一種故障診斷本體構(gòu)建方法
【專利摘要】本發(fā)明具體實施例提供了一種故障診斷本體構(gòu)建方法，包括：構(gòu)建診斷對象類、故障現(xiàn)象類、故障原因類、解決方案類、本體屬性類、本體關(guān)系類、本體值域類、本體實例類、構(gòu)建本體元素類，所述本體元素類包括，診斷對象類、故障現(xiàn)象類、故障原因類、解決方案類；利用所述診斷對象類，在設(shè)備診斷對象類下，遞歸建立設(shè)備各級部件的診斷對象子類；構(gòu)建故障診斷本體類，所述故障診斷本體類包括，本體元素類、本體屬性類，本體關(guān)系類，本體值域類、本體實例類；根據(jù)預(yù)先收集的故障診斷歷史記錄中的診斷對象、故障現(xiàn)象、故障原因、解決方案，利用所述故障診斷本體類，建立設(shè)備的故障診斷本體；本發(fā)明技術(shù)方案構(gòu)建的故障本體能有效的提高故障診斷的效率。
【專利說明】一種故障診斷本體構(gòu)建方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到機械設(shè)備的故障診斷技術(shù)，特別涉及到一種故障診斷本體構(gòu)建方法和故障診斷本體。

【背景技術(shù)】
[0002]機械設(shè)備一般具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部件眾多等特點，一旦出現(xiàn)故障，難于診斷。例如高爐是鋼鐵生產(chǎn)的重要裝備，包括爐體、供料、送風(fēng)、噴吹、煤氣處理、渣鐵處理等子系統(tǒng)；再例如筆記本電腦由顯示器、主板、硬盤、鍵盤、內(nèi)存、網(wǎng)卡等組成。上述大部件又由許多小零件組成，因而部件眾多，難于對故障進(jìn)行高效精確定位。但其維修維護(hù)記錄中包含很多有用的信息，可為診斷解決類似故障提供線索。不經(jīng)處理的故障記錄雖然也可以使用，但是效率低下，并且許多有潛在價值的重要信息往往被忽略。迫切需要對故障記錄進(jìn)行知識挖掘，以最大限度發(fā)揮故障記錄的作用。在故障知識挖掘中，對故障知識的表示和推理顯得非常重要，國內(nèi)外眾多學(xué)者也對此進(jìn)行了大量的研究。例如:利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)挖掘、專家系統(tǒng)等方面的知識建立故障診斷算法，提升歷史故障的分析能力；或者利用故障樹方法，對故障現(xiàn)象進(jìn)行直觀描述；近年來，以語義Web為代表的知識工程得到了很快的發(fā)展，對知識的描述和結(jié)構(gòu)化表示提供了一種新的方法。
[0003]上述方法在一定程度上解決了故障診斷所需知識的表示問題。但神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)挖掘、專家系統(tǒng)等方法在故障知識的梳理和快速發(fā)現(xiàn)方面較為薄弱，故障詞條搜尋的精度嚴(yán)重依賴所選擇的關(guān)鍵字；故障樹方法表達(dá)直觀，有助于解決相繼故障，但同樣存在知識的結(jié)構(gòu)化表示能力較弱的缺點；知識工程方法目前對解決無序數(shù)據(jù)的有序化處理優(yōu)勢明顯，但故障診斷必須面臨多層次的依托主體，因而還需要解決主體的層次化表達(dá)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提出了一種構(gòu)建故障診斷本體的方法和故障診斷本體，以解決設(shè)備故障診斷中故障表達(dá)的結(jié)構(gòu)化和層次化問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0006]一種故障診斷本體構(gòu)建方法，包括:
[0007]構(gòu)建診斷對象類、故障現(xiàn)象類、故障原因類、解決方案類、本體屬性類、本體關(guān)系類、本體值域類、本體實例類；
[0008]構(gòu)建本體元素類，所述本體元素類包括，診斷對象類、故障現(xiàn)象類、故障原因類、解決方案類；
[0009]利用所述診斷對象類，在設(shè)備診斷對象類下，遞歸建立設(shè)備各級部件的診斷對象類；
[0010]構(gòu)建故障診斷本體類，所述故障診斷本體類包括，本體元素類、本體屬性類，本體關(guān)系類，本體值域類、本體實例類；
