[发明专利]基于大数据的三维激光切割机设备数据分析系统及方法

权利要求书

1.基于大数据的三维激光切割机设备数据分析系统，其特征在于：所述设备分析系统包括传感器模块、数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块与维修预警模块，

所述传感器模块用于对激光切割设备的切割过程进行实时监测，所述数据采集模块用于采集设备的运行速度、温度和使用时长并进行存储，所述数据处理模块用于对数据进行清洗与处理重复、缺失和异常的数据，所述数据分析模块用于对数据处理模块的数据进行分析，得出设备运行的关键性能参数，所述维修预警模块用于在数据分析模块的结果数据基础上对设备出现故障的概率进行预警，并同时生成维修记录和提醒。

2.根据权利要求1所述的基于大数据的三维激光切割机设备数据分析系统，其特征在于：所述传感器模块包括传感器单元和处理模块，所述传感器单元用于将激光切割设备的切割过程的温度、速度、行程转换成电信号，所述处理模块用于将传感器模块产生的电信号处理为模拟信号再通过AD转换器将模拟信号转化为数字信号。

3.根据权利要求1所述的基于大数据的三维激光切割机设备数据分析系统，其特征在于：所述数据采集模块包括数据采集器、通信模块和数据存储模块，所述数据采集器用于采集设备的运行速度、温度和使用时长，所述通信模块用于将数据采集器采集的数据上传存储到数据存储模块中，以便于数据处理模块进行读取并处理，所述数据存储模块用于存储采集的数据，保护数据以防数据丢失，方便查找与数据处理模块的读取处理。

4.根据权利要求1所述的基于大数据的三维激光切割机设备数据分析系统，其特征在于：所述数据处理模块包括数据清洗模块和数据存储模块，所述数据清洗模块用于数据的预处理，将重复、缺失和异常的数据进行筛选处理，分别选择一组数据将重复的数据删除仅保留第一个，缺失的数据进行定位条件查找，然后重新采集补全缺失值，异常数据直接存储到存储模块中供数据分析模块进行分析，所述数据存储模块用于存储数据清洗模块处理完的数据，并用于后续的数据分析模块进行阈值分析。

5.根据权利要求4所述的基于大数据的三维激光切割机设备数据分析系统，其特征在于：所述一组数据是指采集设备的运行速度、温度和使用时长中的一类数据，所述重复数据是同一类型的数据中相同数值的数据，所述缺失的数据是采集过程中缺失的数据，具体为空值，所述异常数据是采集的数据不在常规数值范围内的数据，所述常规数值范围为系统预置运行速度、温度和使用时长的数值集合。

6.根据权利要求1所述的基于大数据的三维激光切割机设备数据分析系统，其特征在于：所述数据分析模块包括EDA数据分析单元和数据可视化单元，所述EDA数据分析单元用于对数据处理模块的最终数据进行分析，通过EDA分析单元中编译器进行代码编写，对三类数据分别进行分析同时进行故障预测，然后按照运行速度、温度、使用时长和故障预测结果进行分类存储，所述数据可视化单元用于将EDA分析单元分析出的分类数据以图表的形式呈现出来，具体分析预测故障的方式如下：

建立三维激光切割机设备故障预测公式：

设备将要发生故障的概率p＝1/(1+e^-z)，其中

wi表示第i个特征对应的权重，xi表示第i个特征对应的值，b表示模型的偏置项，且b为数据库中预置的常数，

将预测得到的概率值P与特征阈值进行比较，所述特征阈值为数据库中预置的常数，

当预测得到的概率值P大于该阈值时，则判定设备即将发生故障，

当预测得到的概率值P小于等于该阈值时，则判定设备处于正常工作状态，没有出现故障。

7.根据权利要求6所述的基于大数据的三维激光切割机设备数据分析系统，其特征在于：所述特征为运行速度、温度和使用时长中的一个，所述特征阈值为运行速度、温度和使用时长分别对应的第一阈值、第二阈值和第三阈值。