本公開總體說來涉及齒輪箱，更具體地講，涉及一種齒輪箱壽命預(yù)估方法、裝置、電子設(shè)備、存儲介質(zhì)和程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)自動化和智能化的發(fā)展，對機(jī)械設(shè)備的可靠性和安全性要求越來越高。齒輪箱作為機(jī)械設(shè)備中的關(guān)鍵部件，其健康狀態(tài)直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2、傳統(tǒng)的齒輪箱維護(hù)策略往往基于定期維護(hù)，缺乏對齒輪箱實(shí)際工作狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測和分析，導(dǎo)致維護(hù)決策不夠精準(zhǔn)，可能造成資源浪費(fèi)或設(shè)備故障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開提供一種齒輪箱壽命預(yù)估方法、裝置、電子設(shè)備、存儲介質(zhì)和程序產(chǎn)品，用于解決上述問題中的至少一個。

2、根據(jù)本公開實(shí)施例的第一方面，提供一種齒輪箱壽命預(yù)估方法，所述齒輪箱壽命預(yù)估方法包括：獲取目標(biāo)齒輪箱的歷史運(yùn)行信號和工況信息，其中，所述運(yùn)行信號包括振動信號和/或溫度信號；對所述歷史運(yùn)行信號進(jìn)行特征提取處理，得到運(yùn)行特征；使用訓(xùn)練好的預(yù)估模型處理所述運(yùn)行特征和所述工況信息，得到預(yù)估剩余壽命，其中，所述預(yù)估模型為機(jī)器學(xué)習(xí)模型，所述預(yù)估模型的訓(xùn)練樣本包括多個不同工況下的齒輪箱的全壽命周期運(yùn)行信號。

3、可選地，所述預(yù)估模型通過以下步驟訓(xùn)練得到：針對待訓(xùn)練的預(yù)估模型，隨機(jī)確定多組超參數(shù)值，得到多個第一預(yù)估模型，其中，所述多組超參數(shù)值與所述多個第一預(yù)估模型一一對應(yīng)；使用所述訓(xùn)練樣本，對所述多個第一預(yù)估模型分別進(jìn)行訓(xùn)練，得到多個第二預(yù)估模型；使用遺傳算法，對所述多個第二預(yù)估模型進(jìn)行超參數(shù)更新和訓(xùn)練，直到滿足預(yù)設(shè)結(jié)束條件，得到多個第三預(yù)估模型；從所述多個第三預(yù)估模型中確定出所述訓(xùn)練好的預(yù)估模型。

4、可選地，所述遺傳算法中的交叉操作包括單點(diǎn)交叉或雙點(diǎn)交叉；和/或所述遺傳算法中的變異操作包括高斯變異。

5、可選地，所述預(yù)估模型為卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，所述預(yù)估模型包括卷積層、池化層和全連接層，所述預(yù)估模型的超參數(shù)包括以下至少一個：卷積核數(shù)量、卷積核大小、池化窗口大小、全連接層神經(jīng)元數(shù)量、學(xué)習(xí)率。

6、可選地，所述使用訓(xùn)練好的預(yù)估模型處理所述運(yùn)行特征和所述工況信息，得到預(yù)估剩余壽命，包括：將所述運(yùn)行特征和所述工況信息輸入所述訓(xùn)練好的預(yù)估模型，得到所述預(yù)估剩余壽命；或?qū)⑺鲞\(yùn)行特征輸入所述訓(xùn)練好的預(yù)估模型中與所述工況信息相對應(yīng)的子模型，得到所述預(yù)估剩余壽命，其中，所述訓(xùn)練好的預(yù)估模型包括多個子模型，所述多個子模型與多個工況信息一一對應(yīng)。

7、可選地，所述運(yùn)行特征包括以下至少一個或多個組合：時域特征、頻域特征、時頻域特征，其中，所述時域特征包括以下至少一個或多個組合：峰值、均值、方差、偏度、最大值、最小值、均方根值和波形系數(shù)，所述頻域特征包括功率譜密度，所述時頻域特征包括小波變換系數(shù)。