[0011]根據(jù)預(yù)先收集的故障診斷歷史記錄中的診斷對象、故障現(xiàn)象、故障原因、解決方案，利用所述故障診斷本體類，建立設(shè)備的故障診斷本體；
[0012]其中，所述診斷對象包括，設(shè)備和設(shè)備的各級部件。
[0013]進(jìn)一步的，所述構(gòu)建診斷對象類包括:
[0014]構(gòu)建用于表示設(shè)備的診斷對象類；
[0015]利用所述診斷對象類，在診斷對象類下，遞歸建立設(shè)備各級部件的診斷對象子類。
[0016]進(jìn)一步的，所述本體屬性類包括，故障現(xiàn)象類取值、故障原因類取值、解決方案類取值、診斷對象類取值之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
[0017]進(jìn)一步的，所述本體關(guān)系類包括:
[0018]診斷對象類與診斷對象子類之間的關(guān)系；
[0019]診斷現(xiàn)象類、故障現(xiàn)象類、故障原因類、解決方案類之間的關(guān)系。
[0020]進(jìn)一步的，所述本體值域類包括診斷對象類、故障現(xiàn)象類、故障原因類、解決方案類的取值范圍。
[0021]進(jìn)一步的，所述利用所述故障診斷本體類，建立設(shè)備的故障診斷本體包括:
[0022]利用所述故障診斷本體類，建立設(shè)備故障診斷本體；
[0023]對所述故障診斷本體的各成員進(jìn)行實例化，建立故障診斷本體的各成員類的實例個體。
[0024]本發(fā)明的技術(shù)方案所構(gòu)建的故障診斷本體結(jié)合了層次樹結(jié)構(gòu)和知識結(jié)構(gòu)化表示的優(yōu)點，實現(xiàn)了設(shè)備故障診斷中故障表達(dá)的結(jié)構(gòu)化和層次化，采用本發(fā)明技術(shù)方案所構(gòu)建的故障診斷本體，能有效提高設(shè)備故障診斷的效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明具體實施例故障診斷本體構(gòu)建方法流程圖；
[0026]圖2是本發(fā)明具體實施例故障診斷流程圖。
具體實施例
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0028]故障診斷過程，實質(zhì)為基于故障現(xiàn)象搜尋故障原因，確定故障發(fā)生部位及解決方案的過程；而故障解決過程，則是依據(jù)故障原因，利用故障診斷過程獲得的解決方案，對特定故障對應(yīng)的診斷對象進(jìn)行處理，消除故障現(xiàn)象的過程，故障診斷過程和故障解決過程都具有明確的定義域、值域、關(guān)系匹配，故障診斷過程通常會涉及以下4個要素:
[0029]I)診斷對象:出現(xiàn)故障的設(shè)備，可能是設(shè)備本身，設(shè)備的某個子系統(tǒng)，也可能是設(shè)備的某個零部件。
[0030]2)故障原因:發(fā)生故障的癥結(jié)所在。
[0031]3)故障現(xiàn)象:我們能看到的故障表征現(xiàn)象，可通過用戶報告或描述獲得。
[0032]4)解決方案:通常是弄清楚故障原因后才能確定。
[0033]具體實施例
[0034]為方便描述，本具體實施例以一個高爐的爐頂供料設(shè)備為例，詳細(xì)描述故障診斷本體的構(gòu)建過程。
[0035]在本具體實施例中，高爐的爐頂供料設(shè)備(簡稱，BLAST)，包括有兩個子系統(tǒng)BLAST-A 和 BLAST-B ；
[0036]BLAST-A子系統(tǒng)包括三個零件，A-1, A_2，A-3 ；
[0037]BLAST-B子系統(tǒng)包括兩個零件，B-1, B-2。
[0038]參見圖1，本具體實施例高爐的爐頂供料故障診斷本體構(gòu)建方法的流程如圖1所示，包括:
[0039]S101、構(gòu)建故障診斷本體的各成員類；
[0040]構(gòu)建故障現(xiàn)象類，所述故障現(xiàn)象類用于記錄故障現(xiàn)象；
[0041]構(gòu)建故障原因類，所述故障原因類用于記錄故障現(xiàn)象所對應(yīng)的故障原因；
[0042]構(gòu)建解決方案類，所述解決方案類用于記錄故障現(xiàn)象所對應(yīng)的解決方案；
