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专利号: 2025102675724
申请人: 如皋市武源机械有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种卷扬机安全性能评估方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

通过测量卷扬机电机电流与绳索张力为观测参数,记录在差异化工作状态下的数据,分析数据识别卷扬机动态特性,筛选关键动态参数,计算动态变化范围,生成动态参数记录结果;

利用所述动态参数记录结果,对卷扬机进行起升和下降动作的监控,比较差异化工作状态下数据的变化,筛选异常波动范围,判断负载变化对卷扬机运行状态的影响,得到性能波动指标;

根据所述性能波动指标,计算波动严重程度,判断是否达到预设的调整标准,若达到,则标识需要进行参数调整,制定调整措施,得到参数调整决策;

执行所述参数调整决策中的措施,更新卷扬机控制单元配置的设置,记录调整内容和执行时间,监控调整后参数变化,筛选调整数据,得到操作调整执行日志;

基于所述操作调整执行日志,分析故障顺序和影响,筛选导致性能下降的故障模式,记录故障条件,建立故障趋势预测模型,计算故障序列关联性,建立故障序列预测模型;

所述故障序列预测模型的具体步骤如下:

基于所述操作调整执行日志,进行数据收集,逐条分析日志中的变动记录,包括操作参数的变化和环境条件的调整,记录每次性能下降的时刻和前后的环境参数,识别导致性能下降的初始因素,生成故障初始信号集;

基于所述故障初始信号集,通过自回归积分滑动平均模型进行时间序列分析,对故障事件进行排序,将故障事件根据时间顺序和影响程度分类,细化故障事件的发展阶段,包括从初始信号识别到故障的扩展和对性能的影响,记录故障的发展过程,获取故障发展路径分析结果;

利用所述故障发展路径分析结果,通过分析故障模式和发展条件,预测未来时间段内发生的故障序列和对性能的影响,对现有故障数据进行分析,获取故障序列预测结果;

所述自回归积分滑动平均模型按照公式:

计算故障事件的时间序列数据;

其中, 为时间点 的观测值, 和 为自回归参数, 和 为移动平均参数,为误差项, 为常数项, 为季节性调整权重, 为上一时间点的季节性成分, 为趋势调整权重, 为上一时间点的趋势成分,为外部影响调整权重, 为上一时间点的外部影响因素;

根据所述故障序列预测结果,评估故障随机性,筛选高风险工况,制定针对性预防措施和应急响应策略,记录措施和策略信息,调整卷扬机安全管理控制参数,得到综合风险管理措施。

2.根据权利要求1所述的卷扬机安全性能评估方法,其特征在于,所述动态参数记录结果包括电机电流峰值、绳索张力和操作时长,所述性能波动指标包括波动幅度、频繁偏离次数和异常波动时段,所述参数调整决策包括起升速度的调整数值、制动配置的调整方案和控制参数的优化范围,所述操作调整执行日志包括调整措施的描述、执行的日期和时间和调整效果的验证数据,所述故障序列预测模型包括故障类型识别算法、影响故障发展的关键参数和故障发生的时间预测,所述综合风险管理措施包括定期维护计划、紧急停机、故障修复优先级和预备零件库存清单。

3.根据权利要求1所述的卷扬机安全性能评估方法,其特征在于,利用所述动态参数记录结果,对卷扬机进行起升和下降动作的监控,比较差异化工作状态下数据的变化,筛选异常波动范围,判断负载变化对卷扬机运行状态的影响,得到性能波动指标的具体步骤如下:基于所述动态参数记录结果,监测卷扬机在差异化工作状态下的动态参数,包括速度、加速度和载荷,记录每次起升与下降动作中参数的实时数据,并将参数值超出预设阈值的动作进行标记并记录,生成异常动作记录结果;

分析所述异常动作记录结果中的数据,比较正常与异常状态下的参数变化,识别导致性能偏离的参数和变化趋势,获取偏离参数及趋势分析结果;

基于所述偏离参数及趋势分析结果,利用决策树分类方法,采用Scikit‑learn库中的DecisionTreeClassifier,细化参数的出现频率和影响程度,区分偏离原因,包括操作失误、机械故障和外部环境因素,并评估对性能的影响,得到性能波动指标。

4.根据权利要求3所述的卷扬机安全性能评估方法,其特征在于,所述决策树分类方法按照公式:;

其中, 为信息增益, 为数据集 的熵, 为在特征 条件下 的条

件熵, 为特征 在数据集 中的比例, 为调整系数, 为特征 的变异性指标。

5.根据权利要求1所述的卷扬机安全性能评估方法,其特征在于,根据所述性能波动指标,计算波动严重程度,判断是否达到预设的调整标准,若达到,则标识需要进行参数调整,制定调整措施,得到参数调整决策的具体步骤如下:收集所述性能波动指标,通过实时监控记录设备运行数据,采用数据对比分析,比较数据与预定调整标准的差异,识别超出预定范围的波动情况,并对波动情况进行归类与总结,生成波动分析结果;

基于所述波动分析结果,筛选影响性能的参数,包括起升速度和制动配置,通过模拟实验,调整参数,监控对设备性能的影响,记录调整前后的性能差异,并将差异进行汇总分析,获取调整选项清单;

根据所述调整选项清单,对起升速度和制动配置的修改方案进行制定,执行调整措施,并在控制环境中测试调整方案的效果,通过测试结果对比分析,确定调整措施能够改善设备性能,获取参数调整决策。

6.根据权利要求1所述的卷扬机安全性能评估方法,其特征在于,根据所述故障序列预测结果,评估故障随机性,制定针对性预防措施和应急响应策略,记录措施和策略信息,得到综合风险管理措施的具体步骤如下:基于所述故障序列预测结果,通过分析每种预测的故障类型,包括机械磨损和电气故障,考察故障发生的环境因素和操作条件,对每种故障的发生概率进行评估,记录故障类型、发生条件和预测概率,生成故障概率表;

根据所述故障概率表,制定预防措施和应急响应计划,包括优化检修频次和增强员工安全培训,为每项措施指定执行步骤、责任人和时间安排,构建预防与应急执行方案;

基于所述预防与应急执行方案,记录制定预防措施和应急响应策略的实施细节,包括措施的目的、执行时间表、指派的责任人和预计评估,形成综合风险管理措施。