远程协同故障诊断综述及其研究.doc

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1、远程协同坎障诊断综述及其研克刘建辉，寇雪琴（西安建筑科技大学机电学院，西安710055）摘要：远程协同故障诊斷技术随着远程信息处理技术、经典故障诊斷理论等的学科发展正在受到越来越多关注。从诊断方法（技术）协同和协同诊断支持构架两个角度详细分析当前研究现状，并针对性地提出了一个通用远程协同诊断系统原型，给出了该原型的关健问题及其解决思路，包括信息挖掘技术在现场端故障信息预处理中的应用、诊断中心以诊断任务为元单位的诊斷协作机制研究、远程诊斷资源的结果融合三个关注点。结论肯定并展望了远程协同诊断的研究意义。关键词：RCFD;信息预处理；任务分配

2、；诊断结果科合0引言故障诊断作为设备智能维修的重要一环，属于一门交叉学科，其方法多样且充满活力。表现之一就是故障诊断方法分类描述备异但又有一些共同点⑴。当前故障诊断方法的大体分类如图1所示。故障诊断方法基于换型非卅丁模型协同诊断定量模型定性模型基丁•信号处理垄丁人T・竹能J：机理信思合//法集成协M■支持价tl.伏il■fi1.il毎件aMl0域眩Me处i-r处冲J-案J-A•11.N1图1故障诊断方法分类表而li前在故障诊断领域的研究中，对单个系统、零部件或者某个具体的故障现象的研究较多，对柴机或涉及多个系统的综合故障的研究较少；对系统

3、可测得定量信息利川的问题研究较多，对定性（不确定）信息利用的研究较少；信息（特别是多源混合信息）的综合利用研究较少；依靠单一智能技术的诊断系统多，协同智能技术的研究应用少。针对复杂系统（如大型工程机械）一种诊断方法是不可靠和有局限的，复杂系统的结构和功能的分散性、移动性、环境复杂性等则使得远程协同诊断成为必需且可行的。其定义如下：定义1：远稈协同故障诊断（RCFD）是在计算机学、网络通信技术、移动计算技术和DAT等学科的综合基础上为在时空二维空间内任务关联的多个领域专家和技术人员提供一个计算机支持的开放协同诊断环境并跟踪诊断过程，同时对诊

4、断结果进行综合，使他们能够针对某项或多项故障任务进行快速有效诊断、指导设备维护和维修的体系模式。其数学描述过程为：设期望诊断日标为7；,当前的诊断状态为7；，则协同诊断过程P=匚—Tp（Op,Up,Cp,Pp），当P能够被参与讨论和决策的人员所接受时，对此问题的协同诊断工作可以结朿。其中7；与当前0的差距；0P：当前需要控制的诊断目标主体；Up：当前参加协同诊断（分析、讨论、决策等活动）的人员；C,,：当前协同诊断受到的约束；Pp：当前协同诊断的过程。1远程协同诊断技术国内外现状80年代屮期，美国军方相继在正在研制的新一代武器系统中实施了

5、综合诊断研究计划，如空军的GIMADS计划、海军的TDSS计划等。1991年美国国防部正式颁发MIL-STD-1814《综合诊断》标准可看作是协同诊断具体提出的前身⑵。华屮科技大何岭松、杨叔子简述了基于因特网的设备故障远稈协作诊断技术的国内外研究现状和关键问题⑶。清华大学史美林、哈工大邢松寅等都介绍了CSCW的发展背景、基木概念、分类、关键技术、应用领域和发展趋势⑷•⑸。具体在协同及远稈协同诊断技术研究领域可从两个方面进行汇总：（1）异构诊断方法（技术）协同。施国洪基于复杂系统的设备故障诊断的要求，按故障信息流动的方向将诊断过程分为实时监

6、测层、故障诊断层及综合决策层，根据不同诊断层次的特点赋予其不同的诊断方法，并建造i种分布式多级黑板诊断结构模型⑹。邱赤东介绍了一种针对船舶机电控制设备的智能在线远稈故障协同诊断系统，利用H组织特征映射网络完成连续属性值的聚类量化，采用粗糙集理论解决诊断专家系统的决策规则推理；还引入了由航运指挥屮心的远程网络会诊，与智能在线诊断系统一起为远洋船舶提供强有力的技术协同支持⑺。杨杰研究了流稈丁■业中模糊控制和故障诊断的建模和网络综合集成;提出了基于人工神经网和遗传算法的模糊控制建模方法，以及基于综合模型（人工神经网、案例、规则、对象模型）的故障

7、诊断的建模和推理⑻。方泽南提出了一•种汽轮发电机组故障诊断模型-并行关联诊断模型（PRDM）；PRDM将复杂问题分解成为相对简单又相互关联的子问题，再根据各个子问题的具体特性由多个相对独立的子系统并行协同工作＜9）。Y.Power用Petri网先动态确定复杂系统（飞机驾驶仪）屮的故障区间，再由其触发神经网进行故障细化定位的两步协同故障诊断方法a。A.C.M.Fong运用将神经网和基于规则、基于案例分析协同应用的智能数据挖掘技术，实现支持远稈在线机械故障诊断的桌面帮助系统⑴）。D.Roverso介绍了电力设备早期故障诊断系统Aladdin中

8、的瞬时分类器，集成了循环神经网、在线小波预处理（W0LP）、白动递归任务分解（ARTD）等技术'⑵。（2）协同诊断支持研究。操龙兵、戴汝为认为面对当前众多复杂的重大决策问题，应以综合集成理论作