandsanalysesystem, ein Trai ningssystem und Computerprogramme gemäß den unabhängigen Pa tentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und wei tere Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprü che . According to the invention, this object is achieved by a method for analyzing the status of a system, a method for providing a parameter set, a status analysis system, a training system and computer programs according to the independent claims. Advantageous further developments and further embodiments are the subject of the dependent claims.
Gemäß einem ersten unabhängigen Aspekt des verbesserten Kon zepts wird ein Verfahren, insbesondere ein wenigstens teil- weise computerimplementiertes Verfahren, zur Zustandsanalyse einer Anlage angegeben, wobei eine Folge von Messdaten we nigstens einer Messgröße, welche von einem Zustand der Anlage abhängt, mittels einer Schnittstelle eines Computersystems, insbesondere gemäß einem vorgegebenen Parametersatz, erfasst wird. Wenigstens zwei statistische Kenngrößen werden basie rend auf der Folge von Messdaten mittels einer Recheneinheit des Computersystems gemäß dem vorgegebenen Parametersatz be stimmt. Die statistischen Kenngrößen werden mittels der Re cheneinheit gemäß dem Parametersatz gewichtet. Eine Klassifi zierungsanalyse wird mittels der Recheneinheit gemäß dem Pa rametersatz und basierend auf den gewichteten statistischen Kenngrößen durchgeführt. Mittels der Recheneinheit wird ba sierend auf einem Ergebnis der Klassifizierungsanalyse der Zustand der Anlage bestimmt. According to a first independent aspect of the improved concept, a method, in particular an at least partially wise computer-implemented method for analyzing the condition of a system, wherein a sequence of measurement data of at least one measured variable, which depends on a condition of the system, is recorded by means of an interface of a computer system, in particular according to a predetermined set of parameters. At least two statistical parameters are determined based on the sequence of measurement data by means of a computing unit of the computer system according to the specified parameter set. The statistical parameters are weighted by means of the computing unit according to the parameter set. A classification analysis is carried out by means of the arithmetic unit in accordance with the parameter set and based on the weighted statistical parameters. By means of the computing unit, the condition of the installation is determined based on a result of the classification analysis.
Die Anlage kann insbesondere eine industrielle Anlage, eine Maschine, eine elektrische Maschine, eine pneumatische Ma schine, eine Wärmekraftmaschine, einen elektrischen Verbrau cher oder einen Energieverbraucher beinhalten. The system can in particular include an industrial system, a machine, an electrical machine, a pneumatic machine, a heat engine, an electrical consumer or an energy consumer.
Unter dem Begriff „Zustand" kann beispielsweise ein aktueller Betriebszustand der Anlage verstanden werden. Insbesondere ist der Begriff „Zustand" nicht als Alterungszustand oder als Zustand in Bezug auf eine zu erwartende Lebensdauer der Anla ge zu verstehen. The term “state” can be understood to mean, for example, a current operating state of the system. In particular, the term “state” is not to be understood as an aging state or as a state in relation to an expected service life of the system.
Die wenigstens eine Messgröße kann insbesondere eine Messgrö ße der Anlage beinhalten, insbesondere eine Zustandsgröße oder eine Betriebsgröße der Anlage. Die wenigstens eine Mess größe kann insbesondere eine energiebezogene Größe, bei spielsweise eine elektrische Leistungsaufnahme, eine elektri sche Spannung oder eine elektrische Stromstärke, beinhalten. Die wenigstens eine Messgröße kann auch eine umgesetzte Wär me, eine Wärmeleistung, einen Betriebsdruck, eine pneumati sche Energiegröße, eine Betriebstemperatur, eine Umgebungs temperatur, eine Isoliermitteltemperatur oder eine Temperatur einer Komponente der Anlage beinhalten. Die Folge von Messdaten kann beispielsweise mittels der Re cheneinheit oder einer weiteren Recheneinheit gespeichert werden, beispielsweise auf einem Speichermedium des Computer systems, insbesondere um die der Erfassung der nachfolgenden Verfahrensschritte auszuführen. The at least one measured variable can in particular contain a measured variable of the system, in particular a state variable or an operating variable of the system. The at least one measured variable can in particular contain an energy-related variable, for example electrical power consumption, electrical voltage or electrical current intensity. The at least one measured variable can also contain a converted heat, a thermal output, an operating pressure, a pneumatic energy variable, an operating temperature, an ambient temperature, an insulating medium temperature or a temperature of a component of the system. The sequence of measurement data can be stored, for example, by means of the computing unit or another computing unit, for example on a storage medium of the computer system, in particular in order to carry out the acquisition of the following method steps.
Die Folge von Messdaten kann beispielsweise einem Arbeitsab schnitt, insbesondere einen zeitlichen Arbeitsabschnitt der Anlage entsprechen. Beispielsweise kann die Folge von Messda ten während des Abschnitts gemessene Werte der wenigstens ei nen Messgröße beinhalten. The sequence of measurement data can, for example, correspond to a work section, in particular a time work section of the system. For example, the sequence of measurement data can include values of the at least one measured variable measured during the section.
Unter der Folge kann eine geordnete Menge von N-Tupeln der wenigstens einen Messgröße verstanden werden, wobei N einer Anzahl von Messgrößen, welche von der wenigstens einen Mess größe umfasst sind, entspricht und N größer oder gleich eins sein kann. Jedes N-Tupel entspricht dann also einem Messdatum der Folge. The sequence can be understood to mean an ordered set of N-tuples of the at least one measured variable, where N corresponds to a number of measured variables which are comprised by the at least one measured variable, and N can be greater than or equal to one. Each N-tuple then corresponds to a measurement data item in the sequence.
Dass die wenigstens zwei statistischen Kenngrößen gemäß dem vorgegebenen Parametersatz bestimmt werden kann derart ver standen werden, dass die wenigstens zwei statistischen Kenn größen unter Verwendung eines oder mehrerer Parameter des Pa rametersatzes bestimmt werden. Insbesondere können wenigstens zwei initiale statistische Kenngrößen basierend auf der Folge von Messdaten mittels der Recheneinheit unabhängig von dem Parametersatz bestimmt werden. Die initialen statistischen Kenngrößen können dann beispielsweise anhand eines oder meh rerer Skalierungsparameter oder Skalierungsfaktoren, welche von dem Parametersatz umfasst sind, skaliert oder normali siert werden um die zwei statistischen Kenngrößen zu erhal ten . The fact that the at least two statistical parameters can be determined according to the specified parameter set can be understood in such a way that the at least two statistical parameters are determined using one or more parameters of the parameter set. In particular, at least two initial statistical parameters based on the sequence of measurement data can be determined by means of the computing unit independently of the parameter set. The initial statistical parameters can then, for example, be scaled or normalized using one or more scaling parameters or scaling factors that are included in the parameter set in order to obtain the two statistical parameters.
Die Klassifizierungsanalyse beinhaltet insbesondere die An wendung eines Klassifizierungsverfahrens auf die wenigstens zwei gewichteten statistischen Kenngrößen. Die Klassifizie rungsanalyse beziehungsweise das Klassifizierungsverfahren kann die Folge, also insbesondere den Abschnitt, einer von mehreren, insbesondere vorgegebenen, Klassen zuordnen. Dazu kann sich die Klassifizierungsanalyse beispielsweise einem oder mehrerer von dem Parametersatz umfassten Klassifizie rungsparameter bedienen. Die Zuordnung der Folge zu der Klas se kann insbesondere eindeutig sein, das heißt die Folge wird gemäß dem Klassifizierungsverfahren genau einer Klasse aus einem vorgegebenen Satz von Klassen zugeordnet. The classification analysis includes, in particular, the application of a classification method to the at least two weighted statistical parameters. The classification analysis or the classification process can assign the sequence, in particular the section, to one of several, in particular predetermined, classes. For this purpose, the classification analysis can use one or more classification parameters included in the parameter set, for example. The assignment of the sequence to the class can in particular be unambiguous, that is to say the sequence is assigned to exactly one class from a predetermined set of classes according to the classification method.
Eine Schnittstelle kann hier und im Folgenden insbesondere eine Hardware-Schnittstelle und/oder eine Software- Schnittstelle des Computersystems beinhalten. Die Schnitt stelle kann insbesondere eine PCI-Bus, eine USB- oder eine Firewire-Schnittstelle beinhalten . Here and below, an interface can in particular contain a hardware interface and / or a software interface of the computer system. The interface can in particular contain a PCI bus, a USB or a Firewire interface.
Eine Recheneinheit kann nach dem hier und im Folgenden zu grunde gelegten Verständnis Hardwareelemente, beispielsweise einen oder mehrere Mikroprozessoren, und/oder Softwareelemen te aufweisen. According to the understanding on which this is based and in the following, a computing unit can have hardware elements, for example one or more microprocessors, and / or software elements.
Ein Speichermedium kann nach dem hier vorausgesetzten Ver ständnis insbesondere einen nicht dauerhaften Arbeitsspei cher, beispielsweise einen Random-Access-Memory-Speicher, oder einen dauerhaften Massenspeicher, beispielsweise eine Festplatte, einen Flash-Speicher, eine SD-Karte oder eine So- lid-State-Disk beinhalten. According to the understanding assumed here, a storage medium can, in particular, be a non-permanent main memory, for example a random access memory, or a permanent mass storage medium, for example a hard drive, a flash memory, an SD card or a solid-state memory. State disk included.
