具体实施方式

下面，结合附图对本发明的具体实施例进行详细的描述，但不作为本发明的限定。

应理解的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本发明的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与上面给出的对本发明的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本发明的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本发明的这些和其它特征将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本发明进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本发明的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本发明的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本发明的具体实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是本发明的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本发明模糊不清。因此，本文所公开的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本发明。

图1为本发明实施例的故障数据生成方法的流程图。如图1所示，本发明实施例提供了一种故障数据生成方法，包括：

S11、获取第一故障数据；

S12、基于所述第一故障数据确定生成规则；

S13、根据所述第一故障数据和所述生成规则生成第二故障数据，其中，所述第二故障数据中至少包含部分所述第一故障数据。

其中，第一故障数据为实际检测得到的故障数据，第二故障数据是为了进行故障诊断、测试等而构造的相关数据。数据生成系统可以从外界获取该第一故障数据，也可以将第一故障数据事先存储在数据生成系统的数据库中，使用时直接调用即可。

具体地，可以在实际生产过程(例如煤气化流程)中记录各生产设备的流程数据和各流程中出现故障或设备产生缺陷时的数据内容，将记录的数据进行汇总得到第一故障数据。

故障数据包括故障类型、故障原因、故障率(故障发生率)以及不同故障的严重等级等，故障类型可以包括设备故障、电气故障等。其中，同一类型的故障可以发生在不同工况下，例如，煤气化流程中，同一设备存在不同负载时，该设备的故障发生率不同。

获取第一故障数据后，对第一故障数据进行分析，确定与所述第一故障数据相匹配的生成规则。确定生成规则后，便可根据第一故障数据和该生成规则生成相应的第二故障数据。

生成规则是用来描述第二故障数据的具体生成方式。生成规则包括：获取与所述第一故障数据相对应的第二故障数据；和/或，对所述第一故障数据进行拟合补偿，得到包含所述第一故障数据的第二故障数据；和/或，基于所述第一故障数据生成至少两个工况下的第二故障数据。

步骤S12中，基于所述第一故障数据确定生成规则具体包括：判断所述第一故障数据是否满足预设条件，生成判断结果，确定与所述判断结果相匹配的生成规则。

判断所述第一故障数据是否满足预设条件包括：判断所述第一故障数据是否满足预设数据量；和/或，判断所述第一故障数据是否存在数据缺失；和/或，判断所述第一故障数据是否需要扩展。

在一些实施例中，需要根据第一故障数据对故障进行诊断时，由于获取的第一故障数据的数据量较少，未达到故障诊断所需的数据量，直接采用第一故障数据进行故障诊断难以获得准确的诊断结果，需要获取与第一故障数据相关的更多的故障数据。

即在判断第一故障数据未满足预设数据量时，采用第一生成规则：获取与所述第一故障数据相对应的第二故障数据。即从预存的故障数据库中直接调用与第一故障数据相关联的更多数量的第二故障数据。

预存的故障数据库存储有大量、可直接使用的实际故障数据，且该实际故障数据包含连续的故障数据。连续的故障数据可以是预定时间段内连续的故障数据，也可以是连续流程的故障数据。

具体地，当第一故障数据为一定时间段内的故障数据时，可以通过遍历预存的故障数据库，调用更多时间段内与第一故障数据的故障类型相同的更多的故障数据，生成第二故障数据，如此，即可生成更多的故障数据，以便于进行故障诊断。具体实施中，也可以调用与第一故障数据相关联的其他故障数据，本发明不具体限定。

在一些实施例中，如图2所示，无需获取第一故障数据，可以直接根据上述第一生成规则，从预存的故障数据库中直接获取第二故障数据，具体获取方法包括：

S21、设置生成参数；

S22、基于所述生成参数遍历预存的故障数据库，调用与所述生成参数相对应的第二故障数据。

其中，生成参数包括故障类型、发生故障的设备以及发生故障的时间等参数。即在用户没有任何数据资源的情况下，也可以生成第二故障数据，以便进行故障诊断、测试等。

基于上述第一生成规则获取的第二故障数据为实际故障数据，数据真实、可靠，实用性强，以便于故障诊断、鲁棒性结构设计等系统的功效测试、验证。

在一些实施例中，获取的第一故障数据不是完整的故障数据，而是部分数据缺失的数据碎片，因此，在判断第一故障数据存在数据缺失时，采用第二生成规则：对所述第一故障数据进行拟合补偿，得到包含所述第一故障数据的第二故障数据。

具体地，基于灰箱模型对所述第一故障数据进行拟合补偿，模拟出第三故障数据，第三故障数据便为缺失的故障数据，第三故障数据与获取的第一故障数据一起构成一组完整的故障数据。即最终生成的第二故障数据中既包含了实际数据，又包含仿真数据，相较于单纯使用仿真数据进行科研或仿真验证，数据可靠性强。通过使用第二生成规则生成故障数据，可以有效地对残缺的故障数据进行拟合补充，将用户手中的数据碎片转化至可用的形式，方便用户使用。其中，灰箱模型将机理模型与神经网络模型结合，可以大大提高数据模拟的准确性。

