專利名稱：挖掘機(jī)以及確定設(shè)備故障的方法、系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)備故障診 斷技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種挖掘機(jī)以及確定設(shè)備故障的方法、系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
挖掘機(jī)是一種常用的工程機(jī)械，其組成零部件較多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其中每個組成部分發(fā)生故障的類型也較多，因此當(dāng)挖掘機(jī)出現(xiàn)異常時，如何確定其故障成為一個不小的難題。類似地，隨著技術(shù)的發(fā)展，各種設(shè)備的復(fù)雜度越來越高，相應(yīng)地當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常時，確定故障也變得困難。目前對于設(shè)備故障的確定通常是由人員根據(jù)設(shè)備的技術(shù)文檔例如使用手冊、產(chǎn)品說明書等資料，結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，這種方式由于人員經(jīng)驗(yàn)和精力所限，難以快速準(zhǔn)確地確定設(shè)備的故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種挖掘機(jī)以及確定設(shè)備故障的方法、裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)難以快速準(zhǔn)確地確定設(shè)備的故障的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種確定設(shè)備故障的方法。本發(fā)明的確定設(shè)備故障的方法包括當(dāng)所述設(shè)備發(fā)生異常時，從描述設(shè)備結(jié)構(gòu)的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的根節(jié)點(diǎn)起，按照故障與子節(jié)點(diǎn)間的預(yù)設(shè)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，逐級確定當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的故障以及該故障在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)中對應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)，當(dāng)該對應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)為末節(jié)點(diǎn)時，輸出與該末節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的故障的信息；所述樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的根節(jié)點(diǎn)為所述設(shè)備，其余每個節(jié)點(diǎn)表示所述設(shè)備的一個子系統(tǒng)或一個部件，子節(jié)點(diǎn)表示其父節(jié)點(diǎn)所表示的系統(tǒng)中的子系統(tǒng)或部件。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種確定設(shè)備故障的系統(tǒng)。本發(fā)明的確定設(shè)備故障的系統(tǒng)包括確定裝置，用于當(dāng)所述設(shè)備發(fā)生異常時，從描述設(shè)備結(jié)構(gòu)的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的根節(jié)點(diǎn)起，按照故障與子節(jié)點(diǎn)間的預(yù)設(shè)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，逐級確定當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的故障以及該故障在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)中對應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)；所述樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的根節(jié)點(diǎn)為所述設(shè)備，其余每個節(jié)點(diǎn)表示所述設(shè)備的一個子系統(tǒng)或一個部件，子節(jié)點(diǎn)表示其父節(jié)點(diǎn)所表示的系統(tǒng)中的子系統(tǒng)或部件；輸出裝置，用于當(dāng)所述確定裝置確定的子節(jié)點(diǎn)為末節(jié)點(diǎn)時，輸出與該末節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的故障的信息。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種挖掘機(jī)，該挖掘機(jī)中設(shè)置有本發(fā)明的確定設(shè)備故障的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在子系統(tǒng)的故障與表不該子系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)之間建立了關(guān)聯(lián)關(guān)系，這種關(guān)聯(lián)關(guān)系主要基于挖掘機(jī)的診斷知識，進(jìn)行故障診斷時按上述關(guān)聯(lián)關(guān)系層層搜索直到確定一個具體的零部件，這種方式能夠有效利用挖掘機(jī)診斷知識并使故障推理具有層次性，提高故障診斷的準(zhǔn)確度及顯示故障傳播路徑，從而提高挖掘機(jī)診斷與維修效率。


