(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210647308.X (22)申请日 2022.06.08 (71)申请人 昆明理工大 学 地址 650093 云南省昆明市五华区学府路 253号 (72)发明人 李祥　马军　熊新　王晓东　 (74)专利代理 机构 云南盛恒知识产权代理有限 公司 53224 专利代理师 赵晓琴 (51)Int.Cl. F16K 37/00(2006.01) G06F 30/17(2020.01) (54)发明名称 一种基于数字孪生的高压隔膜泵单向阀健 康管理系统及方法 (57)摘要 本发明公开一种基于数字孪生的高压隔膜 泵单向阀健康管理系统及方法， 涉及数控系统维 管领域； 包括数据采集组件、 工业数字孪生智能 管控平台、 模型仿真数据组件、 故障与性能退化 仿真数据模型、 设备健康数据预测性维护模型、 状态监测组件、 故障诊断与预测的模型、 3D可视 化模型、 维修规划模型、 现场作业记录数据模型 和反馈维护报备模型， 所述反馈维护报备模型内 数据反馈至数据采集组件， 使上述各步骤依次信 息传递并循环工作； 对工业生产设备中高压隔膜 泵单向阀、 及其相连部件进行故障的分析和提前 预测， 及时进行维护， 减少 因为设备意外故障导 致的产能下降和财产损失。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115076452 A 2022.09.20 CN 115076452 A 1.一种基于数字孪生的高压隔膜泵单向阀健康管理系统及方法， 其特征在于： 包括数 据采集组件、 工业数字孪生智能管控平台、 模型仿 真数据组件、 故障与性能退化仿 真数据模 型、 设备健康数据预测性维护模 型、 状态监测组件、 故障诊断与预测的模型、 3D可视化模 型、 维修规划模型、 现场作业记录数据模型和反馈维护报备模型， 所述反馈维护报备模型内数 据反馈至数据采集组件， 使上述各步骤依次信息传递并循环工作。 2.如权利要求1所述的基于数字孪生的高压隔膜泵单向阀健康管理系统及方法， 其特 征在于： 所述数据采集组件包括获取监测数据、 性能数据、 运行日志和环境数据的监测硬 件， 在工业生产设备中高压隔膜泵 单向阀、 及其相连部件运行中， 对故障有重大影响的特定 参数数据进行实时监测 和提取。 3.如权利要求1所述的基于数字孪生的高压隔膜泵单向阀健康管理系统及方法， 其特 征在于： 所述工业数字孪生智能管控平台包括工业现场传感器、 智能终端和管控一体化平 台， 构建工业现场高压隔膜泵单向阀及关联工业生产设备 的数字化镜像， 模拟物理对 象在 计算中仿真处 理的数学模型， 描述物理对象在现场环境中的变化。 4.如权利要求1所述的基于数字孪生的高压隔膜泵单向阀健康管理系统及方法， 其特 征在于： 所述模型仿真数据组件包括根据工业现场高压隔膜泵单向阀、 及关联工业生产设 备的结构形式构建物理结构仿 真模型， 通过实物模型的仿 真辅助计算机数学模型仿 真的运 行。 5.如权利要求1所述的基于数字孪生的高压隔膜泵单向阀健康管理系统及方法， 其特 征在于： 所述故障与性能退化仿真数据模型通过工业数字孪生智能管控平台、 模型仿真数 据组件得到的仿真数据， 模拟工业现场高压隔膜泵单向阀、 及关联工业生产设备运行中出 现故障情况的数据， 以及工作过程中性能下降情况 下的运行 数据。 6.如权利要求1所述的基于数字孪生的高压隔膜泵单向阀健康管理系统及方法， 其特 征在于： 所述设备健康数据预测性维护模型， 收集工业数字孪生智能管控平台和模型仿真 数据组件 数据， 根据工业现场高压隔膜泵 单向阀、 及关联工业生产设备的运行数据， 预测剩 余寿命， 评判设备的运行时间， 在预测的故障发生前提 示维护。 7.如权利要求1所述的基于数字孪生的高压隔膜泵单向阀健康管理系统及方法， 其特 征在于： 所述状态 监测组件包括安装在生产设备、 生产基地和监测传感器， 实时查看设备多 项重要指标， 通过有线/WIFI/4G/5G多种方式将数据传输， 全局查看并掌握设备的运行状 态， 对设备能效进行 更有效的管理。 8.如权利要求1所述的基于数字孪生的高压隔膜泵单向阀健康管理系统及方法， 其特 征在于： 所述故障诊断与预测的模型包括对工业现场高压隔膜泵单向阀、 及关联工业生产 设备状态监测数据进行分析 的诊断模型， 对现场采集的监测数据进行分析和处理， 提取特 征值； 对工业数字孪生智能管控平台、 模型仿真数据组件获得的信息通过建立的数据关系 进行推演的预测模型； 建立各特定参数之间的关系公式与模型， 通过决策变量之间的关系 反映决策问题的实质， 使用计算机实现自动化对关联系统进行维护管理的决策模型； 通过 诊断模型、 预测模型和决策模型优化运行模式， 并分析故障的根本原因， 将故障原因关联数 据传输至设备健康数据预测性维护模型内， 增加设备健康数据预测性维护模型对设备健康 的评判标准。 9.如权利要求1所述的基于数字孪生的高压隔膜泵单向阀健康管理系统及方法， 其特权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115076452 A 2征在于： 所述3D可视化模型通过建模软件建立与工业现场高压隔膜泵单向阀、 及关联工业 生产设备一致的三维模型， 通过数据导入定位故障的位置， 方便维修人员 在维护前对故障 位置进行观察， 方便在设备维护前提前准备所需要的部件、 材料和工具， 以及提前安排相关 的技术人员。 10.如权利要求1所述的基于数字孪生的高压隔膜泵单向阀健康管理系统及方法， 其特 征在于： 维修规划模型包括执行资源及资产规划的计划部分、 接受诊断及预测结果的执行 部分， 以及接受主动维护建议的预防部分； 现场作业记录数据模型和反馈维护报备模型包括员工记录和交互式电子手册两部分， 作业完成后反馈维护情况， 对故障的维护数据进行报备， 并将获得维护数据由数据采集组 件采集， 并将数据汇入循环。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115076452 A 3