一種基于故障樹和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的故障診斷方法
【專利摘要】一種基于故障樹和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的故障診斷方法，通過數(shù)據(jù)庫對故障診斷過程中的知識庫和推理庫進行管理，完成推理過程和診斷策略的自動配置和全面管控，包括以下步驟：a.接收用戶輸入，包括故障類型和故障現(xiàn)象關(guān)鍵字；b.根據(jù)故障類型和故障現(xiàn)象關(guān)鍵字檢索，判斷該故障是否為底層故障，如果是底層故障，顯示對應(yīng)“維修建議”字段的內(nèi)容，保存診斷結(jié)果，本次診斷過程結(jié)束；如果不是底層故障，檢索該故障所對應(yīng)故障現(xiàn)象表中的字段“節(jié)點代碼”，得到下一層包含的所有故障節(jié)點，并自動推理出診斷結(jié)論所對應(yīng)的故障節(jié)點。其目的在于提供一種在復(fù)雜系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能夠快速進行故障診斷，提高故障診斷效率的一種基于故障樹和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的故障診斷方法。
【專利說明】一種基于故障樹和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的故障診斷方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于故障樹和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的故障診斷方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，常用的故障診斷方法主要有聲學診斷法、振動診斷法、溫度診斷法、強度診 斷法、污染物診斷法、壓力流量診斷法和電參數(shù)診斷法等。這些方法認為，系統(tǒng)故障會導致 系統(tǒng)的運行參數(shù)發(fā)生變化，在標稱情況下，系統(tǒng)參數(shù)應(yīng)處于一個標稱狀態(tài)，而當系統(tǒng)發(fā)生故 障時，這些參數(shù)將偏離其標稱狀態(tài)，因而，故障診斷時以這些標稱狀態(tài)作為參考量，根據(jù)系 統(tǒng)輸出或狀態(tài)變量的估計殘差特性判斷系統(tǒng)是否發(fā)生故障。
[0003] 傳統(tǒng)的故障診斷方法以此為基礎(chǔ)，對所有故障原因進行羅列匯總，經(jīng)規(guī)范化、條理 化處理。系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，需要按照既定程序，依次檢查，逐一排除。但這種方法存在一 些缺點，如沒有對故障進行分類處理，不能體現(xiàn)各個故障其對系統(tǒng)運行的影響程度，故障排 除過程周折費時，效率低。特別是當用戶需要知道系統(tǒng)各不同層次故障之間的功能邏輯關(guān) 系和關(guān)聯(lián)程度，并且希望以最快的速度、最小的代價、準確、高效地發(fā)現(xiàn)并排除系統(tǒng)故障時， 這種方法就不能滿足要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種在復(fù)雜系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能夠快速進行故障診斷，提 高故障診斷效率的一種基于故障樹和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的故障診斷方法。
[0005] 本發(fā)明一種基于故障樹和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的故障診斷方法，通過數(shù)據(jù)庫對故障診斷過 程中的知識庫和推理庫進行管理，完成推理過程和診斷策略的自動配置和全面管控，包括 以下步驟：
[0006] a.接收用戶輸入，所述用戶輸入包括故障現(xiàn)象關(guān)鍵字；
[0007] b.根據(jù)所述故障類型和故障現(xiàn)象關(guān)鍵字檢索故障診斷數(shù)據(jù)庫中的故障診斷信息 表，判斷該故障是否為底層故障，如果是底層故障，說明該診斷結(jié)果已經(jīng)位于故障樹的底 層，則顯示對應(yīng)的"維修建議"字段的內(nèi)容，并保存診斷結(jié)果，本次診斷過程結(jié)束；如果不是 底層故障，檢索該故障所對應(yīng)故障現(xiàn)象表中的字段"節(jié)點代碼"，得到故障樹中該故障節(jié)點 的下一層所包含的所有故障節(jié)點，而后根據(jù)診斷結(jié)果，自動在其下一層包含的所有故障節(jié) 點中，推理出診斷結(jié)論所對應(yīng)的故障節(jié)點；
