本发明涉及数字孪生,具体涉及基于数字孪生的企业安全生产异常预警系统。
背景技术:
1、随着数字孪生技术的不断成熟,可运用的范围也越发的广泛起来,其中就涉及于企业安全生产的异常预警,数字孪生技术通过将采集到的企业生产设备数据转换为数据信号,进而构成对应的设备模型,以此来实现实时的企业安全生产异常预警,及时识别潜在的安全风险和生产异常,降低生产设备的故障率,延长使用寿命,提高生产效率。
2、当前技术对企业安全生产异常的预警主要是通过摄像头监测设备,进而从摄像头拍摄的设备运行图像中观察得到对应的设备运行状态,以此判断企业生产的状况,这种监测方式主要依靠的是人为的安全排查,效率较为的缓慢,同时人为的观察无法实现细致深入的生产安全检测,会产生遗留的安全隐患,无法保障企业安全生产,降低企业设备使用时长及生产速度。
技术实现思路
1、针对上述存在的技术不足,本发明的目的是提供基于数字孪生的企业安全生产异常预警系统。
2、为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:本发明提供基于数字孪生的企业安全生产异常预警系统,包括:生产设备采集模块,用于监测企业生产中对应的设备,在设备上安装各传感器,进而采集设备信息,并将采集到的设备信息转化为数据信号。
3、孪生模型模拟模块,用于根据设备信息转化的数据信号,进而构建设备数字模型,并对设备数字模型进行温度模拟测试和负载模拟测试。
4、设备温度测试模块,用于设置各温度测试组,利用设备数字模型来进行各温度测试组的温度测试,并采集各温度测试组对应的温度测试信息,其中温度测试信息包括振动频率、运行速度,进而预测得到设备对应的最高运行温度。
5、设备负载测试模块,用于设置各负载测试组,利用设备数字模型来进行各负载测试组的负载测试,并获取各负载测试组对应的负载测试信息,其中负载测试信息包括运行压力、运行转速,进而分析得到设备对应的最高运行负载。
6、设备运行监测模块,用于获取当前设备对应的运行温度、运行负载,并与设备对应的最高运行温度、最高运行负载进行对比,判断得到设备对应的运行安全性、运行稳定性。
7、执行终端,用于当设备不安全或不稳定时进行预警提示,同时显示设备对应的最高运行温度和最高运行负载。
8、优选地,所述进行温度测试,具体测试过程如下:f1、根据设备对应的实际温度,预设温度差,并将预设温度差按照由小到大的顺序依次进行排列,设置对应的各温度测试组,将设备数字模型在各温度测试组中进行模拟运转。
9、f2、设置各监测时间段,并在各温度测试组中采集各时间段的设备数字模型的运转参数,计算运行参数差,当运转参数差小于或等于允许浮动的运行参数差时,继续执行设备数字模型在各温度测试组中对应的温度测试,当运转参数差大于允许浮动的运行参数差时,中断测试,排查异常情况。
10、f3、当设备数字模型在各温度测试组中模拟运转时长,达到预设的温度测试总时长后,停止各温度测试组中设备数字模型的运转,同时采集各温度测试组对应的温度测试信息,采集完成以后,结束温度测试。
11、优选地,所述预测得到设备对应的最高运行温度,具体预测过程如下:通过计算公式分析得到各高温测试组对应设备的性能评估系数sf,f为各高温测试组的编号,f=1,2,.....,p,p为任意大于2的整数,δ′为设定的设备的标准振动频率,μ′为设定的设备的标准运行速度,δf为第f个高温测试组对应设备的振动频率,μf为第f个高温测试组对应设备的运行速度,w1、w2分别为设定的振动频率的权重因子、运行速度的权重因子,0<w1<1,0<w2<1。
12、将各温度测试组对应的温度的性能评估系数按照由小到大的顺序依次排列,并将各温度测试组对应的温度的性能评估系数分别与预设的性能评估系数阈值进行对比,当在对比过程中第一次出现性能评估系数小于预设的性能评估系数阈值时,则将该温度测试组对应的温度记为最高温度,以此预测得到设备对应的最高运行温度。
13、优选地,所述进行负载测试,具体测试过程如下:r1、从设备对应的说明书中获取设备负载标准,并按照设备负载标准预设负载差,并将预设负载差按照由小到大的顺序依次进行排列,设置对应的各负载测试组,将设备数字模型在各温度测试组中进行模拟运转。
