本發(fā)明涉及數(shù)字孿生，尤其涉及一種lng低溫安全閥智能監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在液化天然氣(liquefied?natural?gas，lng)運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中，lng低溫安全閥是關(guān)鍵部件之一，其主要功能是防止壓力過高引發(fā)設(shè)備損壞?，F(xiàn)有的lng低溫安全閥通常通過機(jī)械彈簧式設(shè)計(jì)，當(dāng)壓力超過設(shè)定值時(shí)，彈簧力失效，安全閥自動(dòng)開啟，釋放過量氣體以降低壓力。通常這些閥門依賴于定期的人工檢測(cè)與維護(hù)，并沒有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的支持。這種傳統(tǒng)技術(shù)雖然在某種程度上能夠保護(hù)設(shè)備，但其無法提供實(shí)時(shí)反饋，且維護(hù)成本較高。

2、現(xiàn)有的技術(shù)方案是使用傳統(tǒng)機(jī)械式壓力安全閥，其工作原理基于彈簧力與壓力平衡關(guān)系。當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力超過彈簧設(shè)定值時(shí)，彈簧收縮，閥門打開并釋放氣體，隨后壓力回落到安全范圍時(shí)閥門關(guān)閉?，F(xiàn)有技術(shù)中，安全閥依賴于機(jī)械組件的物理作用，通常設(shè)計(jì)為非智能化系統(tǒng)，沒有連接傳感器或數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，因此閥門狀態(tài)無法遠(yuǎn)程監(jiān)控。

3、現(xiàn)有方案存在以下幾個(gè)主要缺點(diǎn)：

4、無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：現(xiàn)有的lng低溫安全閥沒有集成傳感器網(wǎng)絡(luò)，依賴于定期人工檢查，因此在設(shè)備運(yùn)行過程中難以及時(shí)捕捉異常狀況。

5、缺乏預(yù)測(cè)能力：現(xiàn)有的機(jī)械安全閥無法預(yù)測(cè)其工作狀態(tài)及剩余壽命，只能通過使用時(shí)間或定期維護(hù)進(jìn)行估算，這可能導(dǎo)致過早或過晚的維護(hù)，增加了運(yùn)營(yíng)成本和風(fēng)險(xiǎn)。

6、響應(yīng)速度慢：由于現(xiàn)有技術(shù)中沒有基于傳感器的智能系統(tǒng)，當(dāng)壓力超過安全值時(shí)，閥門打開的響應(yīng)時(shí)間較慢，難以在瞬時(shí)壓力波動(dòng)時(shí)做出迅速反應(yīng)，可能導(dǎo)致安全隱患。

7、維護(hù)成本高：傳統(tǒng)安全閥需要定期維護(hù)和更換組件，且在檢修期間通常需要停止設(shè)備運(yùn)行，導(dǎo)致停機(jī)時(shí)間和維護(hù)成本增加。

8、因此，亟需，提出一種lng低溫安全閥智能監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中難以實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)測(cè)壽命的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本公開提供一種lng低溫安全閥智能監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)方法、裝置和介質(zhì)，以解決相關(guān)技術(shù)中難以實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)測(cè)壽命的技術(shù)問題。

2、本說明書一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了一種lng低溫安全閥的智能監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：

3、獲取lng低溫安全閥的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)建立三維模型，并導(dǎo)入物理與材料特性；

4、通過實(shí)時(shí)采集lng低溫安全閥的運(yùn)行數(shù)據(jù)，將所述運(yùn)行數(shù)據(jù)與所述數(shù)字孿生模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)綁定，建立數(shù)字孿生模型；

5、將所述運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)輸入所述數(shù)字孿生模型對(duì)lng低溫安全閥進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)；

6、通過歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型，將所述機(jī)器學(xué)習(xí)模型與所述運(yùn)行數(shù)據(jù)結(jié)合，預(yù)測(cè)lng低溫安全閥的剩余壽命。

7、優(yōu)選地，還包括以下步驟：

8、在所述數(shù)字孿生模型中模擬環(huán)境和負(fù)載條件，評(píng)估lng低溫安全閥的工作表現(xiàn)和響應(yīng)行為。

9、優(yōu)選地，所述通過歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型，將所述機(jī)器學(xué)習(xí)模型與所述運(yùn)行數(shù)據(jù)結(jié)合，預(yù)測(cè)lng低溫安全閥的剩余壽命，具體包括以下步驟：

10、采用監(jiān)督學(xué)習(xí)算法通過歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型，所述監(jiān)督學(xué)習(xí)算法包括線性回歸算法和支持向量機(jī)算法；

11、將所述機(jī)器學(xué)習(xí)模型與所述運(yùn)行數(shù)據(jù)結(jié)合，預(yù)測(cè)lng低溫安全閥的剩余壽命，其中，壽命預(yù)測(cè)公式為：

12、

13、其中，tfsilure代表設(shè)備預(yù)計(jì)故障時(shí)的周期，tcuirent代表當(dāng)前操作周期，n代表設(shè)備的工作頻率。

14、優(yōu)選地，還包括以下步驟：

15、收集所述數(shù)字孿生模型的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整和優(yōu)化所述數(shù)字孿生模型的參數(shù)。

16、優(yōu)選地，還包括以下步驟：

17、根據(jù)所述分析結(jié)果和預(yù)測(cè)的所述lng低溫安全閥的剩余壽命，為lng低溫安全閥提供個(gè)性化的維護(hù)計(jì)劃。

18、本說明書一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了一種lng低溫安全閥的智能監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)裝置，包括三維模型建立模塊、數(shù)字孿生模型建立模塊、監(jiān)測(cè)模塊和預(yù)測(cè)模塊；

