[发明专利]一种远程协同诊断的现场信息预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及适用于复杂装备远程协同诊断前端的现场信息智能处理技术，具体涉及一种远程协同诊断的现场信息预处理方法。

背景技术

当前，伴随微纳技术、极端和精密制造等的发展，装备结构越来越复杂，规模越来越庞大，多学科集成、多场藕合、机电一体化及多厂商协同制造的程度越来越高；相应地，装备故障诊断也更为复杂。对于这些复杂装备，故障和特征之间往往是复杂的非线性、非结构化关系。通常，故障传播途径众多且会发生并发传播、链式反应及相互影响。由此，单一功能的监测与诊断方法以及单纯依靠现场使用者准确诊断出装备的各种故障并进行维护，已变得越来越困难，必须充分利用各种检测仪器、手段和多种诊断方法，开展协同化诊断，以通过多源互补、信息融合和博弈决策等减小故障诊断的不确定性。

远程协同故障诊断(Remote Cooperative Fault Diagnosis，RCFD)是基于信息化和网络技术，为与某复杂诊断任务关联的多个诊断专家提供一个开放协同诊断环境并跟踪诊断过程，最后对诊断结果进行综合，实现快速有效诊断和维护的模式。但是，由于异地，RCFD中心对装备现场健康状况信息认知不完全；困扰远程诊断的安全性、传输速度(实时性)、远程诊断执行复杂、传输效率问题亟需且正在解决。目前对现场庞大监测数据的分析处理一般都在RCFD中心完成，而随着嵌入式系统和单机计算能力的增强，以及一些智能信息处理技术的成熟，现场监测信息是可以且应该进行一定程度的预处理，这既是现实远程网络传输的需要，装备智能化和特殊环境装备的需要，也是e-维护和挥发性故障的现场监测的需要。所以，现场信息预处理已经引起了一定关注。

(1)很多装备都不同程度的采用了自诊断系统及嵌入式信息处理系统。

BENTLY公司的在线设备运行状态监测系统DM2000通过网络动态数据交换(NetDDE)向远程终端发送设备运行状态。NI公司也在其LabView中新增了因特网模块，可以通过WWW、Email、FTP方式发送测试数据。美国QSI公司的基于1553总线系统的远程诊断服务器(RDS)可执行实时性要求高、信息丰富的关键系统远程健康监控。西安交通大学在对大型旋转机械故障诊断多年研究基础上，较早地开展了基于网络的设备远程监测与故障诊断的研究，研制了大型回转机械在线监测和故障诊断系统。华中科技大学与香港城市大学合作，提出了一种基于Web使能虚拟仪器与迷你服务器的远程传感、诊断与协同维护架构，在“华中数控远程技术支持与服务系统”项目中研究了嵌入式诊断智能体和数字化远程服务平台的实现方案和有关技术。美国GE公司运用时变存储与变化监测存储保证传感器信号存储的精确性和有效性，并由现场监测器完成对异常现象的检测并产生故障监测数据，远程诊断中心通过对监测数据的分析实施远程故障诊断。

(2)美国威斯康星大学IMS中心的Jay Lee指出：由于监测数据量庞大、实时性强，难以利用网络直接即时传输，需要对原始数据在现场进行预处理后再远程传输；此外，装备现场还需积极配合、远程协同地开展故障诊断和健康维护。IMS中心开发的Watchdog Agent是一个嵌入式的基于多源信号的性能评估和预测方法工具箱。但是它没有信息提取功能，且自诊断功能过强，其关注的是全面性，在目前应用场合应会受到一些限制。更合适的方式应是将多个信息处理技术以模块或agent形式放在RCFD中心，然后有针对性的下传给现场各种合适信息处理技术。

通过现状分析，我们认为在装备工作现场和RCFD中心间的异地信息传输仍然存在一些不可回避的问题。

在现场：(1)要实现装备健康状况信息在现场总线网、局域网等异构网络之间的异地传输和共享，需要通过网关软件来进行信息集成，但信息集成还没有统一标准，仅通用的现场总线就有近10种，造成网关软件设计比较困难。(2)装备的实时采样信息量通常十分巨大，不加任何处理直接通过网络传输较困难或传输效率较低。(3)一些装备的现场自诊断系统只能提供粗略的故障报警提示信息，缺乏综合故障机理研究，而且它们大都没有装备健康状况预测功能，或仅是简单预测。