Welche Parameter der vorgegebene Parametersatz beinhaltet und welche Werte diese Parameter in dem Parametersatz aufweisen, hängt von einem konkreten Anwendungsfall, insbesondere von einer konkreten Ausgestaltung der Anlage, und von einer kon kreten Aufgabenstellung für die Zustandsanalyse ab. Which parameters the specified parameter set contains and which values these parameters have in the parameter set depend on a specific application, in particular on a specific design of the system, and on a specific task for the status analysis.
Gemäß einem Verfahren zur Zustandsanalyse nach dem verbesser ten Konzept kann der Zustand der Anlage ohne Eingriff in die Anlagen- oder Maschinensteuerung erfolgen. Insbesondere kön nen auch Bestandsanlagen analysiert werden. Der mittels des Verfahrens zur Zustandsanalyse bestimmte Zu stand der Anlage kann beispielsweise zu einer Bewertung der Anlage verwendet werden. Beispielsweise kann eine Leistungs kennzahl (englisch: „key performance indicator", KPI), insbe sondere für den betreffenden Abschnitt, eine Energieeffizi enzbewertung oder eine Potenzialabschätzung für die Anlage vorgenommen werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Er gebnis der Zustandsanalyse für eine Prozessoptimierung der Anlage verwendet werden. According to a method for status analysis according to the improved concept, the status of the system can take place without intervening in the system or machine control. In particular, existing systems can also be analyzed. The condition of the plant determined by means of the method for condition analysis can be used, for example, to evaluate the plant. For example, a key performance indicator (KPI), in particular for the section concerned, an energy efficiency assessment or a potential assessment for the system can be carried out. Alternatively or additionally, the result of the status analysis can be used for process optimization of the system be used.
Mit Vorteil ist gemäß dem verbesserten Konzept keine manuelle Datenvorverarbeitung oder Merkmalsextraktionen, also Ermitt lung der statistischen Kenngrößen, erforderlich. Insbesondere sind zur Zustandsanalyse nach dem verbesserten Konzept spezi fische Kenntnisse, beispielsweise eines Datenanalysten oder eines Domainexperten, nicht notwendig. Advantageously, according to the improved concept, no manual data preprocessing or feature extractions, that is, determination of the statistical parameters, is required. In particular, specific knowledge, for example of a data analyst or a domain expert, is not necessary for the status analysis according to the improved concept.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Zu standsanalyse beinhaltet die wenigstens eine Messgröße eine Messgröße bezüglich einer elektrischen oder pneumatischen Energie, bezüglich eines Drucks, eines elektrischen Stroms oder einer Leistung, insbesondere einer elektrischen Leis tung. Bei dem Zustand handelt es sich beispielsweise um einen energetischen Zustand, beispielsweise um ein energetisches Niveau, ein Energieniveau, ein Leistungsniveau, ein Niveau einer Leistungsaufnahme der Anlage oder um einen durch cha rakteristische Signaturen im Verlauf der wenigstens einen Messgröße definierten Zustand. According to at least one embodiment of the method for state analysis, the at least one measured variable contains a measured variable with regard to electrical or pneumatic energy, with regard to a pressure, an electrical current or a power, in particular an electrical power. The state is, for example, an energetic state, for example an energetic level, an energy level, a power level, a level of power consumption by the system or a state defined by characteristic signatures in the course of the at least one measured variable.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhalten die wenigs tens zwei statistischen Kenngrößen, insbesondere für jede der der wenigstens einen Messgrößen, einen Maximalwert der we nigstens einen Messgröße, einen Minimalwert der wenigstens einen Messgröße, einen Mittelwert der wenigstens einen Mess größe, eine Varianz der wenigstens einen Messgröße, eine Standardabweichung der wenigstens einen Messgröße, eine Summe der Werte, und/oder eine Summe der Absolutwerte der wenigs- tens einen Messgröße oder eine gemäß dem vorgegebenen Parame tersatz skalierte der genannten Kenngrößen. According to at least one embodiment, the at least two statistical parameters, in particular for each of the at least one measured variable, contain a maximum value of the at least one measured variable, a minimum value of the at least one measured variable, an average value of the at least one measured variable, a variance of the at least one measured variable , a standard deviation of the at least one measured variable, a sum of the values, and / or a sum of the absolute values of the few At least one measured variable or one of the named parameters scaled according to the specified set of parameters.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhalten die wenigs tens zwei statistischen Kenngrößen, insbesondere für jede der der wenigstens einen Messgrößen, eine Summe aller absoluten Änderungen der wenigstens einen Messgröße, eine Summe aller positiven Änderungen der wenigstens einen Messgröße, eine Summe aller negativen Änderungen der wenigstens einen Mess größe, eine Anzahl von Messwerten oberhalb des Mittelwerts der wenigstens einen Messgröße, eine maximale Anzahl aufei nanderfolgender Messpunkte oberhalb des Mittelwerts der we nigstens einen Messgröße und/oder eine maximale Anzahl aufei nanderfolgender Messwerte unterhalb des Mittelwerts der we nigstens einen Messgröße oder eine gemäß dem vorgegebenen Pa rametersatz skalierte der genannten Kenngrößen. According to at least one embodiment, the at least two statistical parameters, in particular for each of the at least one measured variables, contain a sum of all absolute changes in the at least one measured variable, a sum of all positive changes in the at least one measured variable, and a sum of all negative changes in the at least one measurement size, a number of measured values above the mean value of the at least one measured variable, a maximum number of successive measuring points above the mean value of the at least one measured variable and / or a maximum number of consecutive measured values below the mean value of the at least one measured variable or one according to the specified Scaled parameter set of the parameters mentioned.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die wenigstens ei ne Messgröße von wenigstens einem Sensor, insbesondere des Computersystems, gemessen, um die Folge von Messdaten zu er zeugen . According to at least one embodiment, the at least one measured variable is measured by at least one sensor, in particular of the computer system, in order to generate the sequence of measured data.
Der wenigstens eine Sensor ist insbesondere mit der Schnitt stelle verbunden oder verbindbar und stellt die Messdaten be reit, damit sie mittels der Schnittstelle erfasst werden kön nen . The at least one sensor is in particular connected or can be connected to the interface and provides the measurement data so that they can be recorded by means of the interface.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Zu standsanalyse beinhaltet der wenigstens eine Sensor ein Ener giemessgerät, ein Energiemeter, ein Strommessgerät, ein Span nungsmessgerät, einen Temperatursensor, einen Drucksensor oder einen Wärmesensor. According to at least one embodiment of the method for state analysis, the at least one sensor contains an energy measuring device, an energy meter, an ammeter, a voltage measuring device, a temperature sensor, a pressure sensor or a heat sensor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Zu standsanalyse beinhaltet der vorgegebene Parametersatz eine Länge der Folge und/oder einen Satz von Gewichtungsfaktoren zum Gewichten der statistischen Kenngrößen und/oder einen Klassifizierungsparameter für die Klassifizierungsanalyse. Bei der Länge der Folge handelt es sich beispielsweise um ei ne Anzahl der Messpunkte beziehungsweise N-Tupel innerhalb der Folge, gewissermaßen also um die Dauer eines Aufnahme zeitraums zur Aufnahme der Messpunkte der Folge. Der Aufnah mezeitraum kann beispielsweise als Fenster oder Datenfenster bezeichnet werden. According to at least one embodiment of the method for status analysis, the specified parameter set contains a length of the sequence and / or a set of weighting factors for weighting the statistical parameters and / or a classification parameter for the classification analysis. The length of the sequence is, for example, a number of measuring points or N-tuples within the sequence, so to speak the duration of a recording time period for recording the measuring points of the sequence. The recording period can be referred to as a window or a data window, for example.
In Ausführungsformen, in welchen die Erfassung der Folge von Messdaten gemäß dem Parametersatz erfolgt, erfolgt die Erfas sung insbesondere gemäß der Länge der Folge. Das bedeutet beispielsweise, dass der wenigstens eine Sensor von der In embodiments in which the acquisition of the sequence of measurement data takes place according to the parameter set, the acquisition takes place in particular according to the length of the sequence. This means, for example, that the at least one sensor from the
Schnittstelle, der Recheneinheit oder einer Steuereinheit entsprechend der Länge der Folge angesteuert wird um eine entsprechende Anzahl von Messpunkten aufzunehmen beziehungs weise die Messung über eine entsprechende Zeitdauer durchzu führen. Alternativ kann der Sensor die wenigstens eine Mess größe kontinuierlich und/oder dauerhaft oder durchgehend, insbesondere über mehrere Abschnitte hinweg, messen und die Erfassung selbst durch die Schnittstelle erfolgt entsprechend der Länge der Folge. Interface, the computing unit or a control unit is controlled according to the length of the sequence in order to record a corresponding number of measuring points or to carry out the measurement over a corresponding period of time. Alternatively, the sensor can measure the at least one measured variable continuously and / or permanently or continuously, in particular over several sections, and the detection itself by the interface takes place according to the length of the sequence.
In entsprechenden Ausführungsformen kann der Parametersatz auch einen oder mehrere Skalierungsparameter oder Skalie rungsfaktoren zur Skalierung der initialen statistischen Kenngrößen beinhalten. In corresponding embodiments, the parameter set can also contain one or more scaling parameters or scaling factors for scaling the initial statistical parameters.