說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的確定設(shè)備故障的方法的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)樹的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)診斷知識樹狀結(jié)構(gòu)的示意圖；
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)備故障診斷知識組織管理系統(tǒng)架構(gòu)的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的確定設(shè)備故障的系統(tǒng)的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于售后服務(wù)數(shù)據(jù)的工程機(jī)械診斷系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的置信度自動計(jì)算流程示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)燃油油位低”故障所涉及的置信度自動計(jì)算示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于售后服務(wù)數(shù)據(jù)的工程機(jī)械診斷中置信度自動計(jì)算應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。本實(shí)施例中以挖掘機(jī)為例進(jìn)行說明。圖I是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的確定設(shè)備故障的方法的示意圖，如圖I所示，該方法主要包括如下步驟步驟Sll :保存描述設(shè)備結(jié)構(gòu)的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在該樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，根節(jié)點(diǎn)為挖掘機(jī)，其余每個節(jié)點(diǎn)表示挖掘機(jī)的一個子系統(tǒng)或一個部件，子節(jié)點(diǎn)表示其父節(jié)點(diǎn)所表示的系統(tǒng)中的子系統(tǒng)或部件。具體可采用圖2所示的設(shè)備結(jié)構(gòu)。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)樹的示意圖。圖2中，挖掘機(jī)為根節(jié)點(diǎn)A，挖掘機(jī)包含有子系統(tǒng)例如動力系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等，相應(yīng)地根節(jié)點(diǎn)A也包含多個子節(jié)點(diǎn)，例如BI、B2、B3、B4等節(jié)點(diǎn)，各子系統(tǒng)之下又包含子系統(tǒng)或設(shè)備，例如動力系統(tǒng)中包含冷卻系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)等；液壓系統(tǒng)中包含斗桿半流閥、流量限制閥等設(shè)備。挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)樹的末節(jié)點(diǎn)為具體的設(shè)備，例如圖中的Dl節(jié)點(diǎn)表示冷卻管路、D2節(jié)點(diǎn)表示冷卻器。由于篇幅所限，圖2中未示出挖掘機(jī)中的所有系統(tǒng)和設(shè)備。按照圖2所示的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，最上層為挖掘機(jī)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)，最底層為可替換單元，中間為各級部件層。由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹是按功能隸屬關(guān)系配置的零部件層次結(jié)構(gòu)，且故障可定義為系統(tǒng)或部件功能的失效或退化，所以這種層次結(jié)構(gòu)較好地反映了產(chǎn)品層次之間故障的因果性，因此基于挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)樹的診斷推理具有層次性。步驟S13 :當(dāng)設(shè)備發(fā)生異常時，從根節(jié)點(diǎn)起，按照故障與子節(jié)點(diǎn)間的預(yù)設(shè)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，逐級確定當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的故障以及該故障在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)中對應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)。步驟S15 :判斷確定的子節(jié)點(diǎn)是否為末節(jié)點(diǎn)，若是，則進(jìn)入步驟S17，否則返回步驟S13，并將確定的子節(jié)點(diǎn)作為步驟S13中的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理。
