基于织机运行状况的穿戴式手表预警系统的制作方法

本发明涉及智能预警，更具体地说，本发明涉及基于织机运行状况的穿戴式手表预警系统。

背景技术：

1、随着智能制造的发展，目前的纺织厂逐渐用机器代替大量的工人。在实际情况中，存在织机数量多、分布范围分散，而巡检人员少，导致每个机台出现问题时，操作员需要走到机器面前才能了解清楚情况，不能及时发现织机问题，导致生产效率低。

2、现有的穿戴式手表预警系统，存在如下问题：对织机的运行监测不够准确、智能，缺少从织机运行环境信息、图像信息、仪表数据维度对织机的全面监测，导致织机厂不能准确定位异常织机，发现织机运行异常，进而不能解决存在的问题，造成资源浪费。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种基于织机运行状况的穿戴式手表预警系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于织机运行状况的穿戴式手表预警系统，所述系统包括监测预警模块，监测预警模块基于智能设备的交互界面向管理人员传输预警信息内容，所述智能设备为穿戴式手表，将交互界面设置在穿戴式手表中，通过交互界面向管理人员传输预警信息内容，包括：

3、数据采集模块，用于采集织机运行信息、运行环境信息，所述织机运行信息包括织机音频信息、图像信息、仪表数据；

4、数据分析模块，用于分析采集的织机运行信息和运行环境信息，分析得到环境风险指数、织机的运转状况评估指数，以及织机的生产质量评估指数；

5、监测预警模块，用于向用户发出监测预警信息，通过分别判断环境风险指数、运转状况评估指数、织机生产质量评估指数与预设值的关系，当环境风险指数、运转状况评估指数、织机生产质量评估指数超出预设值，生成预警信息；通过将交互界面设置在智能设备中，管理人员基于智能设备的交互界面接收预警信息内容，所述智能设备为穿戴式手表，通过交互界面向管理人员传输预警信息内容；

6、风险评估模块，基于第j个时间段的环境风险指数erj、第i台织机在第j个时间段的运转状况评估指数osrij、第i台织机在第j个时间段的生产质量评估指数tm_puij，通过如下公式：计算得到第i台织机在第j个时间段的织机运行风险系数zfij。

7、优选的，数据采集模块中，将采集的信息按照等时间划分，得到每台织机在每个时间段的织机运行信息，用i表示织机的编号，j表示时间段的编号；数据采集模块通过音频传感器采集织机音频信息；通过摄像设备采集图像信息，图像信息包括织机的输入原料图像、输出产品图像；通过物联网技术采集织机仪表数据，织机仪表数据包括：织机运转速度、织机温度、振动频率、电气信息；通过温湿度传感器、尘埃检测仪、静电传感器采集环境信息的温湿度、粉尘、静电电荷。

8、优选的，在第j个时间段的环境风险指数记为erj，获取方式为：

9、将第j个时间段的平均温度、平均湿度、烟雾浓度最大值、可燃气体最大值、静电电荷最大值，分别记为：wdj_avg、sdj_avg、smj_max、fgj_max、eci_max；

10、获取织机的预设环境参数，将预设环境的温度、湿度、烟雾浓度、可燃气体浓度、静电电荷，分别记为：wd0、sd0、sm0、fg0、ec0；

11、通过如下公式：计算得到第j个时间段的环境风险指数erj，ε1、ε2表示各项的比例系数，基于管理人员设置。

12、优选的，织机在第j个时间段的运转状况评估指数记为osrj，获取方式为：

13、将织机第j个时间段的运转速度方差、织机温度平均值、振动频率平均值、电压方差分别记为：yvj_sd、zwj_avg、zdj_avg、dyj；

14、获取织机的预设运行参数，将预设运转速度方差、预设织机温度平均值、预设振动频率平均值、预设电压方差，分别记为：yv0、zw0、zd0、dy0；

15、依次将织机的运转速度方差、织机温度平均值、振动频率平均值、电压方差代入参数xa，依次将织机预设运转速度方差、预设织机温度平均值、预设振动频率平均值、预设电压方差代入参数xb，通过偏移率计算模型计算偏移率，将织机运转速度、织机温度、振动频率、电压方差的偏移率，分别记为p1，p2，p3，p4；

16、通过如下公式计算得到织机在第j个时间段的运转状况评估指数osrj，，其中，为权重，其具体值由用户调整设置；

17、将第i台织机在第j个时间段的运转状况评估指数记为osrij。

18、优选的，织机在第j个时间段织机的生产质量评估指数记为tm_puj，获取方式为：

19、分析织机输入端原料图像，基于图像识别算法获取原料的质量描述参数，基于质量异常描述参数与原料的输入速度的比值计算得到在第j个时间段原料的异常描述参数inj_ym；

20、分析织机输出端产品图像，基于图像识别算法获取输出端产品的实际质量描述参数，计算实际质量描述参数相对于预设质量描述参数的偏移率，对偏移率和对应的权重系数进行加权求和，计算得到织机在第j个时间段产品的异常描述参数ouj_ym；

21、基于第j个时间段的原料的异常描述参数和产品的异常描述参数，通过公式计算得到织机在第j个时间段的生产质量评估指数tm_puj，γ1、γ2、γ3分别表示各项比例系数，比例系数是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的值，也可由本领域的技术人员根据实际情况进行设置；