Durch die Verwendung eines oder mehrerer der genannten Para meter des Parametersatzes kann eine zuverlässige Zustandsana lyse, insbesondere eines energiebezogenen Zustands, der Anla ge erreicht werden. By using one or more of the named parameters of the parameter set, a reliable status analysis, in particular an energy-related status, of the system can be achieved.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind zwei oder mehrere der wenigstens zwei statistischen Kenngrößen einem vorgegebe nen Merkmalsblock zugeordnet und die Gewichtung der zwei oder mehr dem Merkmalsblock zugeordneten statistischen Kenngrößen wird mit einem gemeinsamen Gewichtungsfaktor, insbesondere einem gemeinsamen Gewichtungsfaktor für den Merkmalsblock, des Parametersatzes durchgeführt. According to at least one embodiment, two or more of the at least two statistical parameters are assigned to a given feature block and the weighting of the two or more statistical parameters assigned to the feature block is assigned a common weighting factor, in particular a common weighting factor for the feature block of the parameter set.
Dass die zwei oder mehr Kenngrößen dem Merkmalsblock zugeord net sind kann derart verstanden werden, dass vordefiniert ist, dass die zwei oder mehr der wenigstens zwei statisti schen Kenngrößen zu dem vorgegebenen Merkmalsblock gehören, sodass das Zuordnen selbst nicht zwingend ein Teil des Ver fahrens ist. The fact that the two or more parameters are assigned to the feature block can be understood to mean that it is predefined that the two or more of the at least two statistical parameters belong to the specified feature block, so that the assignment itself is not necessarily part of the method.
Durch die Gleichbehandlung der zwei oder mehr statistischen Kenngrößen innerhalb des vorgegebenen Merkmalsblocks bei der Gewichtung kann einem gleichen oder ähnlichen Einfluss der verschiedenen statistischen Kenngrößen innerhalb des Blocks Rechnung getragen werden. Zudem werden Komplexität des Ver fahrens und Rechenaufwand reduziert. Je nach Fragestellung oder Art des Zustands, der analysiert werden soll, kann bei spielsweise eine unterschiedliche Gewichtung des Merkmals blocks und/oder weiterer Merkmalsblöcke erfolgen. By treating the two or more statistical parameters in the same way within the specified feature block in the weighting, an equal or similar influence of the different statistical parameters within the block can be taken into account. In addition, the complexity of the process and the computing effort are reduced. Depending on the question or the type of state that is to be analyzed, the feature block and / or further feature blocks can be weighted differently, for example.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird jede der wenigs tens zwei statistischen Kenngrößen einem, insbesondere genau einem, Merkmalsblock einer vorgegebenen Menge von zwei oder mehr Merkmalsblöcken zugeordnet. Die Gewichtung der den je weiligen Merkmalsblöcken zugeordneten statistischen Kenngrö ßen erfolgt dann mit einem jeweiligen gemeinsamen Gewich tungsfaktor des jeweiligen Merkmalsblocks. According to at least one embodiment, each of the at least two statistical parameters is assigned to one, in particular exactly one, feature block of a predetermined set of two or more feature blocks. The weighting of the statistical parameters assigned to the respective feature blocks is then carried out with a respective common weighting factor of the respective feature block.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird durch die Klassi fizierungsanalyse mittels der Recheneinheit eine Klasse, ins besondere eine Klasse für die Folge, identifiziert und eine Wahrscheinlichkeit für die Klasse wird bestimmt. According to at least one embodiment, the classification analysis by means of the computing unit identifies a class, in particular a class for the sequence, and a probability for the class is determined.
Die identifizierte Klasse zusammen mit der Wahrscheinlichkeit kann beispielsweise als Ergebnis der Zustandsanalyse betrach tet werden. Die Klasse, welche identifiziert wird, entspricht dabei beispielsweise dem Zustand der Anlage und die Wahr scheinlichkeit entspricht einer Wahrscheinlichkeit, mit der sich die Anlage während des zu der Folge gehörenden Ab schnitts tatsächlich in dem identifizierten Zustand bezie hungsweise der identifizierten Klasse befindet. The identified class together with the probability can be viewed, for example, as the result of the status analysis. The class that is identified corresponds, for example, to the state of the system and the probability corresponds to a probability with which the system is actually in the identified state or in the identified class during the section belonging to the sequence.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mittels der Reche neinheit eine Nachbearbeitung des Ergebnisses der Klassifi zierungsanalyse durchgeführt, wenn die Wahrscheinlichkeit für die identifizierte Klasse kleiner ist als ein vorgegebener Schwellwert . According to at least one embodiment, post-processing of the result of the classification analysis is carried out by means of the computing unit if the probability for the identified class is less than a predefined threshold value.
Die Zustandsbestimmung kann dann basierend auf dem Ergebnis der Nachbearbeitung erfolgen. The state can then be determined based on the result of the post-processing.
Gemäß einem zweiten unabhängigen Aspekt des verbesserten Kon zepts wird ein Verfahren zum Bereitstellen eines Parameter satzes, insbesondere für ein Verfahren zur Zustandsanalyse einer Anlage, insbesondere nach dem verbesserten Konzept, an gegeben. Nach dem Verfahren zum Bereitstellen des Parameter satzes wird eine Vielzahl, also drei oder mehr, von Trai ningsfolgen von Messdaten wenigstens einer Messgröße, welche von einem Zustand einer Trainingsanlage abhängt, mittels ei ner ersten Schnittstelle eines Trainingscomputersystems er fasst. Für jede der Trainingsfolgen werden ein erster, ein zweiter und ein dritter Schritt mittels einer Recheneinheit des Trainingscomputersystems gemäß einem vorgegebenen initia len Parametersatz durchgeführt. In dem ersten Schritt werden mittels der Recheneinheit wenigstens zwei statistische Kenn größen basierend auf den Messdaten der jeweiligen Trainings folge bestimmt. In dem zweiten Schritt werden die statisti schen Kenngrößen, insbesondere der jeweiligen Trainingsfolge, mittels der Recheneinheit gewichtet, insbesondere basierend auf dem initialen Parametersatz. In dem dritten Schritt wird eine Klassifizierungsanalyse mittels der Recheneinheit, ins besondere basierend auf dem initialen Parametersatz, basie rend auf den gewichteten statistischen Kenngrößen, insbeson dere der jeweiligen Trainingsfolge, durchgeführt. Bewertungs daten eines Ergebnisses der Klassifizierungsanalysen, insbe sondere der Klassifizierungsanalysen für alle der Trainings- folgen, wird mittels einer zweiten Schnittstelle des Trai ningscomputersystems erfasst. Mittels der Recheneinheit wird abhängig von den Bewertungsdaten ein angepasster Parameter satz erzeugt, insbesondere durch Anpassen des initialen Para metersatzes. Mittels der Recheneinheit werden der erste, der zweite und der dritte Schritt für jede der Trainingsfolgen gemäß dem angepassten Parametersatz wiederholt, insbesondere falls abhängig von den Bewertungsdaten der angepasste Parame tersatz erzeugt wurde. According to a second independent aspect of the improved concept, a method for providing a parameter set, in particular for a method for analyzing the condition of a plant, in particular according to the improved concept, is given. According to the method for providing the parameter set, a large number, i.e. three or more, of training sequences of measurement data of at least one measured variable, which depends on a state of a training system, is recorded by means of a first interface of a training computer system. For each of the training sequences, a first, a second and a third step are carried out by means of an arithmetic unit of the training computer system according to a predetermined initial set of parameters. In the first step, at least two statistical parameters based on the measurement data of the respective training sequence are determined by the computing unit. In the second step, the statistical parameters, in particular the respective training sequence, are weighted by means of the computing unit, in particular based on the initial parameter set. In the third step, a classification analysis is carried out by means of the computing unit, in particular based on the initial set of parameters, based on the weighted statistical parameters, in particular the respective training sequence. Evaluation data of a result of the classification analyzes, in particular the classification analyzes for all of the training follow is recorded by means of a second interface of the training computer system. By means of the computing unit, an adapted parameter set is generated depending on the evaluation data, in particular by adapting the initial parameter set. By means of the computing unit, the first, the second and the third step are repeated for each of the training sequences according to the adapted parameter set, in particular if the adapted parameter set was generated as a function of the evaluation data.
Die Bewertungsdaten des Ergebnisses der Klassifizierungsana lysen können insbesondere jeweilige Ergebnisse der jeweiligen Klassifizierungsanalysen einzelner Trainingsfolgen betreffen oder ein Gesamtergebnis aller Klassifizierungsanalysen. The evaluation data of the results of the classification analyzes can in particular relate to the respective results of the respective classification analyzes of individual training sequences or an overall result of all classification analyzes.
Die Schritte werden gemäß dem initialen Parametersatz insbe sondere durchgeführt, indem jeder der Schritte gemäß dem Pa rametersatz durchgeführt wird. The steps are carried out in accordance with the initial set of parameters, in particular, in that each of the steps is carried out in accordance with the set of parameters.
Das Wiederholen des ersten, des zweiten und des dritten Repeating the first, the second, and the third
Schritts für jede der Trainingsfolgen gemäß dem angepassten Parametersatz beinhaltet insbesondere ein Durchführen der Schritte gemäß dem angepassten Parametersatz anstelle des initialen Parametersatzes. Steps for each of the training sequences in accordance with the adapted parameter set include, in particular, performing the steps in accordance with the adapted parameter set instead of the initial parameter set.
Die Erfassung der Bewertungsdaten wird beispielsweise nach der Wiederholung der Schritte gemäß dem angepassten Parame tersatz ebenfalls wiederholt. Insbesondere werden die Erfas sung der Bewertungsdaten sowie die Wiederholung des ersten, des zweiten und des dritten Schrittes mit dem angepassten Pa rametersatz iterativ wiederholt, bis die Bewertungsdaten be legen, dass das Ergebnis der Klassifizierungsanalysen ausrei chend ist. The acquisition of the evaluation data is also repeated, for example after the repetition of the steps in accordance with the adapted set of parameters. In particular, the acquisition of the evaluation data and the repetition of the first, second and third steps with the adjusted parameter set are repeated iteratively until the evaluation data prove that the result of the classification analyzes is sufficient.