步驟S17 :輸出末節(jié)點(diǎn)的故障的信息。本步驟中的末節(jié)點(diǎn)即為步驟S15中確定的子節(jié)點(diǎn)。本實(shí)施例中，在子系統(tǒng)的故障與表示該子系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)之間建立了關(guān)聯(lián)關(guān)系，這種關(guān)聯(lián)關(guān)系主要基于挖掘機(jī)的診斷知識。根據(jù)上述的步驟，可以由計(jì)算機(jī)根據(jù)診斷知識，按挖掘機(jī)的設(shè)備結(jié)構(gòu)層層深入 探尋故障根源，從而快速準(zhǔn)確地確定設(shè)備的故障。上述的診斷知識也可以采用樹狀結(jié)構(gòu)來表示，并且該樹狀結(jié)構(gòu)從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上來說與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹具有一致性。例如挖掘機(jī)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)采用圖2所示的形式，則包含診斷知識的樹狀結(jié)構(gòu)如圖3，圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)診斷知識樹狀結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖3所示，每一個節(jié)點(diǎn)都以框架形式表示，因此框架名即為節(jié)點(diǎn)名，每個框架由狀態(tài)評估、故障維、維修決策等三個槽組成，其中狀態(tài)評估主要用于評估零部件當(dāng)前工作狀態(tài)，它由可檢參數(shù)狀態(tài)、檢測方法、故障模式判別等三個槽組成，可檢參數(shù)主要是指BIT (機(jī)內(nèi)測試)信息以及外接測試儀能檢測的信號，檢測方法是指采用BIT(機(jī)內(nèi)測試)裝置及外接測試儀以某種方法進(jìn)行參數(shù)檢測，故障模式判斷是依據(jù)BIT信息或外接測試儀獲取的信號，采用診斷規(guī)則得出所檢測部件當(dāng)前所發(fā)生的故障模式；故障維中存儲了零部件的所有故障，其中每一個故障存儲在一個側(cè)面中，每個側(cè)面包含了一個框架，框架中存儲了引發(fā)該故障的原因。本實(shí)施例中，在子系統(tǒng)的故障與表示該子系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)之間建立的關(guān)聯(lián)關(guān)系同樣作為診斷知識被保存。例如，針對根節(jié)點(diǎn)A進(jìn)行狀態(tài)評估，確定存在框架A中的側(cè)面22中的“行走故障”時，則根據(jù)已有的故障診斷知識，得知應(yīng)從發(fā)動機(jī)方面查找故障，即根節(jié)點(diǎn)A中的“行走故障”與A的子節(jié)點(diǎn)BI相關(guān)聯(lián)；又如，針對節(jié)點(diǎn)BI進(jìn)行狀態(tài)評估，確定框架BI中存在側(cè)面21的“發(fā)動機(jī)無法啟動”，則同樣根據(jù)已有的故障診斷知識，得知應(yīng)從油箱或?yàn)V清器方面查找故障，即節(jié)點(diǎn)BI中的“發(fā)動機(jī)無法啟動”與BI的子節(jié)點(diǎn)C2相關(guān)聯(lián)。也就是說，上述的關(guān)聯(lián)關(guān)系是根據(jù)已有的故障診斷知識得出并保存。這樣在步驟S13中可以根據(jù)挖掘機(jī)的異常表現(xiàn)逐級確定節(jié)點(diǎn)。仍以上述為例，當(dāng)挖掘機(jī)行走發(fā)生異常，然后進(jìn)行狀態(tài)評估確定故障為框架A中的“行走故障”，根據(jù)該“行走故障”與BI的關(guān)聯(lián)關(guān)系，確定子節(jié)點(diǎn)BI并針對該子節(jié)點(diǎn)BI進(jìn)行狀態(tài)評估，發(fā)現(xiàn)“發(fā)動機(jī)無法啟動”，即上述的框架BI中的側(cè)面21，然后根據(jù)“發(fā)動機(jī)無法啟動”與C2的關(guān)聯(lián)關(guān)系，確定子節(jié)點(diǎn)C2，再針對C2進(jìn)行狀態(tài)評估，確定故障為側(cè)面22中的“濾清器報警”。因C2已是末節(jié)點(diǎn)，因此針對C2確定的故障的信息即被輸出。人員根據(jù)該信息就可以對濾清器進(jìn)行修理。狀態(tài)評估時，可以是接收挖掘機(jī)內(nèi)部的測試裝置發(fā)送的故障的信息，也可以是接收挖掘機(jī)外接的測試裝置發(fā)送的故障的信息。在實(shí)際情況中，一種故障可能是存在多種原因，例如圖3中的框架B3、C11、C12、C13所示，如果框架B3中的故障為側(cè)面21中的“壓力低”，產(chǎn)生該故障的原因按可能性從高到低分別是斗桿半流閥異常、流量限制閥異常、動臂優(yōu)先閥異常。對于這種情況，本實(shí)施例中，對于故障和子節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系分配了置信度，置信度可以是一個小數(shù)并且大于零，也可以是其他數(shù)值，這樣，上述關(guān)聯(lián)關(guān)系具體成為一個故障與多個子節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，并且該故障與該多個子節(jié)點(diǎn)中的各個子節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的置信度各不相同。例如，框架B3中的故障為側(cè)面21中的“壓力低”這一故障，與節(jié)點(diǎn)Cll的關(guān)聯(lián)的置信度為0. 8，與節(jié)點(diǎn)C12的關(guān)聯(lián)的置信度為0. 7，與節(jié)點(diǎn)C13的關(guān)聯(lián)的置信度為0. 6。這樣，當(dāng)確定與框架B3中的故障為側(cè)面21中的“壓力低”這一故障關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)時，按置信度從大到小的順序確定子節(jié)點(diǎn)，此時按最高的置信度來確定子節(jié)點(diǎn)，即確定出節(jié)點(diǎn)CU。由于節(jié)點(diǎn)Cll是末節(jié)點(diǎn)，因此輸出其故障的內(nèi)容；當(dāng)用戶經(jīng)過分析斗桿半流閥發(fā)現(xiàn)其中并不存在故障時，可以要求重新確定子節(jié)點(diǎn)。當(dāng)用戶通過人機(jī)界面發(fā)送指令選擇以C開頭的一級子節(jié)點(diǎn)時，計(jì)算機(jī)此時選擇相對于節(jié)點(diǎn)Cll次高的置信度的節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)C12，然后針對節(jié)點(diǎn)C12進(jìn)行狀態(tài)評估。如果 按節(jié)點(diǎn)C12進(jìn)行處理仍不能發(fā)現(xiàn)故障，可以繼續(xù)選擇節(jié)點(diǎn)C13。如果按節(jié)點(diǎn)C13處理依舊不能發(fā)現(xiàn)故障，則退回上一級節(jié)點(diǎn)，即從B開頭的一級節(jié)點(diǎn)中選擇。