8、根據(jù)本公開實(shí)施例的第二方面，提供一種齒輪箱壽命預(yù)估裝置，所述齒輪箱壽命預(yù)估裝置包括：獲取單元，被配置為獲取目標(biāo)齒輪箱的歷史運(yùn)行信號和工況信息，其中，所述運(yùn)行信號包括振動信號和/或溫度信號；提取單元，被配置為對所述歷史運(yùn)行信號進(jìn)行特征提取處理，得到運(yùn)行特征；預(yù)估單元，被配置為使用訓(xùn)練好的預(yù)估模型處理所述運(yùn)行特征和所述工況信息，得到預(yù)估剩余壽命，其中，所述預(yù)估模型為機(jī)器學(xué)習(xí)模型，所述預(yù)估模型的訓(xùn)練樣本包括多個不同工況下的齒輪箱的全壽命周期運(yùn)行信號。

9、可選地，所述預(yù)估模型通過以下步驟訓(xùn)練得到：針對待訓(xùn)練的預(yù)估模型，隨機(jī)確定多組超參數(shù)值，得到多個第一預(yù)估模型，其中，所述多組超參數(shù)值與所述多個第一預(yù)估模型一一對應(yīng)；使用所述訓(xùn)練樣本，對所述多個第一預(yù)估模型分別進(jìn)行訓(xùn)練，得到多個第二預(yù)估模型；使用遺傳算法，對所述多個第二預(yù)估模型進(jìn)行超參數(shù)更新和訓(xùn)練，直到滿足預(yù)設(shè)結(jié)束條件，得到多個第三預(yù)估模型；從所述多個第三預(yù)估模型中確定出所述訓(xùn)練好的預(yù)估模型。

10、可選地，所述遺傳算法中的交叉操作包括單點(diǎn)交叉或雙點(diǎn)交叉；和/或所述遺傳算法中的變異操作包括高斯變異。

11、可選地，所述預(yù)估模型為卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，所述預(yù)估模型包括卷積層、池化層和全連接層，所述預(yù)估模型的超參數(shù)包括以下至少一個：卷積核數(shù)量、卷積核大小、池化窗口大小、全連接層神經(jīng)元數(shù)量、學(xué)習(xí)率。

12、可選地，所述預(yù)估單元還被配置為：將所述運(yùn)行特征和所述工況信息輸入所述訓(xùn)練好的預(yù)估模型，得到所述預(yù)估剩余壽命；或?qū)⑺鲞\(yùn)行特征輸入所述訓(xùn)練好的預(yù)估模型中與所述工況信息相對應(yīng)的子模型，得到所述預(yù)估剩余壽命，其中，所述訓(xùn)練好的預(yù)估模型包括多個子模型，所述多個子模型與多個工況信息一一對應(yīng)。

13、可選地，所述運(yùn)行特征包括以下至少一個或多個組合：時域特征、頻域特征、時頻域特征，其中，所述時域特征包括以下至少一個或多個組合：峰值、均值、方差、偏度、最大值、最小值、均方根值和波形系數(shù)，所述頻域特征包括功率譜密度，所述時頻域特征包括小波變換系數(shù)。

14、根據(jù)本公開實(shí)施例的第三方面，提供了一種電子設(shè)備，包括：至少一個處理器；至少一個存儲計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的存儲器，其中，計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令在被至少一個處理器運(yùn)行時，促使至少一個處理器執(zhí)行根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的齒輪箱壽命預(yù)估方法。

15、根據(jù)本公開實(shí)施例的第四方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中的指令在被至少一個處理器運(yùn)行時，促使至少一個處理器執(zhí)行根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的齒輪箱壽命預(yù)估方法。

16、根據(jù)本公開實(shí)施例的第五方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)指令，計(jì)算機(jī)指令在被至少一個處理器運(yùn)行時，促使至少一個處理器執(zhí)行根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的齒輪箱壽命預(yù)估方法。

