一种器械设备的工作状态检测方法

摘要

本发明涉及一种器械设备的工作状态检测方法，属于机械工程和信息技术交叉领域。本发明首先获取器械设备的工作状态流程图作为既定流程，并得到其变迁紧邻关系集合TAR1，再从器械设备的指令集中提取变迁紧邻关系集合TAR2，最终通过TAR1和TAR2的相似性判断器械设备是否有异常状态，若相似度小于1-Φ(Φ为器械设备的工作状态可容忍异常阈值)，则判定器械设备的工作状态异常，否则正常。本发明工作状态检测方法，指令和实际行为的对应比较简单，因此本方法的实现简单易行；本方法通过一般的计算机设备可以在几秒钟内计算出结果，因此对于器械设备的工作状态检测，可以实时而且精确。本方法可以同时实现对多个器械设备工作状态的检测。

主权项

一种器械设备的工作状态检测方法，其特征在于该检测方法包括以下步骤：(1)获取器械设备的工作状态流程图，该工作状态流程图用佩特里网表示，并记为：既定流程；(2)设上述既定流程中包含器械设备中任意部件的任意动作T，形成一个既定流程中所有的两两任意动作的变迁紧邻关系TAR1，具体过程如下：(2‑1)若任意第i个动作Ti和任意第j个动作Tj的先后顺序为先进行Ti，后进行Tj,且Ti、Tj两个动作之间没有其它动作，则称Ti、Tj两个动作为顺序关系，并将二元组<Ti,Tj>记入变迁紧邻关系TAR1中；(2‑2)若任意第i个动作Ti和任意第j个动作Tj的先后顺序为先进行Ti，后进行Tj，或先进行Tj，再进行Ti，且Ti、Tj两个动作之间没有其它动作，则称Ti、Tj两个动作为并发关系，并将二元组<Ti,Tj>、<Tj,Ti>记入变迁紧邻关系TAR1中；(2‑3)若任意第i个动作Ti和任意第j个动作Tj之间不存在先后顺序则称Ti、Tj两个动作为无关关系；(3)从器械设备的控制系统中获取器械设备的各部件在工作过程中每一步动作的指令集T(c,t)，其中c为器械设备中各部件的动作指令，t为该动作指令的开始执行时刻，从器械设备的使用说明书中获取器械设备中各部件的动作指令c与动作a的对照表，根据该对照表，将上述指令集T(c,t)映射为动作集A(a,t)；(4)设定一个时间阈值，根据时间阈值，在部件的动作时间间隔大于时间阈值处对动作集A(a,t)进行分段，将上述动作集A(a,t)分段为m个轨迹的集合，记为Tr＝{Tr₁,Tr₂,…Tr_m}，其中，任意一个轨迹Tr_i包含n_i个动作：；(5)将上述任意一个轨迹Tr_i中相邻的动作两两组合，构成初始集合TAR2’如下：$\mathrm{TAR}{2}^{,}$$=\{<a_{11},a_{12}>,<a_{12},a_{13}>,<a_{13},a_{14}>,...,<a_{1(n_1-1)},a_{1n_1}>,<a_{21},a_{22}>,<a_{22},a_{23}>,<a_{23},a_{24}>,...,$$<a_{2(n_2-1)},a_{2n_2}>,...,\{<a_{m1},a_{m2}>,<a_{m2},a_{m3}>,<a_{m3},a_{m4}>,...,<a_{m(n_m-1)},a_{m{n}_m}>\},$消除初始集合TAR2’中的相同项，得到集合TAR2；(6)通过下式计算步骤(2)的集合TAR1与步骤(5)的集合TAR2之间的相似度$\mathrm{Sim}(\mathrm{TAR}1,\mathrm{TAR}2)=\frac{|\mathrm{TAR}1\cap \mathrm{TAR}2|}{|\mathrm{TAR}1\cup \mathrm{TAR}2|}$其中，∩符号表示两个集合的交集，∪符号表示两个集合的并集，||符号表示集合中元素的数量；(7)设定器械设备的工作状态可容忍异常阈值Φ，根据上述相似度，对器械设备的工作状态进行判断，若相似度小于1‑Φ，则判定器械设备的工作状态异常，若相似度大于或等于1‑Φ，则判定器械设备的工作状态正常。