Wird festgestellt, dass das Ergebnis der Klassifizierungsana lysen ausreichend ist, kann der zuletzt verwendete angepasste Parametersatz beispielsweise mittels einer dritten Schnitt stelle der Recheneinheit ausgegeben werden oder bereitge- stellt werden, insbesondere um als vorgegebener Parametersatz eines Verfahrens zur Zustandsanalyse nach dem verbesserten Konzept verwendet zu werden. If it is determined that the result of the classification analysis is sufficient, the last used adjusted parameter set can be output or made available, for example by means of a third interface of the computing unit. in particular to be used as a predetermined parameter set of a method for condition analysis according to the improved concept.
Ob das Ergebnis der Klassifizierungsanalysen ausreichend ist, kann beispielsweise automatisch und/oder basierend auf einer Bewertung eines menschlichen Benutzers bestimmt werden. Whether the result of the classification analyzes is sufficient can be determined, for example, automatically and / or based on an assessment by a human user.
Bei der Trainingsanlage kann es sich insbesondere um eine An lage handeln, die identisch oder ähnlich oder vergleichbar zu einer Anlage ist, deren Zustand mittels einer Zustandsanalyse nach dem verbesserten Konzept basierend auf einem vorgegebe nen Parametersatz erhalten durch ein Verfahren zum Bereit stellen eines Parametersatzes nach dem verbesserten Konzept analysiert werden soll. Insbesondere kann es sich bei der Trainingsanlage auch um dieselbe Anlage handeln. The training system can in particular be a system that is identical or similar or comparable to a system whose state is obtained by means of a state analysis according to the improved concept based on a given parameter set by a method for providing a parameter set according to the improved concept should be analyzed. In particular, the training system can also be the same system.
Werden die Bewertungsdaten mittels der Recheneinheit oder ei ner weiteren Recheneinheit des Trainingscomputersystems er zeugt kann es sich bei der zweiten Schnittstelle beispiels weise um eine interne oder Softwareschnittstelle des Trai ningscomputersystems handeln. Werden die Bewertungsdaten durch einen menschlichen Benutzer erzeugt, kann es sich bei der zweiten Schnittstelle um eine externe oder Hardware- Schnittstelle oder eine Benutzerschnittstelle oder eine If the evaluation data are generated by means of the processing unit or another processing unit of the training computer system, the second interface can be, for example, an internal or software interface of the training computer system. If the evaluation data is generated by a human user, the second interface can be an external or hardware interface or a user interface or a
Mensch-Maschine-Schnittsteile handeln. Es ist auch eine Kom bination der genannten Möglichkeiten möglich, sodass die zweite Schnittstelle eine Kombination aus einer internen und einer externen Schnittstelle oder Benutzerschnittstelle bein halten kann. Trade human-machine interface parts. A combination of the possibilities mentioned is also possible, so that the second interface can contain a combination of an internal and an external interface or user interface.
Die Trainingsfolgen können beispielsweise analog zur Erzeu gung der Folge für ein Verfahren zur Zustandsanalyse nach dem verbesserten Konzept erzeugt werden. Insbesondere kann die wenigstens eine Messgröße, beispielsweise mittels eines Sen sors, über einen bestimmten Zeitraum aufgenommen werden. Die aufgenommenen Messgrößen können dann in Abschnitte aufgeteilt werden, wobei jeder Abschnitt einer der Trainingsfolgen ent spricht . The training sequences can, for example, be generated analogously to the generation of the sequence for a method for state analysis according to the improved concept. In particular, the at least one measured variable can be recorded over a certain period of time, for example by means of a sensor. The recorded measured variables can then be divided into sections each section corresponds to one of the training sequences.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die wenigstens ei ne Messgröße von wenigstens einem Sensor, beispielsweise des Trainingscomputersystems, gemessen, um die Vielzahl von Trai ningsfolgen zu erzeugen. According to at least one embodiment, the at least one measured variable is measured by at least one sensor, for example of the training computer system, in order to generate the plurality of training sequences.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Be reitstellen des Parametersatzes beinhaltet der initiale Para metersatz eine Länge der Trainingsfolgen, wobei die Längen aller Trainingsfolgen gleich sind, und/oder einen Satz von Gewichtungsfaktoren zum Gewichten der wenigstens zwei statis tischen Kenngrößen, und/oder einen oder mehrere Klassifizie rungsparameter für die Klassifizierungsanalyse. According to at least one embodiment of the method for providing the parameter set, the initial parameter set contains a length of the training sequences, the lengths of all training sequences being the same, and / or a set of weighting factors for weighting the at least two statistical parameters and / or one or several classification parameters for classification analysis.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Be reitstellen des Parametersatzes sind zwei oder mehr der we nigstens zwei statistischen Kenngrößen einem vorgegebenen Merkmalsblock zugeordnet und die Gewichtung der zwei oder mehr dem Merkmalsblock zugeordneten statistischen Kenngrößen wird mit einem gemeinsamen Gewichtungsfaktor des initialen Parametersatzes durchgeführt. According to at least one embodiment of the method for providing the parameter set, two or more of the at least two statistical parameters are assigned to a predetermined feature block and the weighting of the two or more statistical parameters assigned to the feature block is carried out with a common weighting factor of the initial parameter set.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Be reitstellung des Parametersatzes wird durch die Klassifizie rungsanalyse eines jeweiligen Trainingsfolge mittels der Re cheneinheit eine Klasse für die Trainingsfolge identifiziert und eine Wahrscheinlichkeit für die jeweilige identifizierte Klasse wird bestimmt. According to at least one embodiment of the method for providing the parameter set, a class for the training sequence is identified by the classification analysis of a respective training sequence by means of the computing unit and a probability for the respective identified class is determined.
Die Parameter, welche von dem initialen Parametersatz bein haltet sind beziehungsweise die Werte der Parameter des ini tialen Parametersatzes können beispielsweise empirisch be stimmten oder wenigstens teilweise zufällig ausgewählten Startwerten für die entsprechenden Parameter entsprechen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform können die Werte der initialen Parameter des initialen Parametersatzes durch Be nutzereingaben, beispielsweise betreffend einen Anlagen- oder Maschinentyp oder einen Arbeitstakt der Anlage oder zu erwar tende Zustände der Anlage oder eine Fragestellung für die Zu standsanalyse, bestimmt werden. The parameters which are contained in the initial parameter set or the values of the parameters in the initial parameter set can, for example, correspond to empirically determined or at least partially randomly selected starting values for the corresponding parameters. According to at least one embodiment, the values of the initial parameters of the initial parameter set can be determined by user inputs, for example relating to a system or machine type or a work cycle of the system or expected states of the system or a question for the status analysis.
Aus der Fragestellung können insbesondere die Gewichtungsfak toren des initialen Parametersatzes bestimmt werden. Aus dem Arbeitstakt und/oder dem Anlagen- oder Maschinentyp kann bei spielsweise ein Wert für die Länge der Trainingsfolgen für den initialen Parametersatz bestimmt werden. Aus den zu er wartenden Zuständen und/oder dem Anlagen- oder Maschinentyp können beispielsweise einer oder mehrere Klassifizierungspa rameter für die Klassifizierungsanalysen bestimmt werden, beispielsweise eine Anzahl zu erwartender Zustände bezie hungsweise eine Anzahl der Klassen. In particular, the weighting factors of the initial parameter set can be determined from the question. For example, a value for the length of the training sequences for the initial set of parameters can be determined from the work cycle and / or the system or machine type. From the states to be expected and / or the type of plant or machine, for example one or more classification parameters can be determined for the classification analyzes, for example a number of expected states or a number of classes.
Bei dem Anlagentyp kann es sich beispielsweise um eine Werk zeugmaschine, eine Pressmaschine oder einen Roboter handeln. The type of system can be, for example, a machine tool, a press machine or a robot.
Die Benutzereingabe zur Bestimmung des initialen Parameter satzes kann eine Konvergenz beziehungsweise eine Gesamtdauer des Verfahrens zum Bereitstellen des Parametersatzes, bis das Ergebnis der Klassifizierungsanalysen ausreichend ist, be schleunigen. Sie ist aber nicht zwingend erforderlich. The user input for determining the initial parameter set can accelerate a convergence or an overall duration of the method for providing the parameter set until the result of the classification analyzes is sufficient. But it is not absolutely necessary.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird zur Durchführung der Klassifizierungsanalyse, insbesondere für jede der Trai ningsfolgen, eine unüberwachte Klassifizierung mittels der Recheneinheit gemäß dem Parametersatz, insbesondere dem ini tialen Parametersatz und/oder dem angepassten Parametersatz, und basierend auf den gewichteten statistischen Kenngrößen durchgeführt. Durch Einsatz einer unüberwachten Klassifizie rungsanalyse beziehungsweise eines unüberwachten Klassifizie rungsverfahrens ist mit Vorteil kein gekennzeichneter (eng lisch: „labelled") oder spezieller Trainingsdatensatz erfor derlich um den Parametersatz gemäß dem verbesserten Konzept bereitzustellen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da das Bereitstellen oder Erzeugen eines solchen Trainingsdatensat zes zeit- und ressourcenaufwändig ist und außerdem spezifi sche Expertenkenntnisse erfordern kann. According to at least one embodiment, to carry out the classification analysis, in particular for each of the training sequences, an unsupervised classification is carried out by means of the arithmetic unit according to the parameter set, in particular the initial parameter set and / or the adjusted parameter set, and based on the weighted statistical parameters. The use of an unsupervised classification analysis or an unsupervised classification method advantageously means that no labeled or special training data set is required for the parameter set according to the improved concept to provide. This is particularly advantageous since the provision or generation of such a training data set is time-consuming and resource-intensive and can also require specific expert knowledge.
