复杂设备的远程故障诊断研究

       远程故障诊断系统就是在Internet迅速发展的基础上，将WWW信息检索技术﹑数据库技术﹑人工智能推理机制﹑虚拟仪器技术和设备故障诊断技术相结合，在复杂设备上建立状态监测点，采集设备状态数据；而在技术力量较为雄厚的科研院所建立分析诊断中心，提供远程技术支持和保障。

        全军的武器装备中，有很多大型的复杂设备，技术含量高。对这些设备进行状态监测与故障诊断有着非常重要的意义。由于这些装备的使用主要在基层部队，加之武器配备的型号多，出现的故障类型繁多，分析困难，以往独立的专家诊断系统往往不能满足实际的需要。特别是对新装备，基层部队严重存在着的诊断手段有限，工作人员的经验不足，知识面有限等问题。基层部队在维护装备时遇到自己不能排除的故障得不到及时的解决，专家们很难到现场解决问题，因此在发生重大和疑难故障时，仍不得不求助于外地厂家﹑单位的有关专家来会诊。这就使故障的发现﹑诊断和处理受到延误，严重影响部队的训练和作战，极大地影响了部队的战斗力和快速反应能力，可能造成重大的军事和经济损失。因此部队迫切需要提供更加快速，准确，高效的专业化诊断服务使故障得到及时的解决。建立远程故障诊断系统正好可以有效解决这一问题。
        随着军队通信指挥网，基层部队局域网的建立，建立远程故障诊断支持中心，对复杂武器装备系统实行远程监控和诊断已经具备了硬件基础。特别是近几年来计算机网络技术和故障诊断技术的快速发展，远程故障诊断技术在工业中的发展日趋成熟，也为部队复杂装备的远程故障诊断提供了有利的技术支持。
        远程故障诊断系统就是在Internet迅速发展的基础上，将WWW信息检索技术﹑数据库技术﹑人工智能推理机制﹑虚拟仪器技术和设备故障诊断技术相结合，在复杂设备上建立状态监测点，采集设备状态数据；而在技术力量较为雄厚的科研院所建立分析诊断中心，提供远程技术支持和保障。
        由于武器装备系统的复杂性，对其进行故障诊断不但要有大量的现场采集数据，而且还要有一定的专业知识和大量以前的设备运行数据。不但要求能够诊断出设备的故障，而且还希望能够实现信息共享，从而完成对设备进行综合评估，得出准确判断。因此根据部队的实际情况，我们提出了面向基层的远程故障诊断系统模型。（见图1），它大致可以分为二个部分：基层站点和中心站点。在设备出现故障时，首先可利用基层本地的故障诊断系统。通过基层的故障诊断专家系统和数据库中存储的设备历史运行数据进行故障诊断。如果出现基层诊断系统无法解决的故障，则可通过中心站点故障诊断系统加以解决。中心站点故障诊断系统从基层数据库中提取数据以获取相关故障信息，综合利用本领域专家知识，网络故障诊断专家系统，计算机协同专家会诊系统和人工智能推理机制，对故障信息进行分析，比较，判断，得出诊断结论，并向基层站点发送解决方法。

        远程故障诊断系统主要组成部分
        1 基层站点
        基层站点是在基层部队原有的故障诊断软﹑硬件资源的基础上建立起来的。能够完成现场实时信号的采集﹑处理﹑显示和提供本地故障诊断服务等功能。基层站点主要由以PC为核心的能够完成现场各种信号采集﹑处理﹑显示的数据采集系统﹑提供本地故障诊断的计算机和提供远程访问功能的数据库服务器组成。它们之间通过基层局域网实现数据共享。

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        2 中心站点
        中心站点以院校和研究所的故障诊断软﹑硬件资源和人才资源为基础来建立。它为整个系统提供了设备﹑资源﹑人才和技术等方面的保证。能够完成网络环境下的计算机协同专家会诊，远程故障诊断服务等功能。中心站点主要由数据库服务器，诊断服务器，远程故障诊断专家系统，计算机协同专家会诊平台组成。
        计算机协同专家会诊环境平台是一个综合性的网站，它为从事故障诊断工作的专家及领域工作人员提供协同诊断的工作平台。该环境具有如下功能：多种共享交互功能（文字﹑图片﹑语音﹑视频等多媒体交互）；会议召集﹑主持﹑总集；提供诊断设备现场的诊断信息资源；登记﹑管理﹑维护功能等。
        远程故障诊断系统关键技术
        1 系统体系结构的确立

        系统采用了Browser/Server的体系结构，利用军内已经建成的通讯指挥网、军用电话线网作为信息交换渠道，针对部队实际，分别使用专线连接和电话线连接以及二者结合的连接方式。将分布在不同地域的设备诊断资源联接在一起，从而形成一个跨地域的远程设备故障诊断协作网，保证充分发挥各入网技术资源的组合优势，使网络服务更为有效，在提高设备故障诊断的准确性的同时，保证系统的安全。
        2 基于Web的虚拟仪器技术的应用
        为了在计算机协同专家会诊环境中更形象直观地显示复杂装备的工作状况，以便于身在中心站点的专家作出正确的故障诊断结论，系统采用了基于Web的虚拟仪器技术。虚拟仪器（Virtual Instrument，VI）是把计算机﹑网络技术﹑数据分析处理技术﹑智能仪器技术﹑信息融合技术和自动控制技术紧密结合在一起，以软件代替硬件，以总线网络设备代替传统仪器，以组态代替编程，开发一套大组态规模网络测控系统的数据分析处理方法，软件组态开发工具和网络总线设备及设备驱动方法。基于Web的VI，简单说就是把VI技术和面向Internet 的Web技术二者有机结合所产生的新的 VI 技术。

        3 远程故障诊断专家系统的设计
        系统采用了基于Browser/Server的远程故障诊断专家系统。基本结构如图2所示。

        专家系统主要解决知识的表示与存储，推理系统的实现两个方面的问题。为此采用动态交互式的Web技术实现基于Internet的专家系统。对于诊断功能的实现，采用了CGI技术将Web与DCOM结合的方式来完成。如图3所示。

        4 计算机协同专家会诊环境的开发
        该环境的开发采用服务器端的ASP动态页面设计和数据库技术相结合，可以实现会议主持，文字交谈，语音交流，图片文件的浏览，文件传输（上载和下载）。网站由数据库实现各种功能的组件，ASP页面和HTML页面组成。

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