17、本公開的實(shí)施例提供的技術(shù)方案至少帶來以下有益效果：根據(jù)本公開的齒輪箱壽命預(yù)估方法及裝置、電子設(shè)備、存儲介質(zhì)，通過分析目標(biāo)齒輪箱的歷史運(yùn)行信號和工況信息等數(shù)據(jù)，能夠準(zhǔn)確預(yù)估目標(biāo)齒輪箱的剩余壽命，并基于目標(biāo)齒輪箱的工作過程數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)測其工作狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)潛在的故障風(fēng)險(xiǎn)，從而為設(shè)備的維護(hù)策略優(yōu)化提供了科學(xué)依據(jù)，既減少了資源浪費(fèi)，降低了維護(hù)成本，提高了齒輪箱的監(jiān)測和維護(hù)效率，又有助于減少因故障導(dǎo)致的生產(chǎn)停滯、生產(chǎn)事故和經(jīng)濟(jì)損失，對于提高機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率、可靠性和安全性具有重要的意義。

18、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。

技術(shù)特征：

1.一種齒輪箱壽命預(yù)估方法，其特征在于，所述齒輪箱壽命預(yù)估方法包括：

2.如權(quán)利要求1所述的齒輪箱壽命預(yù)估方法，其特征在于，所述預(yù)估模型通過以下步驟訓(xùn)練得到：

3.如權(quán)利要求2所述的齒輪箱壽命預(yù)估方法，其特征在于，

4.如權(quán)利要求2所述的齒輪箱壽命預(yù)估方法，其特征在于，

5.如權(quán)利要求1至4中的任一權(quán)利要求所述的齒輪箱壽命預(yù)估方法，其特征在于，所述使用訓(xùn)練好的預(yù)估模型處理所述運(yùn)行特征和所述工況信息，得到預(yù)估剩余壽命，包括：

6.如權(quán)利要求1至4中的任一權(quán)利要求所述的齒輪箱壽命預(yù)估方法，其特征在于，

7.一種齒輪箱壽命預(yù)估裝置，其特征在于，所述齒輪箱壽命預(yù)估裝置包括：

8.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中的指令在被至少一個處理器運(yùn)行時，促使所述至少一個處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的齒輪箱壽命預(yù)估方法。

10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)指令，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)指令在被至少一個處理器運(yùn)行時，促使所述至少一個處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的齒輪箱壽命預(yù)估方法。

技術(shù)總結(jié)
本公開提供了一種齒輪箱壽命預(yù)估方法、裝置、電子設(shè)備、存儲介質(zhì)和程序產(chǎn)品，該齒輪箱壽命預(yù)估方法包括：獲取目標(biāo)齒輪箱的歷史運(yùn)行信號和工況信息；對歷史運(yùn)行信號進(jìn)行特征提取處理，得到運(yùn)行特征；使用訓(xùn)練好的預(yù)估模型處理運(yùn)行特征和工況信息，得到預(yù)估剩余壽命，其中，預(yù)估模型為機(jī)器學(xué)習(xí)模型，預(yù)估模型的訓(xùn)練樣本包括多個不同工況下的齒輪箱的全壽命周期運(yùn)行信號。該方法能夠準(zhǔn)確預(yù)估目標(biāo)齒輪箱的剩余壽命，從而為設(shè)備的維護(hù)策略優(yōu)化提供了科學(xué)依據(jù)，既減少了資源浪費(fèi)，降低了維護(hù)成本，提高了齒輪箱的監(jiān)測和維護(hù)效率，又有助于減少因故障導(dǎo)致的生產(chǎn)停滯、生產(chǎn)事故和經(jīng)濟(jì)損失，對于提高機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率、可靠性和安全性具有重要的意義。

技術(shù)研發(fā)人員：高揚(yáng),葉小芬,呂彥鋒,趙愷,闕紅波,劉勇,金思勤,王迎春,魏昱洲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院自動化研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15