這種方式能夠全面地檢查挖掘機(jī)的各個部位，有助于準(zhǔn)確地確定故障。圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)備故障診斷知識組織管理系統(tǒng)架構(gòu)的示意圖。如圖4所示，該組織管理系統(tǒng)架構(gòu)主要包括數(shù)據(jù)層、模型層、功能層。模型層為本系統(tǒng)的核心層，模型層中主要包含挖掘機(jī)故障診斷知識組織模型，它將數(shù)據(jù)以合理的形式表達(dá)，有利于數(shù)據(jù)應(yīng)用；數(shù)據(jù)層為挖掘機(jī)故障診斷知識組織模型提供數(shù)據(jù)，主要為結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、歷史故障數(shù)據(jù)、狀態(tài)評估數(shù)據(jù)等；功能層為基于挖掘機(jī)故障診斷知識組織模型各種應(yīng)用，主要為故障診斷、知識查詢、知識編輯。以下對于本實(shí)施例中的確定設(shè)備故障的裝置做出說明。圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的確定設(shè)備故障的裝置的示意圖。如圖5所示，確定設(shè)備故障的系統(tǒng)50主要包括確定裝置51和輸出裝置52。該裝置可以由圖4中的功能層的故障診斷模塊調(diào)用。確定裝置5 I用于當(dāng)所述設(shè)備發(fā)生異常時，從描述設(shè)備結(jié)構(gòu)的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的根節(jié)點(diǎn)起，按照故障與子節(jié)點(diǎn)間的預(yù)設(shè)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，逐級確定當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的故障以及該故障在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)中對應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)；所述樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的根節(jié)點(diǎn)為所述設(shè)備，其余每個節(jié)點(diǎn)表示所述設(shè)備的一個子系統(tǒng)或一個部件，子節(jié)點(diǎn)表示其父節(jié)點(diǎn)所表示的系統(tǒng)中的子系統(tǒng)或部件?？梢詮膱D4中的模型層中調(diào)取相關(guān)的數(shù)據(jù)。輸出裝置52用于當(dāng)確定裝置51確定的子節(jié)點(diǎn)為末節(jié)點(diǎn)時，輸出與該末節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的故障的信息。確定設(shè)備故障的裝置50還可以包括保存裝置(圖中未示出)，用于保存所述關(guān)聯(lián)關(guān)系，并且該關(guān)聯(lián)關(guān)系包括一個故障與多個子節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，并且該故障與該多個子節(jié)點(diǎn)中的各個子節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的置信度各不相同；這樣，確定裝置51還可用于確定當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的故障，選擇與該故障以最高的置信度相關(guān)聯(lián)的子節(jié)點(diǎn)。確定設(shè)備故障的系統(tǒng)50還可以包括接收裝置(圖中未示出)，用于接收用戶提供的選擇信息，該選擇信息指定了一級子節(jié)點(diǎn)；這樣輸出裝置52還可用于從該選擇信息指定的一級子節(jié)點(diǎn)中選擇一個子節(jié)點(diǎn)，該子節(jié)點(diǎn)以相對于所述最高的置信度的次高的置信度與該級子節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)的故障相關(guān)聯(lián)。接收裝置可以從圖4中的數(shù)據(jù)層接收數(shù)據(jù)，例如狀態(tài)評估數(shù)據(jù)。另外輸出裝置52還可以用于接收裝置內(nèi)部的測試裝置發(fā)送的故障的信息，并且/或者，接收裝置外接的測試裝置發(fā)送的故障的信息。本實(shí)施例中的挖掘機(jī)中設(shè)置有上述的確定設(shè)備故障的系統(tǒng)，這樣能夠利用該裝置快速準(zhǔn)確地定位挖掘機(jī)的故障。上述節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的置信度(也可以稱為規(guī)則置信度)具體即指上述節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的故障原因的置信度，該置信度可以是本領(lǐng)域的技術(shù)人員或?qū)＜腋鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定，也可以根據(jù)故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(例如上述測試裝置發(fā)送的故障的信息或者之前對該設(shè)備發(fā)生故障的記錄信息)進(jìn)行設(shè)置。為了提高置信度的可靠性，本實(shí)施例優(yōu)選按照下述方式產(chǎn)生該置信度確定引起當(dāng)前故障的故障原因總數(shù)，并基于該故障原因總數(shù)為各個故障原因設(shè)置初始置信度；根據(jù)故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對各個故障原因的初始置信度進(jìn)行修正，得到各個故障原因?qū)е庐?dāng)前故障的實(shí)際置信度。其中，故障原因與該設(shè)備的節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。例如當(dāng)確定引起當(dāng)前故障的故障原因總數(shù)為a時，可以設(shè)置當(dāng)前故障的各個故障原因的初始置信度均為1/a ;如果故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中第i個故障原因?qū)е庐?dāng)前故障發(fā)生次數(shù)為Ti,則可以設(shè)置當(dāng)前故障發(fā)生次數(shù)