[0008] 其中步驟b中所述如果不是底層故障，找到故障現(xiàn)象表中的字段"節(jié)點代碼"，得 到故障樹中該故障節(jié)點的下一層所包含的所有故障節(jié)點，而后根據(jù)診斷結(jié)果，自動在其下 一層包含的所有故障節(jié)點中，推理出診斷結(jié)論所對應(yīng)的故障節(jié)點，具體推理方法為：
[0009] 根據(jù)檢索到該故障所對應(yīng)故障現(xiàn)象表中的字段"節(jié)點代碼"，檢索故障診斷數(shù)據(jù)庫 中的故障診斷推理信息表，調(diào)出其對應(yīng)的"診斷內(nèi)容"字段，并將"診斷內(nèi)容"顯示給用戶， 讓用戶按照診斷內(nèi)容提示進行操作，同時根據(jù)其對應(yīng)的故障診斷信息表中的"節(jié)點類型"， 將故障診斷過程類型分為采集卡檢測量和人工觀察量；
[0010] 如果為采集卡檢測量，則調(diào)出對應(yīng)故障診斷信息表中的"項目編碼"，根據(jù)"項目編 碼"，檢索測評方案配置表，顯示該項目的檢測方法及檢測步驟，檢測點位置，傳感器安裝方 法，設(shè)定試驗條件，準備測試，再根據(jù)測點通道映射表，將相應(yīng)參數(shù)傳遞給測試程序，提示用 戶準備好測試條件后，自動完成測試；檢索其下一層所有故障節(jié)點，并將測試結(jié)果與各個故 障節(jié)點的特征量進行匹配，匹配成功的即為下一步診斷對應(yīng)的故障節(jié)點；
[0011] 如果為人工觀察量，用戶根據(jù)診斷內(nèi)容提示，輸入觀察量；檢索其下一層所有故障 節(jié)點，并將觀察量結(jié)果與各個故障節(jié)點的特征量進行匹配，匹配成功的即為下一步診斷對 應(yīng)的故障節(jié)點；
[0012] c.根據(jù)故障節(jié)點，得到其故障類型和故障現(xiàn)象關(guān)鍵字，而后繼續(xù)執(zhí)行步驟b。
[0013] 本發(fā)明一種基于故障樹和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的故障診斷方法，在每一步診斷時，都會將 該步診斷的"單據(jù)號"、"診斷序號"、"節(jié)點編碼"、"節(jié)點名稱"、"節(jié)點位置"、"節(jié)點類型"、"診 斷內(nèi)容"、"項目編碼"、"測點個數(shù)"、"單測點數(shù)據(jù)長度"、"測點數(shù)據(jù)"、"指標個數(shù)"、"技術(shù)指 標數(shù)據(jù)"、"維修建議"信息存儲到故障診斷過程信息表中，最終診斷結(jié)果輸出時將故障診斷 數(shù)據(jù)庫中故障診斷過程信息表里的各個單步診斷的信息調(diào)出來，并按照報表的形式進行輸 出。
[0014] 本發(fā)明一種一種基于故障樹和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的故障診斷方法，根據(jù)故障事件與故障 原因之間的響應(yīng)關(guān)系，分層進行推理；定義每個故障節(jié)點的知識信息和檢測過程信息并存 儲在故障診斷數(shù)據(jù)庫中，對故障樹中的每個故障節(jié)點實施人工檢測或自動檢測，有效的進 行檢測資源配置。在復(fù)雜系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能快速進行故障診斷，提高故障診斷效率。
[0015] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種基于故障樹和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的故障診斷方法作進一 步詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為以故障A為頂層故障展開的故障樹示意圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明一種基于故障樹和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的故障診斷方法流程圖；
[0018] 圖3為基于本發(fā)明的柴油機啟動時電氣故障樹實例。

【具體實施方式】
[0019] 在闡述本發(fā)明的【具體實施方式】之前，對涉及到的一些名稱、字符和圖形符號含義 進行說明。
