校企合作毕业设计

基于时序大模型的工业设备健康管理

工业工程

资助企业: 上海电气集团股份有限公司

资助年份: 2026

企业导师: 李喆

指导教师: 王迪

项目成员: 刘振业 秦荣莹 黄子格

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项目简介

项目概述

面向上海电气集团在能源装备与智能制造领域的实际需求,针对燃气轮机、锅炉、机床等核心设备在全生命周期内产生海量时序数据但存在数据缺失、预测困难等问题,有必要研究基于时序大模型的工业设备健康管理方法。本团队以时序大模型为基底,采用“预训练+微调”范式,分别针对燃气轮机多特征测点缺失数据重构、锅炉关键参数缺失值填充、机床能耗预测与异常监测三个典型工业场景,开发专用模型与系统,提升设备状态评估与智能运维能力。

 

 


项目目标

本项目聚焦于构建统一工业时序大模型基座并完成场景化微调,具体目标如下:

(1) 燃气轮机:设计并实现基于改进时序模型架构的缺失数据重构模型,针对多变量、强耦合的时序数据,精准重构传感器故障导致的缺失测点数据,为设备状态评估提供完整数据基础。

(2) 锅炉设备:构建面向锅炉的工业时序大模型,实现对压力、温度等关键参数缺失值的端到端填充,确保数据链连续性,支撑稳定运行与能效优化。

(3) 机床设备:利用微调后的时序预测大模型对机床能耗进行高精度预测,并开发基于预测误差与滑动窗口投票的在线异常监测系统,实现能耗异常模式的实时识别与报警,为预防性维护提供决策支持。

项目成果

(1)完成基于时序大模型的燃气轮机关键运行指标预测模型构建。通过基准数据集筛选、PCA降维与冻结微调策略,实现缺失数据高精度重构,交付模型代码与权重文件。

(2)完成基于时序建模的锅炉运行指标缺失值填充研究。融合Lasso、随机森林、互信息构建投票式特征选择机制,基于Autoformer迁移微调实现三种工业缺失模式下的有效填充,为锅炉稳定运行提供数据保障。

(3)完成基于时序大模型的机床能耗预测与异常监测系统开发。基于SEMPO模型实现多模型对比验证与参数高效微调,开发基于预测误差的在线异常监测模块,交付完整技术文档及评估报告。

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