總和為，設(shè)置第i個故障原因的實(shí)際置信度為$/；￡忑。
/=1 i=l當(dāng)然，隨著設(shè)備的使用，故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可能隨時發(fā)生變化，為了提高故障定位的準(zhǔn)確度，本實(shí)施例對置信度進(jìn)行了及時更新，具體的更新方式包括如果故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中的第j個故障原因?qū)е庐?dāng)前故障發(fā)生增加b次，而其它故障原因?qū)е滤霎?dāng)前故障發(fā)生次數(shù)不 變，其中，b為自然數(shù)；則更新第j個故障原因的實(shí)際置信度為,/如^b);更新其它故
;=1
a
障原因的實(shí)際置信度為，k=l，...，&且1^關(guān)>
藝=1上述置信度的產(chǎn)生方式可以基于售后服務(wù)數(shù)據(jù)，利用售后數(shù)據(jù)中故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，通過上述方法自動計(jì)算出置信度，并隨著故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)更新變化，自動更新置信度。這種方式下，可以實(shí)現(xiàn)對診斷系統(tǒng)知識庫進(jìn)行動態(tài)管理與維護(hù)，便于將售后數(shù)據(jù)中故障診斷所需信息實(shí)時動態(tài)轉(zhuǎn)化成診斷知識；并利用故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，如故障模式次數(shù)及導(dǎo)致該故障模式的故障原因發(fā)生次數(shù)等，并通過算法編制，自動獲取置信度，達(dá)到客觀、實(shí)時地獲取各個故障原因的置信度，提高了工程機(jī)械故障診斷的精準(zhǔn)性?；谏鲜鲋眯哦鹊漠a(chǎn)生方式，在上述確定設(shè)備故障的系統(tǒng)中，該系統(tǒng)還包括初始置信度產(chǎn)生裝置，用于確定引起當(dāng)前故障的故障原因總數(shù)，并基于該故障原因總數(shù)為各個故障原因設(shè)置初始置信度；實(shí)際置信度產(chǎn)生裝置，用于根據(jù)故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對各個故障原因的初始置信度進(jìn)行修正，得到各個故障原因?qū)е庐?dāng)前故障的實(shí)際置信度；其中，故障原因與該設(shè)備的節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。具體地，該初始置信度產(chǎn)生裝置包括初始置信度設(shè)置模塊，用于當(dāng)確定引起當(dāng)前故障的故障原因總數(shù)為a時，設(shè)置當(dāng)前故障的各個故障原因的初始置信度均為1/a ;實(shí)際置信度產(chǎn)生裝置包括實(shí)際置信度設(shè)置模塊，用于如果故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中第i個故障原因?qū)е?br> 當(dāng)前故障發(fā)生次數(shù)為Ti，則設(shè)置當(dāng)前故障發(fā)生次數(shù)總和為;，設(shè)置第i個故障原因的實(shí)際
/=1
置信度為7。i=l隨著故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的更新，該系統(tǒng)還包括置信度更新裝置，用于如果故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中的第j個故障原因?qū)е庐?dāng)前故障發(fā)生增加b次，而其它故障原因?qū)е庐?dāng)前故障發(fā)生次
數(shù)不變，其中，b為自然數(shù)；則更新第j個故障原因的實(shí)際置信度為(A+b)哽新其
i=\
a
它故障原因的實(shí)際置信度為忍/(K 4，k=l，…，a且k關(guān)j。
i=l圖6為基于售后服務(wù)數(shù)據(jù)的工程機(jī)械診斷系統(tǒng)架構(gòu)示意圖，其主要由故障現(xiàn)象代碼讀取模塊、售后服務(wù)信息平臺、數(shù)據(jù)庫、規(guī)則庫、推理機(jī)等部分組成。故障現(xiàn)象代碼讀取模塊用于讀取工程機(jī)械控制系統(tǒng)中PLC (Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器)輸出的故障現(xiàn)象代碼，該讀取過程中，本實(shí)施例將USB (User Signaling Bearer,用戶信令承載)輸出的故障代碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為CAN(Customer Access Network,用戶接入網(wǎng))數(shù)據(jù)；本實(shí)施例的售后服務(wù)信息平臺中以某種特定的形式將售后服務(wù)信息錄入，便于其轉(zhuǎn)換為診斷規(guī)則；數(shù)據(jù)庫中存儲了售后服務(wù)信息，如故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等；規(guī)則庫中存儲了診斷規(guī)則；推理機(jī)中包含了推理算法模型。