[0020] 首先要獲得盡可能多的系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)，根據(jù)專家經(jīng)驗將故障數(shù)據(jù)分層，并進行邏 輯處理，構(gòu)建故障樹，故障樹由頂層故障、底層故障和中間層故障組成。圖1為以故障A為 頂層故障展開的故障樹示意圖。
[0021] 頂層故障：將系統(tǒng)最不希望發(fā)生或是由用戶指定進行邏輯分析的初始故障作為故 障診斷過程中的頂層故障，置于該次故障診斷流程的頂端，用" □"表示。
[0022] 底層故障：將導致故障現(xiàn)象發(fā)生的所有最基本故障作為底層故障，用"〇"表示。
[0023] 中間層故障：由頂層故障進行逐級演繹推理至底層故障，中間推理得到的故障為 中間層故障，它位于頂層故障和底層故障之間，用" ?"表示。
[0024] 節(jié)點代碼：每個故障診斷節(jié)點，在數(shù)據(jù)庫故障診斷信息表中對應(yīng)一條記錄，通常用 節(jié)點代碼來標識它，用來構(gòu)成故障之間的指向關(guān)系，頂層故障、中間層故障和底層故障都有 相應(yīng)的節(jié)點代碼，它是牽引和管控整個診斷過程順利執(zhí)行的關(guān)鍵。
[0025] 參見圖2,本發(fā)明一種基于故障樹和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的故障診斷方法，通過數(shù)據(jù)庫對故 障診斷過程中的知識庫和推理庫進行管理，完成推理過程和診斷策略的自動配置和全面管 控，包括以下步驟：
[0026] a.接收用戶輸入，用戶輸入包括故障現(xiàn)象關(guān)鍵字；
[0027] b.根據(jù)故障現(xiàn)象關(guān)鍵字檢索故障診斷數(shù)據(jù)庫中的故障診斷信息表，判斷該故障 是否為底層故障，如果是底層故障，說明該診斷結(jié)果已經(jīng)位于故障樹的底層，則顯示對應(yīng)的 "維修建議"字段的內(nèi)容，并保存診斷結(jié)果，本次診斷過程結(jié)束；如果不是底層故障，檢索該 故障所對應(yīng)故障現(xiàn)象表中的字段"節(jié)點代碼"，得到故障樹中該故障節(jié)點的下一層所包含的 所有故障節(jié)點，而后根據(jù)診斷結(jié)果，自動在其下一層包含的所有故障節(jié)點中，推理出診斷結(jié) 論所對應(yīng)的故障節(jié)點；
[0028] 其中步驟b中如果不是底層故障，找到故障現(xiàn)象表中的字段"節(jié)點代碼"，得到故 障樹中該故障節(jié)點的下一層所包含的所有故障節(jié)點，而后根據(jù)診斷結(jié)果，自動在其下一層 包含的所有故障節(jié)點中，推理出診斷結(jié)論所對應(yīng)的故障節(jié)點，具體推理方法為：
[0029] 根據(jù)檢索到該故障所對應(yīng)故障現(xiàn)象表中的字段"節(jié)點代碼"，檢索故障診斷數(shù)據(jù)庫 中的故障診斷推理信息表，調(diào)出其對應(yīng)的"診斷內(nèi)容"字段，并將"診斷內(nèi)容"顯示給用戶， 讓用戶按照診斷內(nèi)容提示進行操作，同時根據(jù)其對應(yīng)的故障診斷信息表中的"節(jié)點類型"， 將故障診斷過程類型分為采集卡檢測量和人工觀察量；
[0030] 如果為采集卡檢測量，則調(diào)出對應(yīng)故障診斷信息表中的"項目編碼"，根據(jù)"項目編 碼"，檢索測評方案配置表，顯示該項目的檢測方法及檢測步驟，檢測點位置，傳感器安裝方 法，設(shè)定試驗條件，準備測試，再根據(jù)測點通道映射表，將相應(yīng)參數(shù)傳遞給測試程序，提示用 戶準備好測試條件后，自動完成測試；檢索其下一層所有故障節(jié)點，并將測試結(jié)果與各個故 障節(jié)點的特征量進行匹配，匹配成功的即為下一步診斷對應(yīng)的故障節(jié)點；
[0031] 如果為人工觀察量，用戶根據(jù)診斷內(nèi)容提示，輸入觀察量；檢索其下一層所有故障 節(jié)點，并將觀察量結(jié)果與各個故障節(jié)點的特征量進行匹配，匹配成功的即為下一步診斷對 應(yīng)的故障節(jié)點；
[0032] c.根據(jù)故障節(jié)點，得到其故障類型和故障現(xiàn)象關(guān)鍵字，而后繼續(xù)執(zhí)行步驟b。
[0033] 在每一步診斷時，將該步診斷的"單據(jù)號"、"診斷序號"、"節(jié)點編碼"、"節(jié)點名稱"、 "節(jié)點位置"、"節(jié)點類型"、"診斷內(nèi)容"、"項目編碼"、"測點個數(shù)"、"單測點數(shù)據(jù)長度"、"測點 數(shù)據(jù)"、"指標個數(shù)"、"技術(shù)指標數(shù)據(jù)"、"維修建議"信息存儲到故障診斷過程信息表中，最終 診斷結(jié)果輸出時將故障診斷數(shù)據(jù)庫中故障診斷過程信息表里的各個單步診斷的信息調(diào)出 來，并按照報表的形式進行輸出。