进一步地，通过第二生成规则生成第二故障数据后，还可以基于第一生成规则获取更多数量的故障数据，具体生成方式与上述第一生成规则下第二故障数据的生成方式类似，在此不再赘述。

在另一些实施例中，如图3所示，在判断第一故障数据需要进行扩展时，采用第三生成规则生成第二故障数据，具体包括：

S31、将一组第一故障数据输入数据生成系统；

S32、设置工况参数，其中，所述工况参数至少包括工况数量；

S33、基于所述第一故障数据和工况参数生成与所述工况数量相匹配的至少两组第二故障数据。

需要说明的是，工况参数表示任何能够指示运行设备的(目标或实际)物理状态或运行状况的物理量的值。例如，可以为某一运行设备具有不同负荷时的参数，也可以为某一运行设备处于不同工作状态时(工作或停止)的参数。

具体地，为了验证故障诊断软件的通用性，一般会在多种工况下对其进行验证，即工况数量至少大于1，因此，需要获取不同工况下同一故障或同一类型故障的故障数据，用户可将获取的第一故障数据导入数据生成系统中，使用其中的扩展功能，对工况参数进行设置，基于工况参数以该组故障数据为基础扩展生成多组不同工况(例如不同负荷)下的同一故障或同一类型故障的故障数据，以便进一步使用。

生成第二故障数据后，可以再次利用生成的数据作为第一故障数据，循环执行步骤S12至步骤S13，直至达到预期的数据量为止。

上述三种生成规则可以同时使用，也可以使用其中的至少一种，本发明不具体限定。

在一些实施例中，故障数据生成方法还包括：更新数据生成系统。更新数据生成系统包括故障数据库和更新参数，其中，更新参数包括更新生成参数和/或工况参数。

具体地，生成第二故障数据后，可以将输入的第一故障数据或者生成的第二故障数据存储至故障数据库以更新故障数据库，并对数据生成系统的参数进行更新，以实现故障数据的动态调整，提供大量、可靠的故障数据以进行使用。

在一些实施例中，故障数据生成方法还包括：向设置于数据生成系统的外部的外部装置发送第二故障数据。外部装置既可以是硬件，也可以是软件，例如，可以将生成的第二故障数据发送至故障诊断软件，并基于所述第二故障数据进行故障诊断测试，对故障诊断软件的功效进行验证。

具体实施中，可以以连续方式通过流程工业中常用的数据协议(例如OPC协议)向外发送数据，提供动态、连续的数据，模拟实际生产的情况，方便用户使用。

本发明实施例提供的故障数据生成方法，通过采用不同的生成规则进行数据生成，能够提供大量可靠、真实的故障数据，并能够以真实故障数据为基础，对真实故障数据中的缺失数据进行拟合补偿；同时可以以一组真实故障数据为基础，扩展出多种工况下相同故障的仿真数据，以提供给用户更大的数据量，方便用户使用，解决由于故障数据缺乏而导致的系统功效难以验证的问题。

图4为本发明实施例的故障数据生成系统的结构示意图。如图4所示，该故障数据生成系统包括：

获取模块41，用于获取第一故障数据；

确定模块42，用于基于所述第一故障数据确定生成规则；

生成模块43，用于根据所述第一故障数据和所述生成规则生成第二故障数据，其中，所述第二故障数据中至少包含部分所述第一故障数据。

获取模块41可以获取用户直接输入的第一故障数据，也可以通过如图6所示的输入接口411获取第三方提供的第一故障数据，以便后续使用。

进一步地，如图5所示，所述生成模块包括：

第一生成单元431，用于获取与所述第一故障数据相对应的第二故障数据；

第二生成单元432，用于对所述第一故障数据进行拟合补偿，得到包含所述第一故障数据的第二故障数据；

第三生成单元433，用于基于所述第一故障数据生成至少两个工况下的第二故障数据。

如图6所示，故障数据生成系统还包括：存储模块44，用于储存输入的第一故障数据、生成的第二故障数据以及预存的故障数据。

上述故障数据生成系统进一步包括数据输出模块45，用于向设置于所述数据生成系统的外部的外部装置发送第二故障数据。

数据输出模块45可以为有线输出接口，也可以为无线传输单元，可以通过连续的方式将生成的第二故障数据通过流程工业中常用的数据协议(例如OPC协议)传输至外部装置以便进一步使用。

上述故障数据生成系统进一步包括用户交互界面46，用户可在该界面上进行数据导入、数据库管理以及控制生成模块来实现故障数据的生成(例如调用、拟合和扩展)。此外，用户还可以直接在用户交互界面上操作将故障数据从存储模块中以不同格式导出以进行分析。

本发明实施例提供的数据生成系统，通过获取模块41获取第一故障数据，通过确定模块42确定数据生成规则，由生成模块43根据所述数据生成规则生成数据。采用本发明实施例提供的数据生成系统，能够生成足够数量、完整、全面的故障数据，以便后续进行故障检测或验证。

图7为本发明故障数据生成系统的又一个实施例的结构示意图。该故障数据生成系统包括存储器71和处理器72，其中，处理器72被配置为基于存储在存储器中的指令，执行前述任意一个实施例中的方法。其中，存储器71例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(BootLoader)以及其他程序等。

上述实施例所述的系统、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。