基于圖6所示的工程機(jī)械診斷系統(tǒng)架構(gòu)示意圖，圖7給出了具體的置信度自動計(jì)算流程示意圖，該流程中通過對售后服務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行提煉，得到故障模式(即上述故障原因與發(fā)生的故障)及其之間的因果關(guān)系，對新故障進(jìn)行編碼，并進(jìn)行故障統(tǒng)計(jì)。然后依據(jù)故障模式的因果角色，分別導(dǎo)入規(guī)則前件與后件，形成新的規(guī)則，并輸出該規(guī)則。同時，得到的故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行置信度的自動計(jì)算，其中，置信度的自動計(jì)算包括以下步驟I)置信度初始化。初始置信度以I為基數(shù)，若故障原因數(shù)為a(a為自然數(shù))，則每個故障原因?qū)е庐?dāng)前故障發(fā)生的置信度為1/a，即上述初始置信度；2)依據(jù)售后的故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)更新故障及其原因發(fā)生次數(shù)；3)依據(jù)更新的故障及其原因發(fā)生次數(shù)計(jì)算該故障及其原因所關(guān)聯(lián)的置信度(即上述實(shí)際置信度)；若當(dāng)前故障原因?qū)е缕涔收习l(fā)生次數(shù)為Ti,則當(dāng)前故障原因?qū)е庐?dāng)前故障發(fā)生次
a
數(shù)總和為;S，若其中某個故障原因?qū)е庐?dāng)前故障發(fā)生增加b次(b為自然數(shù))，而其他故障
i=l
原因?qū)е庐?dāng)前故障發(fā)生次數(shù)不變，則導(dǎo)致當(dāng)前故障發(fā)生增加b次的該故障原因的置信度為((+b)/(^Tt +葉其它故障原因的置信度為工/(^7； +b)，k = I, . . . , a且k關(guān)j ;
7=11=14)依據(jù)上述置信度計(jì)算結(jié)果自動更新規(guī)則庫中的置信度，輸出該置信度。本實(shí)施例隨著從售后數(shù)據(jù)中獲取的故障統(tǒng)計(jì)信息更新變化，上述置信度隨之自動更新。圖8為挖掘機(jī)“燃油油位低”故障所涉及的置信度自動計(jì)算示意圖，其中，本實(shí)施例挖掘機(jī)的型號為ZE205E，其故障“燃油油位低”有四個故障原因“燃油油位< 10%”、“線路故障”、“與柴油傳感器串聯(lián)電阻損壞”、“油位傳感器故障”，四個故障原因?qū)е庐?dāng)前故障發(fā)生的初始置信度皆為1/4。若“燃油油位< 10%”計(jì)數(shù)+1，則“燃油油位< 10%”導(dǎo)致“燃油油位低”置信度為2/5，其他三個故障原因?qū)е庐?dāng)前故障發(fā)生的置信度皆為1/5 ;若“線路故障”計(jì)數(shù)+1，則“線路故障”、“燃油油位< 10%”導(dǎo)致“燃油油位低”置信度分別為1/3，“與柴油傳感器串聯(lián)電阻損壞”、“油位傳感器故障”導(dǎo)致“燃油油位低”置信度分別為1/6 ;若“與柴油傳感器串聯(lián)電阻損壞”計(jì)數(shù)+1，則“燃油油位< 10%”、“線路故障”、“與柴油傳感器串聯(lián)電阻損壞”導(dǎo)致“燃油油位低”置信度分別為2/7，“油位傳感器故障”導(dǎo)致“燃油油位低”置信度分別為1/7 ;若“與柴油傳感器串聯(lián)電阻損壞”計(jì)數(shù)繼續(xù)+1，則“燃油油位< 10%”、“線路故障”導(dǎo)致“燃油油位低”置信度分別為0. 25，“與柴油傳感器串聯(lián)電阻損壞”導(dǎo)致“燃油油位低”置信度分別為0. 375，“油位傳感器故障”導(dǎo)致“燃油油位低”置信度分別為0. 125。圖9為基于售后服務(wù)數(shù)據(jù)的工程機(jī)械診斷中置信度自動計(jì)算應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)示意圖，其中故障表與規(guī)則表是核心，故障表中存儲有故障編碼、故障名、故障統(tǒng)計(jì)和產(chǎn)品ID等字段，其中故障統(tǒng)計(jì)字段用于存儲故障模式(即上述故障原因)發(fā)生次數(shù)，規(guī)則表中存儲有規(guī)則ID、條件編碼、結(jié)論編碼、條件、結(jié)論和置信度等字段，其中置信度字段用于存儲置信度；該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)還包括了用戶表和產(chǎn)品表，分別存儲用戶和產(chǎn)品的相關(guān)信息，例如用戶表中存儲有用戶ID、用戶名、權(quán)限和登陸密碼等信息，產(chǎn)品表中存儲有產(chǎn)品ID、產(chǎn)品編碼、產(chǎn)品名和對應(yīng)的用戶名。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在子系統(tǒng)的故障與表不該子系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)之間建立了關(guān)聯(lián)關(guān)系，這種關(guān)聯(lián)關(guān) 系主要基于挖掘機(jī)的診斷知識，進(jìn)行故障診斷時按上述關(guān)聯(lián)關(guān)系層層搜索直到確定一個具體的零部件，這種方式能夠有效利用挖掘機(jī)診斷知識并使故障推理具有層次性，提高故障診斷的準(zhǔn)確度及顯示故障傳播路徑，從而提高挖掘機(jī)診斷與維修效率。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各設(shè)備或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個的計(jì)算裝置上，或者分布在多個計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計(jì)算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個集成電路設(shè)備，或者將它們中的多個設(shè)備或步驟制作成單個集成電路設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種確定設(shè)備故障的方法，其特征在于，包括 