[0043]構(gòu)建本體屬性類，所述本體屬性類用于記錄各本體元素類的屬性；
[0044]本實施例中，所述本體屬性類包括:
[0045]所述本體屬性類包括，故障現(xiàn)象類取值、故障原因類取值、解決方案類取值、診斷對象類取值之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；
[0046]需要說明的是，本實施例中的本體屬性類還可以包括故障診斷本體之間的其它屬性，例如，表示診斷對象、故障現(xiàn)象、解決方案、故障原因的具體屬性的參數(shù)等；本發(fā)明對此沒有具體限制；
[0047]構(gòu)建診斷對象類；所述診斷對象類用于表示設(shè)備；
[0048]構(gòu)建設(shè)備診斷對象類；利用遞歸方式定義診斷對象類的子類，直至各子類不可細(xì)分；所述診斷對象類的子類用于表示設(shè)備的各級部件；
[0049]本實施例中，設(shè)備為BLAST ;設(shè)備的部件包括BLAST-A、BLAST-B, A_l、A_2、A_3、B-1、B-2 ；
[0050]在本實施例的故障診斷本體構(gòu)建中，首先構(gòu)建設(shè)備BLAST診斷對象類；然后，在該診斷對象類下遞歸定義BLAST-A診斷對象子類、BLAST-B診斷對象子類；在BLAST-A診斷對象子類下，遞歸定義A-1診斷對象子類、A-2診斷對象子類、A-3診斷對象子類；在BLAST-B診斷對象子類下，遞歸定義B-1診斷對象子類、B-2診斷對象子類；
[0051]構(gòu)建本體關(guān)系類，用于表示故障診斷本體類中各成員類之間的關(guān)系；
[0052]例如故障現(xiàn)象類、故障原因類、解決方案類，診斷對象類定義為互斥關(guān)系；診斷對象類及診斷對象子類之間定義為父子關(guān)系或繼承關(guān)系。
[0053]構(gòu)建本體值域類；所述本體值域類用于記錄故障診斷本體各成員類的取值范圍；
[0054]本實施例中,所述取值范圍包括:
[0055]診斷對象的取值范圍；故障現(xiàn)象類的取值范圍；故障原因類的取值范圍；解決方案類的取值范圍；
[0056]構(gòu)建本體實例類；所述本體實例類用于記錄故障診斷本體的故障診斷實例集合；包括診斷對象類實例、故障現(xiàn)象類實例、故障原因類實例、解決方案類實例；
[0057]所述實例用于表述故障診斷中的具體的個體案例，例如，部件A-1因為故障原因I產(chǎn)生了故障現(xiàn)象1，解決方案為解決方案I。
[0058]S102、構(gòu)建本體元素類；
[0059]所述本體元素類包括，診斷對象類、故障現(xiàn)象類、故障原因類、解決方案類；
[0060]S103、構(gòu)建故障診斷本體類；
[0061]所述故障診斷本體類包括，本體元素類、本體屬性類，本體關(guān)系類，本體值域類、本體實例類；
[0062]S104、根據(jù)預(yù)先收集的故障診斷歷史記錄中的診斷對象、故障現(xiàn)象、故障原因、解決方案，利用所述故障診斷本體類，建立設(shè)備的故障診斷本體；
[0063]本實施例中，本步驟可進(jìn)一步包括:
[0064]S1041、根據(jù)診斷對象(B卩，設(shè)備)及其構(gòu)成部件，建立診斷對象類成員和診斷對象子類成員；
[0065]S1042、建立故障現(xiàn)象類成員、故障原因類成員、解決方案類成員、本體屬性類成員、本體關(guān)系類成員、本體值域類成員、本體實例類成員；
[0066]S105、根據(jù)故障診斷歷史記錄，對故障診斷本體的各成員進(jìn)行實例化，建立故障診斷本體各成員的實例個體；
[0067]所述實例化，是指構(gòu)建成員的具體個體案例的過程；例如，在BLAST本體的本體類成員中構(gòu)建一個具體的成員BLAST-A ;再如，在部件A-1子類的解決方案成員中構(gòu)建一個具體的解決方案“替換部件”;
[0068]通過實例化，在故障診斷本體中建立各種故障診斷實例的單獨診斷推理個體；在所述本體實例類成員中記錄各種故障診斷實例的集合；在所述本體值域中記錄故障現(xiàn)象、故障原因、解決方案、診斷對象的取值范圍。
[0069]本實施例中，診斷對象類成員實例化包括:
[0070]建立BLAST成員；
[0071]在所述BLAST成員下，建立BLAST-A成員，BLAST-B成員；