Die unüberwachte Klassifizierung kann beispielsweise ein K- means Verfahren, insbesondere ein Fuzzy K-means Klassifizie rungsverfahren, beinhalten. In einem solchen Verfahren kann der initiale Parametersatz beispielsweise als Klassifizie rungsparameter eine Anzahl der Klassen beinhalten. The unsupervised classification can include, for example, a K-means method, in particular a fuzzy K-means classification method. In such a method, the initial set of parameters can contain a number of classes as classification parameters, for example.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird zum Erfassen der Bewertungsdaten eine Benutzereingabe mittels der zweiten Schnittstelle erfasst. Beispielsweise kann in verschiedenen Ausführungsformen basierend auf dem Ergebnis der Klassifizie rungsanalysen eine graphische Darstellung des Ergebnisses der Klassifizierungsanalysen erzeugt und auf einer Benutzer schnittstelle ausgegeben werden. According to at least one embodiment, a user input is recorded by means of the second interface in order to record the evaluation data. For example, in various embodiments, based on the result of the classification analyzes, a graphic representation of the result of the classification analyzes can be generated and output on a user interface.
Ein Benutzer kann die graphische Darstellung bewerten und ba sierend darauf die Bewertungsdaten wenigstens teilweise über die zweite Schnittstelle eingeben oder bereitstellen, sodass diese mittels der zweiten Schnittstelle erfasst werden kön nen. Die Bewertungsdaten, welche von dem Benutzer bereitge stellt werden, können insbesondere eine Information darüber enthalten, ob die Ergebnisse der Klassifizierungsanalysen als ausreichend angesehen werden oder nicht. Optional kann auch eine qualifizierte Aussage, beispielsweise darüber ob eine größere Anzahl von Klassen verwendet werden sollte oder ob eine falsche Klassenzuordnung vorgenommen wurde oder ob die verwendete Klassenanzahl als ausreichend angesehen wird, be inhalten. Aufgrund solcher qualifizierten Aussagen kann gege benenfalls die Anpassung des Parametersatzes gezielter erfol gen, sodass eine schnellere Konvergenz des Parametersatzes möglich ist. A user can evaluate the graphical representation and, based on this, enter or provide the evaluation data at least partially via the second interface, so that they can be recorded by means of the second interface. The evaluation data provided by the user can in particular contain information on whether the results of the classification analyzes are considered sufficient or not. Optionally, it can also contain a qualified statement, for example about whether a larger number of classes should be used or whether an incorrect class assignment was made or whether the number of classes used is considered sufficient. On the basis of such qualified statements, the adjustment of the parameter set can take place in a more targeted manner, so that a faster convergence of the parameter set is possible.
Eine Erfassung der Bewertungsdaten mittels der Benutzereinga be hat den Vorteil, dass sie schnell und einfach durchführbar ist und dass eine Erfahrung des Benutzers vorteilhaft genutzt werden kann. Zudem ist eine visuelle Erfassung der graphi schen Darstellung durch einen Menschen besonders effektiv und effizient . Acquiring the evaluation data by means of the user input has the advantage that it can be carried out quickly and easily and that an experience of the user can be used to advantage. In addition, a visual recording of the graphic representation by a person is particularly effective and efficient.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Be reitstellen eines Parametersatzes wird mittels der Rechenein heit oder mittels einer weiteren Recheneinheit des Trainings computersystems das Ergebnis der Klassifizierungsanalysen an hand eines Verfahrens zum maschinellen Lernen ausgewertet, beispielsweise anhand eines künstlichen neuronalen Netzwerks, um die Bewertungsdaten zu erzeugen. According to at least one embodiment of the method for providing a parameter set, the result of the classification analyzes is evaluated by means of the arithmetic unit or by means of a further arithmetic unit of the training computer system using a machine learning method, for example using an artificial neural network, in order to generate the evaluation data.
Bei dem künstlichen neuronalen Netzwerk kann es sich insbe sondere um ein faltendes neuronales Netzwerk (englisch: The artificial neural network can in particular be a folding neural network (English:
„convolutional neural network", CNN) handeln. Alternativ kann das künstliche neuronale Netzwerk beispielsweise mit einem Autoencoder kombiniert werden, um die Bewertungsdaten zu er zeugen . "Convolutional neural network", CNN). Alternatively, the artificial neural network can be combined, for example, with an autoencoder to generate the evaluation data.
Durch die Verwendung eines künstlichen neuronalen Netzwerks zum Erzeugen der Bewertungsdaten kann eine Abhängigkeit von menschlichem Input und damit gegebenenfalls eine Fehleranfäl ligkeit reduziert werden. By using an artificial neural network to generate the evaluation data, it is possible to reduce the dependency on human input and thus possibly the susceptibility to errors.
Besonders vorteilhafte Ausführungsformen beinhalten zum Er fassen der Bewertungsdaten sowohl die Benutzereingabe als auch die Auswertung des Ergebnisses der Klassifizierungsana lysen anhand des künstlichen neuronalen Netzwerks. So kann eine effiziente und dennoch besonders robuste Bewertung er folgen . Particularly advantageous embodiments contain both the user input and the evaluation of the result of the classification analyzes using the artificial neural network for recording the evaluation data. In this way, an efficient yet particularly robust assessment can be made.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird zum Erfassen der Bewertungsdaten ein Vergleich gekennzeichneter Zeitdatenrei hen mittels Analyseverfahren durchgeführt. According to at least one embodiment, a comparison of marked time data series is carried out by means of analysis methods in order to acquire the evaluation data.
Bezüglich weiterer Vorteile eines Verfahrens zur Bereitstel lung eines Parametersatzes wird auf die Vorteile der ver- schiedenen Ausgestaltungsformen eines Verfahrens zur Zu standsanalyse nach dem verbesserten Konzept verwiesen. With regard to further advantages of a method for providing a parameter set, reference is made to the advantages of the referred to different embodiments of a method for state analysis according to the improved concept.
Weitere Ausführungsformen des Verfahrens zum Bereitstellen des Parametersatzes nach dem verbesserten Konzept ergeben sich unmittelbar aus den verschiedenen Ausgestaltungen und Ausführungsformen des Verfahrens zur Zustandsanalyse einer Anlage nach dem verbesserten Konzept und umgekehrt. Further embodiments of the method for providing the parameter set according to the improved concept result directly from the various refinements and embodiments of the method for analyzing the status of a system according to the improved concept and vice versa.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Zu standsanalyse einer Anlage nach dem verbesserten Konzept wur de oder wird der vorgegebene Parametersatz mittels eines Ver fahrens zum Bereitstellen eines Parameterersatzes nach dem verbesserten Konzept bereitgestellt. According to at least one embodiment of the method for analyzing the status of a system according to the improved concept, the specified parameter set was or is provided by means of a method for providing a parameter replacement according to the improved concept.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Zustandsanalysesystem mit einem Computer system angegeben. Das Computersystem weist eine Schnittstelle und eine Recheneinheit auf. Die Schnittstelle ist dazu einge richtet, eine Folge von Messdaten wenigstens einer Messgröße, welche von einem Zustand einer Anlage abhängt, zu erfassen. Die Recheneinheit ist dazu eingerichtet, wenigstens zwei sta tistische Kenngrößen basierend auf der Folge von Messdaten gemäß einem vorgegebenen Parametersatz zu bestimmen. Die Re cheneinheit ist dazu eingerichtet, die statistischen Kenngrö ßen gemäß dem Parametersatz zu gewichten und eine Klassifi zierungsanalyse gemäß dem Parametersatz und basierend auf den gewichteten statistischen Kenngrößen durchzuführen. Die Re cheneinheit ist ferner dazu eingerichtet, basierend auf einem Ergebnis der Klassifizierungsanalyse den Zustand der Anlage zu bestimmen. According to a further independent aspect of the improved concept, a condition analysis system with a computer system is specified. The computer system has an interface and a computing unit. The interface is set up to acquire a sequence of measured data of at least one measured variable, which depends on a state of a system. The computing unit is set up to determine at least two statistical parameters based on the sequence of measurement data in accordance with a predefined set of parameters. The computing unit is set up to weight the statistical parameters according to the parameter set and to carry out a classification analysis according to the parameter set and based on the weighted statistical parameters. The computing unit is also set up to determine the state of the installation based on a result of the classification analysis.