14、r2、设置各监测时间段,并在各负载测试组中采集各时间段的设备数字模型的运转参数,计算运行参数差,当运转参数差小于或等于允许浮动的运行参数差时,继续执行设备数字模型在各负载度测试组中对应的负载测试,当运转参数差大于允许浮动的运行参数差时,中断测试,排查异常情况。
15、r3、当设备数字模型在各负载测试组中模拟运转时长,达到预设的负载测试总时长后,停止各负载测试组中设备数字模型的运转,同时采集各负载测试组对应的负载测试信息,采集完成以后,结束负载测试。
16、优选地,所述分析得到设备对应的最高运行负载,具体分析过程如下:通过计算公式分析得到各负载测试组对应设备的稳定性评估系数ys,s为各负载测试组的编号,s=1,2,.....,a,p为任意大于2的整数,λ′为设定的运行压力,ψ′为设定的运行转速,λs为第s个负载测试组对应设备的运行压力,ψs为第s个负载测试组对应设备的运行转速,ι1、ι2分别为设定的运行压力的权重因子、运行转速的权重因子,0<ι1<1,0<ι2<1。
17、将各负载测试组对应的负载的稳定性评估系数按照由小到大的顺序依次排列,并将各负载测试组对应的负载的稳定性评估系数分别与预设的稳定性评估系数阈值进行对比,当在对比过程中第一次出现稳定性评估系数小于预设的稳定性评估系数阈值时,则将该负载测试组对应的负载记为最高负载,以此分析得到设备对应的最高运行负载。
18、优选地,所述判断得设备对应的安全性、稳定性,具体判断过程如下:将当前设备对应的运行温度与设备对应的最高运行温度进行对比,若当前设备对应的运行温度大于或等于设备对应的最高运行温度,则判定设备运行不安全,若当前设备对应的运行温度小于设备对应的最高运行温度,则判定设备运行安全。
19、将当前设备对应的运行负载与设备对应的最高运行负载进行对比,若当前设备对应的运行负载大于或等于设备对应的最高运行负载,则判定设备运行不稳定,若当前设备对应的运行负载小于设备对应的最高运行负载,则判定设备运行稳定。
20、优选地,还包括数据库,数据库用于存储设备信息、温度测试信息、负载测试信息和当前设备对应的运行温度、运行负载。
21、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:本发明提供基于数字孪生的企业安全生产异常预警系统,通过采集对应的设备信息,并将其转化为数据信号,进而构建设备数字模型,并进行模拟测试,预测得到设备对应的最高运行温度,并判断得到设备对应的运行安全性,同时分析设备对应的最高运行负载,并判断得到设备对应的运行稳定性,以此实行及时的生产安全预防,保障生产的有效运行,解决了当前技术中存在的不足,通过数字孪生技术智能的模拟企业生产设备,保障生产安全分析的精准性,以便及时采取补救措施提高安全性,从而提高企业生产效率,延长设备使用寿命,降低企业的维修成本,减轻企业监测人员的工作量,提高企业生产效益。
1.基于数字孪生的企业安全生产异常预警系统,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的基于数字孪生的企业安全生产异常预警系统,其特征在于,所述进行温度测试,具体测试过程如下:
3.如权利要求1所述的基于数字孪生的企业安全生产异常预警系统,其特征在于,所述预测得到设备对应的最高运行温度,具体预测过程如下:
4.如权利要求1所述的基于数字孪生的企业安全生产异常预警系统,其特征在于,所述进行负载测试,具体测试过程如下:
5.如权利要求1所述的基于数字孪生的企业安全生产异常预警系统,其特征在于,所述分析得到设备对应的最高运行负载,具体分析过程如下:
6.如权利要求1所述的基于数字孪生的企业安全生产异常预警系统,其特征在于,所述判断得设备对应的安全性、稳定性,具体判断过程如下:
7.如权利要求1所述的基于数字孪生的企业安全生产异常预警系统,其特征在于,还包括数据库,数据库用于存储设备信息、温度测试信息、负载测试信息和当前设备对应的运行温度、运行负载。