22、将第i台织机在第j个时间段的生产质量评估指数记为tm_puij。

23、优选的，监测预警模块中，分别将第j个时间段的环境风险指数erj、第i台织机在第j个时间段的运转状况评估指数osrij、第i台织机在第j个时间段的生产质量评估指数tm_puij，与预设的环境风险指数tha1、运转状况评估指数tha2、生产质量评估指数tha3进行对比，若超出预设值，表明织机处于异常状态，向管理人员传输预警信息内容，展示存在的环境风险、织机运行风险、织机生产风险。

24、优选的，在监测预警模块中，通过交互界面向管理者展示预警信息内容，提示环境风险、织机运行风险、织机生产风险；所述环境风险包括静电系数高、灰尘多、有火灾风险；织机运行风险包括织机运行异常、异常开启、异常关闭、异常运行速度；织机生产风险包括织机输入、输出的产品异常，在监测预警模块中，通过将交互界面设置在智能设备中，管理人员基于智能设备的交互界面接收预警信息内容。

25、优选的，当环境风险指数、运转状况评估指数、织机生产质量评估指数均没有超出预设值，生成每台织机的风险评估系数，基于风险评估系数采取对应措施。

26、优选的，所述系统包括智能调控模块，智能调控模块包括智能决策模型、智能控制设备；

27、所述智能决策模型用于生成智能控制指令，智能控制指令的获取方式为：基于历史大数据和专业知识搭建异常处理知识图谱，将织机运行信息、运行环境信息，以及预警信息内容输入异常处理知识图谱，得到智能控制指令；

28、智能控制设备用于执行智能控制指令，通过执行智能控制指令，消除、降低存在的环境风险、织机运行风险、织机生产风险；所述智能控制设备与织机、环境控制设备相连，进行启动、关闭织机的运转、调整运转速度操作，进而降低织机运行风险、织机生产风险；环境控制设备至少包括暖通控制设备、烟雾警报器、喷淋装置，调整运行环境中的温度、湿度、风速，进而消除、降低存在的环境风险。

29、优选的，智能调控模块包括环境优化单元、生产策略优化单元、织机调控单元，环境优化单元控制、优化织机环境；织机调控单元用于控制、优化织机的运行状况；生产策略优化单元用于优化织机运行时间段分配和产量分配，通过调整织机影响系数kzij，优化织机的综合运行风险评估系数。

30、优选的，生产策略优化过程包括下列步骤：

31、基于每台织机在每个时间段的产出量获取当前的织机影响系数，影响系数在若干台织机、若干时间段的分布构成影响系数矩阵；通过公式计算得到织机影响系数，其中，ocij表示第i台织机在第j个时间段的产出量，oc表示所有织机的m个时间段的总产出量；

32、第i台织机在第j个时间段的影响系数和对应的织机运行风险系数加权求和得到织机的综合运行风险评估系数zy；

33、通过公式计算得到织机的综合运行风险评估系数zy；

34、通过不断地迭代更新织机影响系数矩阵，当达到预设的迭代次数或满足一定的性能阈值时，停止迭代并输出最佳的织机影响系数矩阵，得到优化后的综合运行风险。

35、优选的，通过不断地迭代更新织机影响系数矩阵，来逼近最优解，在每次迭代中，根据当前的织机影响系数矩阵来计算综合运行风险评估系数的值，然后根据更新规则来更新织机影响系数矩阵，得到优化后的综合运行风险。

36、本发明的技术效果和优点：

37、本发明提供的基于织机运行状况的穿戴式手表预警系统，基于获取的运行环境信息，分析得到环境风险指数；基于获取的仪表数据，分析得到织机的运转状况评估指数；基于织机输入端图像和输出端图像，分析得到织机的生产质量评估指数，通过分别判断环境风险指数、运转状况评估指数、织机生产质量评估指数与预设值的关系，当环境风险指数、运转状况评估指数、织机生产质量评估指数超出预设值，生成预警信息；将手表作为穿戴式终端，手表可以在有效设置范围内接收发送的织机状态信息、预警信息，以及故障处理信息，通过交互界面向用户展示，大大的节省了操作员的巡检次数，节省劳动力，降低劳动强度。

38、本发明提供的基于织机运行状况的穿戴式手表预警系统，当环境风险指数、运转状况评估指数、织机生产质量评估指数均没有超出预设值，生成每台织机的风险评估系数，基于风险评估系数采取对应措施，通过量化风险，帮助管理人员了解织机的状况，帮助管理人员合理分配监测、算力资源。

39、本发明提供的基于织机运行状况的穿戴式手表预警系统，基于历史大数据和专业知识搭建异常处理知识图谱，将异常处理知识图谱视为智能决策模型，将织机运行信息、运行环境信息、数据分析结果，以及预警信息内容输入异常处理知识图谱，输出智能控制指令，通过执行智能控制指令，消除、降低存在的环境风险、织机运行风险、织机生产风险；所述智能控制设备与织机、环境控制设备相连，进行启动、关闭织机的运转、调整运转速度操作，进而降低织机运行风险、织机生产风险；环境控制设备至少包括暖通控制设备、烟雾警报器、喷淋装置，调整运行环境中的温度、湿度、风速，进而消除、降低存在的环境风险，帮助管理人员解决织机的生产风险。

40、本发明提供的基于织机运行状况的穿戴式手表预警系统，通过生产策略优化方法分配织机的生产量、调整织机的运行时间，降低织机的综合运行风险系数，帮助管理人员优化生产方式、降低运行风险。