Weitere Ausführungsformen des Zustandsanalysesystems nach dem verbesserten Konzept ergeben sich unmittelbar aus dem Verfah ren zur Zustandsanalyse einer Anlage nach dem verbesserten Konzept und den entsprechenden Ausgestaltungen und umgekehrt. Insbesondere ist das Zustandsanalysesystem zum Durchführen eines Verfahrens zur Zustandsanalyse gemäß dem verbesserten Konzept ausgebildet oder programmiert. Insbesondere wird das Verfahren zur Zustandsanalyse durch ein Zustandsanalysesystem nach dem verbesserten Konzept durchgeführt. Further embodiments of the condition analysis system according to the improved concept result directly from the method for condition analysis of a plant according to the improved concept and the corresponding configurations and vice versa. In particular, the state analysis system is for performing a method for state analysis according to the improved Concept trained or programmed. In particular, the method for state analysis is carried out by a state analysis system according to the improved concept.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein erstes Computerprogramm angegeben. Das ers te Computerprogramm weist Befehle auf, welche bei Ausführun gen des ersten Computerprogramms durch ein Computersystem, insbesondere durch ein Computersystem eines Zustandsanalyse systems gemäß dem verbesserten Konzept, das Computersystem dazu veranlassen, ein Verfahren zur Zustandsanalyse einer An lage nach dem verbesserten Konzept durchzuführen. According to a further independent aspect of the improved concept, a first computer program is specified. The first computer program has commands which, when the first computer program is executed by a computer system, in particular by a computer system of a status analysis system according to the improved concept, cause the computer system to perform a method for status analysis of a system according to the improved concept.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt wird ein computer lesbares Speichermedium angegeben, auf welchem ein erstes Computerprogramm nach dem verbesserten Konzept gespeichert ist . According to a further independent aspect, a computer-readable storage medium is specified on which a first computer program according to the improved concept is stored.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Trainingssystem mit einem Trainingscompu tersystem angegeben. Das Trainingscomputersystem weist eine erste und eine zweite Schnittstelle auf sowie eine Rechenein heit. Die erste Schnittstelle ist dazu eingerichtet, eine Vielzahl von Trainingsfolgen von Messdaten wenigstens einer Messgröße, welche von einem Zustand einer Trainingsanlage ab hängt, zu erfassen. Die Recheneinheit ist dazu eingerichtet, für jede der Trainingsfolgen einen ersten, einen zweiten und einen dritten Schritt gemäß einem vorgegebenen initialen Pa rametersatz durchzuführen. In dem ersten Schritt werden we nigstens zwei statistische Kenngrößen basierend auf den Mess daten der jeweiligen Trainingsfolge bestimmt. In dem zweiten Schritt werden die statistischen Kenngrößen der jeweiligen Trainingsfolge gewichtet. In dem dritten Schritt wird eine Klassifizierungsanalyse basierend auf den gewichteten statis tischen Kenngrößen der jeweiligen Trainingsfolge durchge führt. Die zweite Schnittstelle ist dazu eingerichtet, Bewer tungsdaten eines Ergebnisses der Klassifizierungsanalysen, insbesondere aller Trainingsfolgen, zu erfassen und die Re- cheneinheit ist dazu eingerichtet, abhängig von den Bewer tungsdaten einen angepassten Parametersatz zu erzeugen. Die Recheneinheit ist ferner dazu eingerichtet, den ersten, den zweiten und den dritten Schritt für jede der Trainingsfolgen gemäß dem angepassten Parametersatz zu wiederholen, insbeson dere wenn abhängig von den Bewertungsdaten der Parametersatz angepasst wurde. According to a further independent aspect of the improved concept, a training system with a training computer system is specified. The training computer system has a first and a second interface and a computing unit. The first interface is set up to record a large number of training sequences of measurement data from at least one measurement variable, which depends on a state of a training system. The processing unit is set up to carry out a first, a second and a third step for each of the training sequences in accordance with a predetermined initial parameter set. In the first step, at least two statistical parameters are determined based on the measurement data of the respective training sequence. In the second step, the statistical parameters of the respective training sequence are weighted. In the third step, a classification analysis based on the weighted statistical parameters of the respective training sequence is carried out. The second interface is set up to record evaluation data of a result of the classification analyzes, in particular of all training sequences, and the re- The computer unit is set up to generate an adapted parameter set as a function of the evaluation data. The computing unit is also set up to repeat the first, the second and the third step for each of the training sequences according to the adapted parameter set, in particular if the parameter set has been adapted as a function of the evaluation data.
Weitere Ausführungsformen des Trainingssystems ergeben sich unmittelbar aus den verschiedenen Ausgestaltungsformen des Verfahrens zum Bereitstellen des Parametersatzes nach dem verbesserten Konzept und umgekehrt. Further embodiments of the training system result directly from the various embodiments of the method for providing the parameter set according to the improved concept and vice versa.
Insbesondere ist das Trainingssystem zum Durchführen eines Verfahrens zum Bereitstellen des Parametersatzes gemäß dem verbesserten Konzept ausgebildet oder programmiert. Insbeson dere wird das Verfahren zum Bereitstellen des Parametersatzes durch das Trainingssystem durchgeführt. In particular, the training system is designed or programmed to carry out a method for providing the parameter set according to the improved concept. In particular, the method for providing the parameter set is carried out by the training system.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein zweites Computerprogramm angegeben. Das zweite Computerprogramm weist Befehle auf, welche bei Ausfüh rung des zweiten Computerprogramms durch ein Computersystem, insbesondere durch ein Trainingscomputersystem eines Trai ningssystems nach dem verbesserten Konzept, das Computersys tem dazu veranlassen, ein Verfahren zum Bereitstellen eines Parametersatzes nach dem verbesserten Konzept durchzuführen. According to a further independent aspect of the improved concept, a second computer program is specified. The second computer program has commands which, when the second computer program is executed by a computer system, in particular by a training computer system of a training system according to the improved concept, cause the computer system to carry out a method for providing a parameter set according to the improved concept.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein computerlesbares Speichermedium angegeben, auf welchem ein zweites Computerprogramm nach dem verbesser ten Konzept gespeichert ist. According to a further independent aspect of the improved concept, a computer-readable storage medium is specified on which a second computer program according to the improved concept is stored.
Die Erfindung beziehungsweise das verbesserte Konzept wird im Folgenden anhand konkreter Ausführungsbeispiele und zugehöri ger schematischer Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Be zugszeichen versehen. In den Figuren zeigen: FIG 1 eine beispielhafte Ausführungsform eines Zustands analysesystems nach dem verbesserten Konzept sowie verschiedene Aspekte einer beispielhaften Ausfüh rungsform eines Verfahrens zur Zustandsanalyse nach dem verbesserten Konzept; und The invention or the improved concept is explained in more detail below using specific exemplary embodiments and associated schematic drawings. Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures. In the figures show: 1 shows an exemplary embodiment of a status analysis system according to the improved concept and various aspects of an exemplary embodiment of a method for status analysis according to the improved concept; and
FIG 2 eine beispielhafte Ausführungsform eines Trainings systems nach dem verbesserten Konzept sowie ver schiedene Aspekte einer beispielhaften Ausführungs form eines Verfahrens zum Bereitstellen des Parame tersatzes nach dem verbesserten Konzept. FIG 2 shows an exemplary embodiment of a training system according to the improved concept and various aspects of an exemplary embodiment of a method for providing the parameter set according to the improved concept.
In FIG 1 ist eine schematische Darstellung eines Zustandsana lysesystems nach dem verbesserten Konzept dargestellt, wel ches ein Computersystem 1 aufweist. In Figure 1 is a schematic representation of a state analysis system is shown according to the improved concept, wel Ches a computer system 1 has.
Das Computersystem 1 ist mit einer oder mehreren Anlagen 6a, 6b, 6c jeweils über einen Sensor 7a, 7b, 7c, beispielsweise ein Energiemeter, verbunden. Das Computersystem 1 weist eine Recheneinheit 3 auf, beispielsweise wenigstens einen Mikro prozessor 4 enthaltend, sowie zur Verbindung der Rechenein heit 3 mit den Sensoren 7a, 7b, 7c jeweils eine Schnittstelle 2a, 2b, 2c. Das Computersystem 1 ist beispielsweise mit einem Ein- und Ausgabegerät 5 gekoppelt. The computer system 1 is connected to one or more systems 6a, 6b, 6c in each case via a sensor 7a, 7b, 7c, for example an energy meter. The computer system 1 has a computing unit 3, for example containing at least one microprocessor 4, and an interface 2a, 2b, 2c for connecting the computing unit 3 to the sensors 7a, 7b, 7c. The computer system 1 is coupled to an input and output device 5, for example.
In FIG 2 ist eine schematische Darstellung eines Trainings systems nach dem verbesserten Konzept dargestellt, welches ein Trainingscomputersystem 9 aufweist. FIG. 2 shows a schematic representation of a training system based on the improved concept, which has a training computer system 9.
Das Trainingscomputersystem 9 ist mit einer Trainingsanlage 6d jeweils über einen Sensor 7d, beispielsweise ein Energie meter, verbunden. Die Trainingsanlage 6d und der Sensor 7d können beispielsweise identisch oder baugleich oder ver gleichbar mit einer der Anlagen 6a, 6b, 6c und einem der Sen soren 7a, 7b, 7c sein. Das Trainingscomputersystem 9 weist eine Recheneinheit 10 auf, beispielsweise wenigstens einen Mikroprozessor enthaltend, sowie zur Verbindung mit dem Sen- sor 7d eine erste Schnittstelle 11. Das Trainingscomputersys tem 9 ist beispielsweise über eine zweite Schnittstelle 12 mit einer Benutzerschnittstelle 13, welche als Ein- und Aus gabegerät dienen kann, gekoppelt. The training computer system 9 is connected to a training system 6d via a sensor 7d, for example an energy meter. The training system 6d and the sensor 7d can, for example, be identical or structurally identical or comparable to one of the systems 6a, 6b, 6c and one of the sensors 7a, 7b, 7c. The training computer system 9 has a processing unit 10, for example containing at least one microprocessor, and for connection to the transmitter sor 7d has a first interface 11. The training computer system 9 is, for example, coupled via a second interface 12 to a user interface 13, which can serve as an input and output device.