[0072]在所述BLAST-A成員下，建立A_1成員、A_2成員、A_3成員、
[0073]在所述BLAST-B成員下，建立B-1成員、B-2成員；
[0074]故障現(xiàn)象類成員實例化包括:建立故障現(xiàn)象實例個體集合；
[0075]故障原因類成員實例化包括:建立故障原因?qū)嵗齻€體集合；
[0076]解決方案類成員實例化包括:建立解決方案實例個體集合；
[0077]本體值域類成員實例化包括:建立診斷對象、故障現(xiàn)象、故障原因、解決方案的取值范圍；
[0078]本體屬性類成員實例化包括:
[0079]建立診斷對象取值、故障現(xiàn)象取值、故障原因取值、解決方案取值之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系;
[0080]本實施例中，所述關(guān)聯(lián)關(guān)系包括:
[0081]由……導(dǎo)致，用于表示故障現(xiàn)象取值和故障原因取值之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；
[0082]由……發(fā)生，用于表示故障現(xiàn)象取值和診斷對象取值之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；
[0083]由……修復(fù)，用于表示故障原因取值和解決方案取值之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；
[0084]導(dǎo)致，用于表示故障原因取值和故障現(xiàn)象取值之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；
[0085]發(fā)生，用于表示診斷對象取值和故障現(xiàn)象取值之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；
[0086]修復(fù)，用于表示解決方案取值和故障原因取值之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；
[0087]例如，設(shè)置故障原因?qū)嵗齀和故障現(xiàn)象實例I之間的關(guān)系為“導(dǎo)致”；
[0088]需要說明的是，根據(jù)不同的設(shè)備，故障診斷本體的成員取值之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系可以根據(jù)具體設(shè)備情況設(shè)置不同的取值，本發(fā)明對此沒有限制；
[0089]需要說明的是，根據(jù)不同的設(shè)備，故障診斷本體成員之間的關(guān)系可以根據(jù)具體設(shè)備情況設(shè)置不同的取值，本發(fā)明對此沒有限制；
[0090]本體關(guān)系類成員實例化包括:建立故障診斷本體各成員之間的關(guān)系；
[0091]本實施例中，所述成員之間的關(guān)系包括，父子、繼承、互斥等取值；
[0092]如，設(shè)置BLAST和BLAST-A之間為父子或繼承關(guān)系，設(shè)置故障現(xiàn)象、故障原因、解決方案之間為互斥關(guān)系。
[0093]需要說明的是，根據(jù)不同的設(shè)備，故障診斷本體成員之間的關(guān)系可以根據(jù)具體設(shè)備情況設(shè)置不同的取值，本發(fā)明對此沒有限制；
[0094]本體實例類成員實例化包括，建立故障診斷本體實例的集合。
[0095]為了更好的說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面舉一個例子以說明本發(fā)明方法構(gòu)建的故障診斷本體在故障診斷中應(yīng)用。需要說明的是，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員顯然清楚，本例僅為舉例說明，并非對本發(fā)明技術(shù)方案應(yīng)用的限制。
[0096]S201、獲取故障現(xiàn)象“the air flow strong in edge, but weak in meddle of thefurnace，，；
[0097]S202、在故障診斷本體的故障現(xiàn)象類成員中查找出相應(yīng)的故障現(xiàn)象實例；
