一种基于物联网的数控设备运行管理系统的制作方法

本发明涉及物联网控制管理，具体是一种基于物联网的数控设备运行管理系统。

背景技术：

1、传统角度下，数控设备的运行管理主要依赖于人工的巡检、维护和调整。工人需要定期检查设备的运行状态、清洁设备、更换零部件以及调整设备参数以确保其正常运行。这种传统的管理方式存在以下几个问题：

2、1、依赖人工巡检：人工巡检需要耗费大量时间和人力成本，并且无法实现实时监测和远程管理。

3、2、反应式维护：传统管理方式主要是基于事后维护，即在设备出现故障或问题时才进行维护。这样容易导致生产线停机时间过长，影响生产效率。

4、3、数据化程度低：传统管理方式无法进行大规模数据的采集和分析，缺乏数据驱动的决策。

5、从物联网的角度来看，数控设备的运行管理可以通过将设备连接到互联网，实现设备之间的信息共享和数据交换，以实现智能化的管理和运维。具体来说，基于物联网的数控设备运行管理可以带来以下优势：

6、1、实时监控与远程管理：通过物联网技术，可以实时监测数控设备的运行状态、能耗数据、生产效率等信息，实现远程访问和管理。这有助于及时发现问题并迅速采取行动，提高设备的可靠性和运行效率。

7、2、数据驱动决策：物联网技术可以实现对大量数据的采集、存储和分析，从而为管理人员提供更多的数据支持和决策依据。通过数据分析，可以发现潜在问题、优化生产流程，并实现预测性维护，降低维护成本和提高设备的可用性。

8、3、自动化维护与优化：基于物联网的数控设备管理系统可以实现自动化的维护和优化，例如设备健康状况的实时监测、自动化的报警和故障诊断，以及自动化的维护计划制定。这样可以减少维护人员的工作量，提高响应速度，保障设备的长期稳定运行。

9、因此，现提供一种基于物联网的数控设备运行管理系统。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于物联网的数控设备运行管理系统。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的数控设备运行管理系统，包括监控中心，所述监控中心通信连接有数据采集模块、数据处理模块、状态分析模块、维护管理模块与通知报警模块；

3、所述数据采集模块用于采集数控设备初始端节点在运行时的运行数据；

4、所述数据处理模块用于对运行数据执行加密操作，获得加密运行数据，并记录传输过程中数控设备每个物联网节点加密运行数据的数据状态；

5、所述状态分析模块用于根据数控设备每个物联网节点加密运行数据的数据状态，获得对应数控设备每个物联网节点数据状态因子；

6、所述维护管理模块用于根据数据状态因子，获得数控设备的设备健康指数；

7、所述通知报警模块用于构建数控设备节点评估模型，进而获得预测节点健康指数，根据所述预测节点健康指数，对数控设备提前采取管理措施。

8、进一步的，所述数据处理模块对运行数据执行加密操作，获得加密运行数据的过程包括：

9、将获得的运行数据进行二级制转码，获得二级制运行数据；

10、对所述二级制运行数据按照分割规则进行分割，获得若干个数据块，并对所述数据块进行标记，记为i＝1，2，3，……，n，n为自然数；

11、对每个数据块进行哈希安全算法技术处理，生成对应数据块的消息认证码，并记为di；

12、根据每个数据块生成一个对应且唯一的初始化向量，并记为vi；

13、根据每个数据块生成一个对应的轮换偏移量，并记为ki，将每个数据块中的字符按照轮换偏移量ki向后移ki个位置，超出数据块边界的字符回到开头；

14、将偏移后的数据块的每个字符按照字符反转规则进行反转操作，形成密文信息；

15、根据所述对应的初始化向量vi、消息认证码di以及密文信息，获得加密运行数据。

16、进一步的，所述数据处理模块记录传输过程中数控设备每个物联网节点加密运行数据的数据状态的过程包括：

17、在数控设备每个物联网节点设置数据状态采集单元；

18、所述数据状态采集单元对数控设备对应物联网节点的加密运行数据进行解密操作，进而获得加密运行数据的数据状态。

19、进一步的，所述数据状态采集单元对数控设备对应物联网节点的加密运行数据进行解密操作的过程包括：

20、将每个数据块按照对应初始化向量vi进行初始化操作；

21、对初始化后的数据块按照字符反转规则再一次进行反转操作，得到偏移后的数据块；

22、根据解密后的结果，数据块再一次进行反转操作恢复为未加密的数据块；

23、对偏移后的数据块进行恢复，将偏移后的数据块按照轮换偏移量ki向前移ki个位置，得到恢复偏移后的数据块；

24、对恢复偏移后的数据块进行安全哈希算法处理，生成新的消息认证码，并记为

25、根据所述新的消息认证码与对应消息认证码di进行对比，获得加密运行数据的数据状态。

26、进一步的，所述状态分析模块获得对应数控设备每个物联网节点数据状态因子的过程包括：

27、对数控设备每个物联网节点进行标记，记为o＝1，2，3，……，m，m为自然数，并将数控设备每个物联网节点加密运行数据的数据状态分别记为ho；

28、根据数控设备每个物联网节点的数据状态ho，获得数控设备对应物联网节点数据状态因子γo的计算公式为：

29、其中，α为数据状态偏差系数，h标准为标准数据状态。

30、进一步的，所述维护管理模块根据数据状态因子，获得数控设备的设备健康指数的过程包括：

31、根据获得的数据状态因子，获得数控设备的设备健康指数τ的计算公式为：

32、其中，βo为数控设备对应物联网节点的权重系数。

33、进一步的，所述通知报警模块构建数控设备节点评估模型，进而获得预测节点健康指数的具体过程包括：

34、获取若干组历史采集周期的设备健康指数；

35、根据若干组历史采集周期的设备健康指数，构建训练样本集的过程包括：

36、对若干组历史采集周期的设备健康指数进行分组标号，记为f＝1，2，3，……，p；p为自然数；

37、将p-h组历史采集周期的设备健康指数作为样本数据，且h为小于p的自然数，并利用所述样本数据，获得样本数据均值，记为样本集；

38、将其余组历史采集周期的设备健康指数作为测试集；

39、根据所述样本集以及测试集，组成训练样本集；

40、基于卷积网络神经，构建标准评估模型；

41、并将训练样本集输入至标准评估模型中，对标准评估模型进行训练，获得完成训练后的标准评估模型，并将完成训练后的标准评估模型记为数控设备节点评估模型，根据所述数控设备节点评估模型中，获得预测节点健康指数。

42、进一步的，所述通知报警模块根据预测节点健康指数，对数控设备提前采取管理措施的具体过程包括：

43、预设数控设备每个物联网节点的节点健康指数阈值；

44、若预测节点健康指数大于对应节点健康指数阈值，则说明该数控设备对应的物联网节点存在异常，生成预警通知警报，提醒工作人员对对应的物联网节点进行检查；

45、若预测节点健康指数小于等于对应节点健康指数阈值，则说明该数控设备对应的物联网节点不存在异常，进而数控设备对应的物联网节点正常运行。

46、与现有技术相比，本发明的有益效果是：采集数控设备初始端节点在运行时的运行数据，并对运行数据执行加密操作，获得加密运行数据，记录传输过程中数控设备每个物联网节点加密运行数据的数据状态；根据数控设备每个物联网节点加密运行数据的数据状态，获得对应数控设备每个物联网节点数据状态因子；根据数据状态因子，获得数控设备的设备健康指数；构建数控设备节点评估模型，获得预测节点健康指数，进而对数控设备提前采取管理措施；大大提高了数控设备运行效率。