[0034] 參見圖3,基于本發(fā)明的柴油機啟動時電氣故障樹實例，可將故障診斷推理過程實 例用表格推理演示，如下表1所示。
[0035] 表1基于本發(fā)明的柴油機啟動時電氣故障的推理方法
[0036]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于故障樹和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的故障診斷方法，其特征在于通過數(shù)據(jù)庫對故障診斷 過程中的知識庫和推理庫進行管理，完成推理過程和診斷策略的自動配置和全面管控，包 括以下步驟： a. 接收用戶輸入，所述用戶輸入包括故障現(xiàn)象關(guān)鍵字； b. 根據(jù)所述故障現(xiàn)象關(guān)鍵字檢索故障診斷數(shù)據(jù)庫中的故障診斷信息表，判斷該故障 是否為底層故障，如果是底層故障，說明該診斷結(jié)果已經(jīng)位于故障樹的底層，則顯示對應(yīng)的 "維修建議"字段的內(nèi)容，并保存診斷結(jié)果，本次診斷過程結(jié)束；如果不是底層故障，檢索該 故障所對應(yīng)故障現(xiàn)象表中的字段"節(jié)點代碼"，得到故障樹中該故障節(jié)點的下一層包含的所 有故障節(jié)點，而后根據(jù)診斷結(jié)果，自動在其下一層包含的所有故障節(jié)點中，推理出診斷結(jié)論 所對應(yīng)的故障節(jié)點； 其中步驟b中所述如果不是底層故障，找到故障現(xiàn)象表中的字段"節(jié)點代碼"，得到故 障樹中該故障節(jié)點的下一層所包含的所有故障節(jié)點，而后根據(jù)診斷結(jié)果，自動在其下一層 包含的所有故障節(jié)點中，推理出診斷結(jié)論所對應(yīng)的故障節(jié)點，具體推理方法為： 根據(jù)檢索到該故障所對應(yīng)故障現(xiàn)象表中的字段"節(jié)點代碼"，檢索故障診斷數(shù)據(jù)庫中的 故障診斷推理信息表，調(diào)出其對應(yīng)的"診斷內(nèi)容"字段，并將"診斷內(nèi)容"顯示給用戶，讓用 戶按照診斷內(nèi)容提示進行操作，同時根據(jù)其對應(yīng)的故障診斷信息表中的"節(jié)點類型"，將故 障診斷過程類型分為采集卡檢測量和人工觀察量； 如果為采集卡檢測量，則調(diào)出對應(yīng)故障診斷信息表中的"項目編碼"，根據(jù)"項目編碼"， 檢索測評方案配置表，顯示該項目的檢測方法及檢測步驟，檢測點位置，傳感器安裝方法， 設(shè)定試驗條件，準備測試，再根據(jù)測點通道映射表，將相應(yīng)參數(shù)傳遞給測試程序，提示用戶 準備好測試條件后，自動完成測試；檢索其下一層所有故障節(jié)點，并將測試結(jié)果與各個故障 節(jié)點的特征量進行匹配，匹配成功的即為下一步診斷對應(yīng)的故障節(jié)點； 如果為人工觀察量，用戶根據(jù)診斷內(nèi)容提示，輸入觀察量；檢索其下一層所有故障節(jié) 點，并將觀察量結(jié)果與各個故障節(jié)點的特征量進行匹配，匹配成功的即為下一步診斷對應(yīng) 的故障節(jié)點； c. 根據(jù)故障節(jié)點，得到其故障類型和故障現(xiàn)象關(guān)鍵字，而后繼續(xù)執(zhí)行步驟b。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于故障樹和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的故障診斷方法，其特征在 于：在每一步診斷時，都會將該步診斷的"單據(jù)號"、"診斷序號"、"節(jié)點編碼"、"節(jié)點名稱"、 "節(jié)點位置"、"節(jié)點類型"、"診斷內(nèi)容"、"項目編碼"、"測點個數(shù)"、"單測點數(shù)據(jù)長度"、"測點 數(shù)據(jù)"、"指標個數(shù)"、"技術(shù)指標數(shù)據(jù)"、"維修建議"信息存儲到故障診斷過程信息表中，最終 診斷結(jié)果輸出時將故障診斷數(shù)據(jù)庫中故障診斷過程信息表里的各個單步診斷的信息調(diào)出 來，并按照報表的形式進行輸出。
【文檔編號】G06F17/30GK104376033SQ201410373937
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】江鵬程, 馮輔周, 胡升澤, 晁智強, 張麗霞, 邱綿浩, 樊新海, 劉相波, 韓壽松, 陳強, 張小明, 張傳清, 喬新勇, 孟愛紅, 靳瑩 申請人:中國人民解放軍裝甲兵工程學院