[0098]S203、根據(jù)本體屬性，在故障原因類成員中找到故障原因?qū)嵗癉istribut1n_chute_worn_out，，；
[0099]S204、在本體實例類成員中查找出該故障原因?qū)嵗龑?yīng)的故障診斷本體實例對應(yīng)了診斷對象類的子類成員A-1的“Distribut1n_chutel”實例；
[0100]S205、根據(jù)本體屬性類實例和本體值域類實例，在解決方案類實例中找到該故障現(xiàn)象的解決方案為“替換”。
[0101]需要說明的是，根據(jù)故障現(xiàn)象確定故障原因和故障部件時，可能會出現(xiàn)多重命中的情況，例如，由于A-ι是BLAST-A的下級成員，因此,所述“Distribut1n_chutel”實例也是BLAST-A的實例，在診斷過程中，當(dāng)出現(xiàn)多重命中時，以能匹配對應(yīng)故障現(xiàn)象的最下級部件作為故障部件，確定解決方案。
[0102]本實施例的技術(shù)方案所構(gòu)建的設(shè)備故障診斷本體結(jié)合了層次樹結(jié)構(gòu)和知識結(jié)構(gòu)化表示的優(yōu)點，實現(xiàn)了設(shè)備故障診斷中故障表達(dá)的結(jié)構(gòu)化和層次化，采用本發(fā)明實施例技術(shù)方案所構(gòu)建的故障診斷本體，能有效提高設(shè)備故障診斷的效率。
[0103]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種故障診斷本體構(gòu)建方法，其特征在于，包括: 構(gòu)建故障現(xiàn)象類、故障原因類、解決方案類、本體屬性類、本體關(guān)系類、本體值域類、本體實例類、診斷對象類； 構(gòu)建本體元素類，所述本體元素類包括，診斷對象類、故障現(xiàn)象類、故障原因類、解決方案類； 利用所述診斷對象類，在設(shè)備診斷對象類下，遞歸建立設(shè)備各級部件的診斷對象子類； 構(gòu)建故障診斷本體類，所述故障診斷本體類包括，本體元素類、本體屬性類，本體關(guān)系類，本體值域類、本體實例類； 根據(jù)預(yù)先收集的故障診斷歷史記錄中的診斷對象、故障現(xiàn)象、故障原因、解決方案，利用所述故障診斷本體類，建立設(shè)備的故障診斷本體； 其中，所述診斷對象包括，設(shè)備和設(shè)備的各級部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述構(gòu)建診斷對象類包括: 構(gòu)建用于表示設(shè)備的診斷對象類； 利用所述診斷對象類，在診斷對象類下，遞歸建立設(shè)備各級部件的診斷對象子類。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述本體屬性類包括: 故障現(xiàn)象類取值、故障原因類取值、解決方案類取值、診斷對象類取值之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系O
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述本體關(guān)系類包括: 診斷對象類與診斷對象類的子類之間的關(guān)系； 診斷現(xiàn)象類、故障現(xiàn)象類、故障原因類、解決方案類之間的關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述本體值域類包括: 診斷對象類、故障現(xiàn)象類、故障原因類、解決方案類的取值范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項所述的方法，其特征在于，所述利用所述故障診斷本體類，建立設(shè)備的故障診斷本體包括: 利用所述故障診斷本體類，建立設(shè)備故障診斷本體； 對所述故障診斷本體的各成員進(jìn)行實例化，建立故障診斷本體的各成員類的實例個體。
【文檔編號】G05B19/418GK104331058SQ201410681768
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】陳國榮, 鄧菊麗, 利節(jié), 李忠, 何蘭, 熊茜 申請人:重慶科技學(xué)院