當(dāng)所述設(shè)備發(fā)生異常時，從描述設(shè)備結(jié)構(gòu)的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的根節(jié)點(diǎn)起，按照故障與子節(jié)點(diǎn)間的預(yù)設(shè)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，逐級確定當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的故障以及該故障在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)中對應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)，當(dāng)該對應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)為末節(jié)點(diǎn)時，輸出與該末節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的故障的信息；所述樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的根節(jié)點(diǎn)為所述設(shè)備，其余每個節(jié)點(diǎn)表示所述設(shè)備的一個子系統(tǒng)或一個部件，子節(jié)點(diǎn)表示其父節(jié)點(diǎn)所表示的系統(tǒng)中的子系統(tǒng)或部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于， 所述關(guān)聯(lián)關(guān)系包括一個故障與多個子節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，并且該故障與該多個子節(jié)點(diǎn)中的各個子節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的置信度各不相同； 所述確定當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的故障以及該故障在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)中對應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)包括確定當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的故障，選擇與該故障以最高的置信度相關(guān)聯(lián)的子節(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述輸出與該末節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的故障的信息之后還包括 接收用戶提供的選擇信息，該選擇信息指定了一級子節(jié)點(diǎn)； 從所述選擇信息指定的所述一級子節(jié)點(diǎn)中選擇一個子節(jié)點(diǎn)，該子節(jié)點(diǎn)以相對于所述最高的置信度的次高的置信度與該級子節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)的故障相關(guān)聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的方法，其特征在于，所述確定當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的故障包括接收所述設(shè)備內(nèi)部的測試裝置發(fā)送的故障的信息，并且/或者，接收所述設(shè)備外接的測試裝置發(fā)送的故障的信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述置信度的產(chǎn)生方式包括 確定引起當(dāng)前故障的故障原因總數(shù)，并基于該故障原因總數(shù)為各個故障原因設(shè)置初始置信度； 根據(jù)故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對所述各個故障原因的初始置信度進(jìn)行修正，得到所述各個故障原因?qū)е滤霎?dāng)前故障的實(shí)際置信度，其中，所述故障原因與所述設(shè)備的節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于， 所述確定引起當(dāng)前故障的故障原因總數(shù)，并基于該故障原因總數(shù)為各個故障原因設(shè)置初始置信度包括當(dāng)確定引起當(dāng)前故障的故障原因總數(shù)為a時，設(shè)置所述當(dāng)前故障的各個故障原因的初始置信度均為1/a。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于， 所述根據(jù)故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對所述各個故障原因的初始置信度進(jìn)行修正，得到所述各個故障原因?qū)е滤霎?dāng)前故障的實(shí)際置信度包括如果故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中第i個故障原因?qū)е滤霎?dāng)前故障發(fā)生次數(shù)為Ti,則設(shè)置所述當(dāng)前故障發(fā)生次數(shù)總和為;
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述設(shè)備為挖掘機(jī)。
9.一種確定設(shè)備故障的系統(tǒng),其特征在于,包括 確定裝置，用于當(dāng)所述設(shè)備發(fā)生異常時，從描述設(shè)備結(jié)構(gòu)的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的根節(jié)點(diǎn)起，按照故障與子節(jié)點(diǎn)間的預(yù)設(shè)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，逐級確定當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的故障以及該故障在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)中對應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)；所述樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的根節(jié)點(diǎn)為所述設(shè)備，其余每個節(jié)點(diǎn)表示所述設(shè)備的一個子系統(tǒng)或一個部件，子節(jié)點(diǎn)表示其父節(jié)點(diǎn)所表示的系統(tǒng)中的子系統(tǒng)或部件； 