19、所述三維模型建立模塊，用于獲取lng低溫安全閥的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)建立三維模型，并導(dǎo)入物理與材料特性；

20、所述數(shù)字孿生模型建立模塊，用于通過實(shí)時(shí)采集lng低溫安全閥的運(yùn)行數(shù)據(jù)，將所述運(yùn)行數(shù)據(jù)與所述數(shù)字孿生模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)綁定，建立數(shù)字孿生模型；

21、所述監(jiān)測(cè)模塊，用于將所述運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)輸入所述數(shù)字孿生模型對(duì)lng低溫安全閥進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)；

22、所述預(yù)測(cè)模塊，用于通過歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型，將所述機(jī)器學(xué)習(xí)模型與所述運(yùn)行數(shù)據(jù)結(jié)合，預(yù)測(cè)lng低溫安全閥的剩余壽命。

23、優(yōu)選地，還包括評(píng)估模塊，用于在所述數(shù)字孿生模型中模擬環(huán)境和負(fù)載條件，評(píng)估lng低溫安全閥的工作表現(xiàn)和響應(yīng)行為。

24、優(yōu)選地，還包括評(píng)估模塊，用于在所述數(shù)字孿生模型中模擬環(huán)境和負(fù)載條件，評(píng)估lng低溫安全閥的工作表現(xiàn)和響應(yīng)行為。

25、本說明書一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述lng低溫安全閥的智能監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)方法。

26、本說明書一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述lng低溫安全閥的智能監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)方法的步驟。

27、本公開提供的一種lng低溫安全閥的智能監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)，優(yōu)點(diǎn)在于，通過獲取lng低溫安全閥的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)建立三維模型，并導(dǎo)入物理與材料特性，能夠在虛擬環(huán)境中高度還原lng低溫安全閥的實(shí)際形態(tài)與內(nèi)在屬性；通過實(shí)時(shí)采集lng低溫安全閥的運(yùn)行數(shù)據(jù)，將所述運(yùn)行數(shù)據(jù)與所述數(shù)字孿生模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)綁定，建立數(shù)字孿生模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)lng低溫安全閥工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)；將所述運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)輸入所述數(shù)字孿生模型對(duì)lng低溫安全閥進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)lng低溫安全閥工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)；通過歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型，將所述機(jī)器學(xué)習(xí)模型與所述運(yùn)行數(shù)據(jù)結(jié)合，預(yù)測(cè)lng低溫安全閥的剩余壽命，能夠?qū)崟r(shí)反饋閥門的當(dāng)前狀態(tài)，還可以結(jié)合歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練的機(jī)器學(xué)習(xí)模型對(duì)其未來狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)。不僅提升了lng低溫安全閥的實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障預(yù)測(cè)能力，還通過智能化的分析和反饋系統(tǒng)，大幅優(yōu)化了設(shè)備的維護(hù)管理過程。這些技術(shù)優(yōu)點(diǎn)極大地提高了設(shè)備的運(yùn)行安全性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性，填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)中的多個(gè)不足之處。

技術(shù)特征：

1.一種lng低溫安全閥的智能監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的智能監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)方法，其特征在于，還包括以下步驟：

3.如權(quán)利要求1所述的智能監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述通過歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型，將所述機(jī)器學(xué)習(xí)模型與所述運(yùn)行數(shù)據(jù)結(jié)合，預(yù)測(cè)lng低溫安全閥的剩余壽命，具體包括以下步驟：

4.如權(quán)利要求1所述的智能監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)方法，其特征在于，還包括以下步驟：

5.如權(quán)利要求4所述的智能監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)方法，其特征在于，還包括以下步驟：

6.一種lng低溫安全閥的智能監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，包括三維模型建立模塊、數(shù)字孿生模型建立模塊、監(jiān)測(cè)模塊和預(yù)測(cè)模塊；

7.如權(quán)利要求6所述的智能監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，還包括評(píng)估模塊，用于在所述數(shù)字孿生模型中模擬環(huán)境和負(fù)載條件，評(píng)估lng低溫安全閥的工作表現(xiàn)和響應(yīng)行為。

8.如權(quán)利要求6所述的智能監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述預(yù)測(cè)模塊包括訓(xùn)練單元和預(yù)測(cè)單元；

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述lng低溫安全閥的智能監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)方法。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述lng低溫安全閥的智能監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種LNG低溫安全閥的智能監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)，其中，方法包括：獲取LNG低溫安全閥的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)建立三維模型，并導(dǎo)入物理與材料特性；通過實(shí)時(shí)采集LNG低溫安全閥的運(yùn)行數(shù)據(jù)，將所述運(yùn)行數(shù)據(jù)與所述數(shù)字孿生模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)綁定，建立數(shù)字孿生模型；將所述運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)輸入所述數(shù)字孿生模型對(duì)LNG低溫安全閥進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)；通過歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型，將所述機(jī)器學(xué)習(xí)模型與所述運(yùn)行數(shù)據(jù)結(jié)合，預(yù)測(cè)LNG低溫安全閥的剩余壽命，以解決對(duì)LNG低溫安全閥難以實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)測(cè)壽命的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：厲越謀,黃軍華,張峰,謝志祺,周海生,楊忠良,張軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海豐昌船務(wù)工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8