Während einer Trainingsphase kann in einem Schritt 100 der Sensor 7d wenigstens eine Messgröße, insbesondere eine elekt rische Leistungsaufnahme und/oder eine Stromstärke, der Trai ningsanlage 6d aufnehmen und an die Recheneinheit 10 übertra gen . During a training phase, in a step 100 the sensor 7d can record at least one measured variable, in particular an electrical power consumption and / or a current intensity, of the training system 6d and transmit it to the computing unit 10.
In einem optionalen Schritt 200 können von der Recheneinheit 10, beispielsweise durch eine Benutzereingabe oder eine Da tenbankabfrage, Informationen wie ein Typ, ein Arbeitstakt oder mögliche energetische Zustände der Trainingsanlage 6d, erfasst werden. In an optional step 200, information such as a type, a work cycle or possible energetic states of the training system 6d can be recorded by the computing unit 10, for example through a user input or a database query.
In einem ebenfalls optionalen Schritt 300 kann die Rechenein heit 10, beispielsweise durch eine Benutzereingabe oder eine Datenbankabfrage, eine zu analysierende Fragestellung erfas sen, beispielsweise, ob Energieniveaus der Trainingsanlage 6d identifiziert werden sollen oder ob wiederkehrenden Signatur abschnitte in der Messgröße identifiziert werden sollen, ins besondere unabhängig von den Energieniveaus. In a likewise optional step 300, the computing unit 10 can detect a question to be analyzed, for example through a user input or a database query, for example whether the energy levels of the training system 6d should be identified or whether recurring signature sections should be identified in the measured variable special regardless of the energy levels.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform können die Werte der initialen Parameter des initialen Parametersatzes durch Be nutzereingaben, beispielsweise betreffend einen Anlagen- oder Maschinentyp oder einen Arbeitstakt der Anlage oder zu erwar tende Zustände der Anlage oder eine Fragestellung für die Zu standsanalyse, bestimmt werden. According to at least one embodiment, the values of the initial parameters of the initial parameter set can be determined by user inputs, for example relating to a system or machine type or a work cycle of the system or expected states of the system or a question for the status analysis.
In einem Schritt 400 kann die Recheneinheit 10 die aufgenom menen Werte für die Messgröße in zu analysierende Abschnitte aufteilen, beispielweise abhängig von dem Arbeitstakt der An lage oder einer Abtastrate bei der Erfassung der Messgröße. Beispielsweise kann eine Abschnittslänge mit dem Arbeitstakt gleichgesetzt werden. Die Werte der Messgröße der einzelnen Abschnitte können als jeweilige Trainingsfolgen betrachtet werden. Die Abschnittslänge, beziehungsweise die Länge der Trainingsfolgen, stellt einen vorgegebenen initialen Parame ter dar. In a step 400, the computing unit 10 can divide the recorded values for the measured variable into sections to be analyzed, for example depending on the work cycle of the system or a sampling rate when the measured variable is recorded. For example, a section length can vary with the work cycle be equated. The values of the measured variable of the individual sections can be viewed as respective training sequences. The segment length, or the length of the training sequences, represents a given initial parameter.
In einem Schritt 500 kann durch die Recheneinheit 10 eine Merkmalsextraktion beispielsweise spezifisch für die jeweili ge Fragestellung automatisch durchgeführt werden. Insbesonde re kann die Merkmalsextraktion basierend auf, beispielsweise empirisch bestimmten, Merkmalsblöcken durchgeführt werden. Diese Merkmalsblöcke, welche jeweils eine oder mehrere, op tional skalierte, statistische Kenngrößen beinhalten, können aus den aufgenommenen Messgrößen unterschiedliche Informatio nen extrahieren. In a step 500, the computing unit 10 can automatically perform a feature extraction, for example specifically for the respective question. In particular, the feature extraction can be carried out based on, for example, empirically determined feature blocks. These feature blocks, which each contain one or more optionally scaled statistical parameters, can extract different information from the recorded measured variables.
Die Recheneinheit kann in einem Schritt 600 die Merkmalsblö cke beziehungsweise die statistischen Kenngrößen der Merk malsblöcke unterschiedlich gewichten und dadurch festlegen wählen, wie stark die einzelnen Merkmalsblöcke berücksichtigt werden sollen, um die Fragestellung zu beantworten. In a step 600, the arithmetic unit can weight the feature blocks or the statistical parameters of the feature blocks differently and thereby select how much the individual feature blocks should be taken into account in order to answer the question.
Das Trainingssystem beginnt beispielsweise mit einem, bei spielsweise für die Fragestellung empirisch bestimmten, ini tialen Satz von Gewichtungsparametern und korrigiert diese bei Bedarf im weiteren Verlauf des Trainings. The training system begins, for example, with an initial set of weighting parameters, empirically determined for example for the question, and corrects these if necessary in the further course of the training.
Die Kenngrößen, welche, optional mittels eines oder mehrerer initialer Skalierungsparameter skaliert, den Merkmalsblöcken zugeordnet sein können, können für jeden Abschnitt beinhal ten: einen Maximalwert der Messgröße, einen Minimalwert der Messgröße, einen Mittelwert der Messgröße, eine Varianz der Messgröße, eine Standardabweichung der Messgröße, eine Summe der Werte der Messgröße, eine Summe aller absoluten Änderun gen der Messgröße („absolute sum of changes") , eine Summe al ler positiven Änderungen der Messgröße („positive sum of changes") , eine Summer aller negativen Änderungen der wenigs tens einen Messgröße („negative sum of changes"), eine Anzahl von Messwerten oberhalb des Mittelwerts der Messgröße („count above mean") , eine maximale Anzahl aufeinanderfolgender Mess punkte oberhalb des Mittelwerts der Messgröße („longest stri- ke above mean") und/oder eine maximale Anzahl aufeinanderfol gender Messwerte unterhalb des Mittelwerts der Messgröße („longest strike below mean") . The parameters, which, optionally scaled by means of one or more initial scaling parameters, can be assigned to the feature blocks, can contain for each section: a maximum value of the measured variable, a minimum value of the measured variable, a mean value of the measured variable, a variance of the measured variable, a standard deviation of the Measured variable, a sum of the values of the measured variable, a sum of all absolute changes in the measured variable ("absolute sum of changes"), a sum of all positive changes in the measured variable ("positive sum of changes"), a sum of all negative changes in the few at least one measured variable ("negative sum of changes"), a number of measured values above the mean value of the measured variable ("count above mean"), a maximum number of consecutive measuring points above the mean value of the measured variable ("longest strength above mean") and / or a maximum number of consecutive measured values below the mean value of the measured variable ("Longest strike below mean").
Die skalierten extrahierten Merkmale werden in einem Schritt 700 in einen unüberwachten Klassifizierer gegeben. Eine Mög lichkeit kann ein Fuzzy K-means Klassifizierer sein. In der Trainingsphase wird der Klassifizierer beispielsweise mit al len aufgenommenen, vorverarbeiteten Messdaten trainiert. Bei verschiedenen Klassifizierern kann es verschiedene Parameter geben, die gegebenenfalls abweichend von initial verwendeten Parametern angepasst werden können. Zum Beispiel kann bei ei nem Fuzzy K-means Klassifizierer eine Anzahl der Klassen vor gegeben werden, welche ebenfalls als initialer Parameter dient. Im Laufe des Trainings kann auch diese beispielsweise iterativ angepasst werden, beispielsweise falls ein Nutzer eine genauere Analyse der Daten mit mehr Klassen wünscht. The scaled extracted features are placed in an unsupervised classifier in a step 700. One possibility can be a fuzzy K-means classifier. In the training phase, the classifier is trained, for example, with all recorded, preprocessed measurement data. With different classifiers, there can be different parameters which, if necessary, can be adapted differently from the parameters initially used. For example, in the case of a fuzzy K-means classifier, a number of classes can be specified which also serves as an initial parameter. In the course of the training, this can also be iteratively adapted, for example, if a user wants a more detailed analysis of the data with more classes.
Die Klassen können beispielsweise den energetischen Zuständen der Trainingsanlage 6d entsprechen, die beispielsweise einen oder mehrere der Zustände „Aus" („Off"), „Bereitschaft" The classes can, for example, correspond to the energetic states of the training facility 6d, which, for example, have one or more of the states "Off", "Ready"
(„Standby") , „Betriebsbereit" („Operational"), „Arbeitend" („Working"), „Hochfahren" („Powering Up") oder „Herunterfah ren" („Powering Down") beinhalten können. ("Standby"), "Ready for operation" ("Operational"), "Working", "Powering up" or "Powering Down".
Wenn eine Anlage wie die Trainingsanlage 6d beispielsweise in der Regel mindestens drei Zustände hat, kann beispielsweise eine initiale Klassenanzahl gleich drei vorgegeben werden. If a system such as the training system 6d, for example, generally has at least three states, an initial number of classes equal to three can be specified, for example.
Ein Ergebnis der Klassifizierung beinhaltet beispielsweise für jeden Abschnitt eine Klasse und optional eine Wahrschein lichkeit für die jeweilige Klasse. A result of the classification contains, for example, a class for each section and optionally a probability for the respective class.
In einem Schritt 800 kann das Ergebnis optional an einen Nut zer ausgegeben werden, beispielsweise in Form einer grafi- sehen Darstellung 8, die im gezeigten Beispiel eine elektri sche Leistungsaufnahme P der Trainingsanlage 6d als Funktion der Zeit t beinhalten kann. In a step 800, the result can optionally be output to a user, for example in the form of a graphic see illustration 8, which in the example shown can contain an electrical power consumption P of the training system 6d as a function of time t.