輸出裝置，用于當(dāng)所述確定裝置確定的子節(jié)點(diǎn)為末節(jié)點(diǎn)時，輸出與該末節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的故障的信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)還包括保存裝置，用于保存所述關(guān)聯(lián)關(guān)系，并且該關(guān)聯(lián)關(guān)系包括一個故障與多個子節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，并且該故障與該多個子節(jié)點(diǎn)中的各個子節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的置信度各不相同； 所述確定裝置還用于確定當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的故障，選擇與該故障以最高的置信度相關(guān)聯(lián)的子節(jié)點(diǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要10所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)還包括接收裝置，用于接收用戶提供的選擇信息，該選擇信息指定了一級 子節(jié)點(diǎn)； 所述輸出裝置還用于從所述選擇信息指定的所述一級子節(jié)點(diǎn)中選擇一個子節(jié)點(diǎn)，該 子節(jié)點(diǎn)以相對于所述最高的置信度的次高的置信度與該級子節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)的故障相關(guān) 聯(lián)。
12.根據(jù)權(quán)利要9或10或11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出裝置還用于接收所述設(shè)備內(nèi)部的測試裝置發(fā)送的故障的信息，并且/或者，接收所述設(shè)備外接的測試裝置發(fā)送的故障的信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)還包括初始置信度產(chǎn)生裝置，用于確定引起當(dāng)前故障的故障原因總數(shù)，并基于該故障原因總數(shù)為各個故障原因設(shè)置初始置信度；實(shí)際置信度產(chǎn)生裝置，用于根據(jù)故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對所述各個故障原因的初始置信度進(jìn)行修正，得到所述各個故障原因?qū)е滤霎?dāng)前故障的實(shí)際置信度；其中，所述故障原因與所述設(shè)備的節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述初始置信度產(chǎn)生裝置包括初始置信度設(shè)置模塊，用于當(dāng)確定引起當(dāng)前故障的故障原因總數(shù)為a時，設(shè)置所述當(dāng)前故障的各個故障原因的初始置信度均為1/a。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述實(shí)際置信度產(chǎn)生裝置包括實(shí)際置信度設(shè)置模塊，用于如果故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中第i a個故障原因?qū)е滤霎?dāng)前故障發(fā)生次數(shù)為Ti,則設(shè)置所述當(dāng)前故障發(fā)生次數(shù)總和為;， i=l設(shè)置所述第i個故障原因的實(shí)際置信度為A XI。
i=l
16.一種挖掘機(jī)，其特征在于，所述挖掘機(jī)中設(shè)置有權(quán)利要求9至15中任一項(xiàng)所述的確定設(shè)備故障的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了挖掘機(jī)以及確定設(shè)備故障的方法、系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)難以快速準(zhǔn)確地確定設(shè)備的故障的問題。該方法包括當(dāng)設(shè)備發(fā)生異常時，從描述設(shè)備結(jié)構(gòu)的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的根節(jié)點(diǎn)起，按照故障與子節(jié)點(diǎn)間的預(yù)設(shè)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，逐級確定當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的故障以及該故障在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)中對應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)，當(dāng)該對應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)為末節(jié)點(diǎn)時，輸出與該末節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的故障的信息；樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的根節(jié)點(diǎn)為設(shè)備，其余每個節(jié)點(diǎn)表示設(shè)備的一個子系統(tǒng)或一個部件，子節(jié)點(diǎn)表示其父節(jié)點(diǎn)所表示的系統(tǒng)中的子系統(tǒng)或部件。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，有助于快速準(zhǔn)確地確定設(shè)備的故障。
文檔編號E02F9/00GK102735485SQ201210213550
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者吳耀華, 張國棟, 李明, 李昱, 費(fèi)勝巍 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司