In der Darstellung 8 können die jeweils gefundenen Klassen beziehungsweise Zustände i, ii, iii, iv den Abschnitten zuge ordnet werden, beispielsweise durch eine farbliche Kodierung. In representation 8, the classes or states i, ii, iii, iv found in each case can be assigned to the sections, for example by means of color coding.
Mittels eine Nutzerinteraktion kann das Ergebnis in einem Schritt 900 beispielsweise bewertet werden. Dazu kann der Nutzer das Ergebnis beispielsweise bestätigen, also als aus reichend bewerten oder das Ergebnis ablehnen. Optional kann der Nutzer bei Ablehnung des Ergebnisses zusätzliche Informa tion bereitstellen, beispielsweise ob die gefundene Anzahl von Klassen zutreffend ist und/oder ob die korrekten Klassen identifiziert wurden und/oder ob eine genauere Analyse mit mehr Klassen erforderlich oder gewünscht ist. The result can, for example, be evaluated in a step 900 by means of a user interaction. For this purpose, the user can, for example, confirm the result, i.e. evaluate it as sufficient or reject the result. Optionally, if the result is rejected, the user can provide additional information, for example whether the number of classes found is correct and / or whether the correct classes have been identified and / or whether a more detailed analysis with more classes is required or desired.
Alternativ oder zusätzlich zu der Bewertung mittels Nutzerin teraktion kann in Schritt 1000 eine automatische Bewertung beispielsweise mittels der Recheneinheit 10 oder einer Cloud basierend auf bekannten erfolgreichen Analyseergebnissen gleicher oder ähnlicher Anlagen erfolgen. Dazu kann bei spielsweise ein Vergleich von die jeweiligen Ergebnisse re präsentierenden Bilddateien durch ein faltendes neuronales Netzwerk (CNN) oder einen Autoencoder mit anschließendem neuronalen Netzwerk durchgeführt werden. As an alternative or in addition to the evaluation by means of user interaction, an automatic evaluation can take place in step 1000, for example using the computing unit 10 or a cloud, based on known successful analysis results of the same or similar systems. For this purpose, for example, a comparison of image files representing the respective results can be carried out using a folding neural network (CNN) or an auto-encoder with a subsequent neural network.
In Schritt 1100 kann geprüft werden, ob ein ausreichend gutes Ergebnis vorliegt. Ist dies nicht der Fall, können die In step 1100 it can be checked whether a sufficiently good result is present. If this is not the case, the
Schritte 400 bis 800 und optional 900 bis 1100 während der Trainingsphase abhängig von der Bewertung des Ergebnisses iterativ durchlaufen werden, bis ein ausreichend gutes Resul tat vorliegt. Dabei können die initialen Parameter durch an gepasste Parameter ersetzt werden und in jeder Iteration wie derum angepasst werden. Liegt ein ausreichend gutes Ergebnis vor, so kann der zuletzt verwendete Parametersatz in einem Schritt 1200 als vorgegebener Parametersatz zur Zustandsana- lyse einer oder mehrerer der Anlagen 6a, 6b, 6c der Fig. 1 eingesetzt oder vorgegeben werden. Steps 400 to 800 and optionally 900 to 1100 are iteratively run through during the training phase, depending on the evaluation of the result, until a sufficiently good result is available. The initial parameters can be replaced by adapted parameters and adapted again in each iteration. If the result is sufficiently good, the last used parameter set can be used in a step 1200 as a specified parameter set for status analysis. analysis of one or more of the systems 6a, 6b, 6c of FIG. 1 can be used or specified.
Im Folgenden wird die Zustandsanalyse der Anlage 6a beschrie ben. Die Ausführungen sind jedoch grundsätzlich vom Anlagen typ unabhängig und insbesondere auf die Anlagen 6b, 6c über tragbar . The analysis of the condition of plant 6a is described below. The versions are, however, basically independent of the type of system and, in particular, can be transferred to systems 6b, 6c.
Beispielsweise während einer Laufzeit der Anlage 6a kann mit tels des Sensors 7a eine wiederholte, insbesondere kontinu ierliche, Aufnahme einer Messgröße, insbesondere einer elekt rische Leistungsaufnahme und/oder einer Stromstärke, der An lage 6a aufgenommen und an die Recheneinheit 3 übertragen werden. Die Messdaten können in einem Speichermedium, bei spielsweise der Recheneinheit 3, gespeichert werden. For example, during a running time of the system 6a, the sensor 7a can be used to record a repeated, in particular continuous, recording of a measured variable, in particular an electrical power consumption and / or a current intensity, of the system 6a and transmit it to the computing unit 3. The measurement data can be stored in a storage medium, for example the computing unit 3.
Sind Daten entsprechend einer Länge eines Abschnitts gemäß dem vorgegebenen Parametersatz gespeichert, kann mittels der Recheneinheit 3 eine Merkmalsextraktion erfolgen. If data corresponding to a length of a section are stored in accordance with the predefined set of parameters, the computing unit 3 can be used to extract features.
Dazu werden wenigstens zwei statistische Kenngrößen einer den gespeicherten Messdaten entsprechenden Folge, wie bezüglich der Trainingsphase beschrieben bestimmt und mittels Skalie rungsparametern des vorgegebenen Parametersatzes skaliert. Zudem werden die statistischen Kenngrößen beispielsweise den oben beschriebenen Merkmalsblöcken entsprechend mit den Ge wichtungsparametern gemäß dem vorgegebenen Parametersatz ge wichtet . For this purpose, at least two statistical parameters of a sequence corresponding to the stored measurement data, as described with regard to the training phase, are determined and scaled using scaling parameters of the specified parameter set. In addition, the statistical parameters, for example the feature blocks described above, are weighted with the weighting parameters according to the specified parameter set.
Die gewichteten statistischen Kenngrößen werden mittels der Recheneinheit einer Klassifizierungsanalyse, beispielsweise durch einen Fuzzy K-means Klassifizierer, unterzogen, wobei die Klassifizierungsparameter des vorgegebenen Parametersat zes verwendet werden, beispielsweise die während des Trai nings bestimmte Klassenanzahl für den Fuzzy K-means The weighted statistical parameters are subjected to a classification analysis by means of the computing unit, for example by a fuzzy K-means classifier, the classification parameters of the specified parameter set being used, for example the number of classes for the fuzzy K-means determined during the training
Klassifizierer. Als Ergebnis der Klassifizierungsanalyse wird eine Klasse, beispielsweise mit einer entsprechenden Klassenwahrschein lichkeit, bestimmt und optional ausgegeben oder zur Bewertung der Anlage 6a weiterverwendet oder weiterverarbeitet. Classifier. As a result of the classification analysis, a class, for example with a corresponding class probability, is determined and optionally output or used or further processed for evaluating the system 6a.
Optional kann eine Nachbearbeitung der Klassifizierung erfol gen, beispielsweise, wenn der analysierte Abschnitt nur mit einer Wahrscheinlichkeit einer Klasse zugeordnet werden konn te, die kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist. Post-processing of the classification can optionally take place, for example if the analyzed section could only be assigned to a class with a probability that is less than a predetermined limit value.
Die ausgegebene Klasse kann den Zustand des analysierten Ab schnittes darstellen und kann insbesondere an ein System wei tergegeben werden, welches die Information über den Zustand nutzen kann, um beispielsweise KPIs pro Zustand, eine Ener- gieeffizienz oder eine Potentialabschätzung für die Anlage 6a zu berechnen, oder das den Betrieb der Anlage 6a zu optimie ren . The output class can represent the status of the analyzed section and can in particular be passed on to a system that can use the information about the status to calculate, for example, KPIs per status, an energy efficiency or a potential estimate for the system 6a, or to optimize the operation of the system 6a.
Mittels des verbesserten Konzepts kann also der Zustand einer Anlage automatisiert ermittelt werden, ohne auf deren Steue rung zugreifen zu müssen. Using the improved concept, the condition of a system can be determined automatically without having to access its control.
Bezugs zeichenliste Reference character list
1 ComputerSystem 1 computer system
2a, 2b, 2c Schnittstellen 2a, 2b, 2c interfaces
3 Recheneinheit 3 arithmetic unit
4 Mikroprozessor 4 microprocessor
5 Ein- und Ausgabegerät 5 input and output device
6a, 6b, 6c Anlagen 6a, 6b, 6c systems
6d Trainingsanläge 6d training facilities
7a, 7b, 7c, 7d Sensoren 7a, 7b, 7c, 7d sensors
8 ErgebnisdarStellung8 Presentation of results
9 TrainingscomputerSystem9 Training computer system
10 Recheneinheit 10 arithmetic unit
11 Schnittstelle 11 interface
12 Schnittstelle 12 interface
13 Benutzerschnittstelle 10 0 Verfahrensschritt 13 User interface 10 0 process step
20 0 Verfahrensschritt 300 Verfahrensschritt 400 Verfahrensschritt 500 Verfahrensschritt 600 Verfahrensschritt 700 Verfahrensschritt 800 Verfahrensschritt 900 Verfahrensschritt 20 0 method step 300 method step 400 method step 500 method step 600 method step 700 method step 800 method step 900 method step
10 0 0 Verfahrensschritt 10 0 0 process step
11 0 0 Verfahrensschritt 11 0 0 process step
12 0 0 Verfahrensschritt 12 0 0 procedural step
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|---|---|---|---|
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