一種用于電子信息裝備層次化故障診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及武器裝備綜合測試診斷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電子信息裝備層次化故障診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在綜合測試與診斷領(lǐng)域，隨著電子信息武器裝備系統(tǒng)復(fù)雜性的提高，裝備結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜各分系統(tǒng)之間聯(lián)系緊密，其故障具有層次性、相關(guān)性和綜合性特點，同時傳統(tǒng)裝備故障診斷思想、實現(xiàn)的技術(shù)途徑、系統(tǒng)的構(gòu)成方法、采用的軟硬件技術(shù)存在對故障檢測率低、故障覆蓋率不高、故障隔離能力差、虛警率高等問題，大大限制了裝備作戰(zhàn)效能的發(fā)揮，無法滿足裝備維修保障任務(wù)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題的針對現(xiàn)有裝備故障診斷技術(shù)故障檢測率低、故障覆蓋率不高、故障隔離能力差等問題，突破電子信息裝備系統(tǒng)級故障診斷技術(shù)，構(gòu)建層次化的故障診斷系統(tǒng)，以提高裝備診斷的效率和準(zhǔn)確性。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種用于電子信息裝備層次化故障診斷方法，包括以下步驟:
[0005]步驟一、裝備故障模式分析:包括裝備故障模型構(gòu)建、故障特征提取、故障仿真及驗證評估；首先通過用戶需求分析、裝備故障整理和原始資料搜集對裝備進行層次分解和測試性分析得到裝備故障模式及影響分析FMEA報告，并在TEAMS仿真軟件中建立系統(tǒng)故障模型；運用TEAMS仿真軟件根據(jù)裝備FMEA模擬注入各種類型故障，對系統(tǒng)故障特征提取，并對注入故障進行測試診斷，進而驗證評估系統(tǒng)的測試性，得到仿真驗證結(jié)果；
[0006]步驟二、構(gòu)建層次化故障模型:根據(jù)步驟一的仿真驗證結(jié)果對裝備故障模式分析結(jié)果進行優(yōu)化，進而反向指導(dǎo)系統(tǒng)故障模型層次化優(yōu)化；
[0007]步驟三、構(gòu)建故障診斷系統(tǒng):根據(jù)上述步驟一和二得到的故障模式分析結(jié)果和層次化故障模型，選用軟硬件資源，包括故障注入軟硬件配置、測試軟硬件配置，構(gòu)建故障診斷系統(tǒng)；
[0008]步驟四、裝備系統(tǒng)級故障診斷驗證:根據(jù)上述步驟一、二得到的裝備故障模式分析結(jié)果，運用步驟三構(gòu)建的故障診斷系統(tǒng)對裝備進行故障注入、故障特征提取和故障推理得到裝備系統(tǒng)故障診斷結(jié)果，對比步驟一的軟件仿真結(jié)果對裝備系統(tǒng)級故障診斷進行驗證，完成裝備的系統(tǒng)級診斷測試。
[0009]本發(fā)明的有益效果:
[0010]本發(fā)明能利用電子信息裝備自身結(jié)構(gòu)、功能的層次性特點，通過對裝備故障傳播特性的分析研宄，從裝備和裝備故障模式兩方面進行系統(tǒng)級層次劃分，建立層次化診斷模型，結(jié)合裝備分布式BIT與外部ATE測試獲取測試數(shù)據(jù)，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和D-S證據(jù)理論相結(jié)合的信息融合算法進行故障推理，來實現(xiàn)裝備的系統(tǒng)級故障診斷。根據(jù)裝備和故障間的內(nèi)在聯(lián)系，用裝備系統(tǒng)級層次模型規(guī)范故障模式空間的選取，將裝備知識和專家指導(dǎo)性知識引入故障診斷過程從而融合裝備知識和故障知識兩方面的信息，以指導(dǎo)故障診斷過程。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明電子信息裝備系統(tǒng)級故障診斷技術(shù)總體方案示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明裝備故障模式分析方案流程圖；
[0013]圖3為本發(fā)明裝備系統(tǒng)級層次化故障診斷策略過程示意圖；
[0014]圖4為本發(fā)明系統(tǒng)級故障診斷驗證系統(tǒng)框圖；
[0015]圖5為本發(fā)明故障推理流程圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0017](I)電子信息裝備故障模式分析將基于裝備的綜合信息，結(jié)合被測電子信息裝備可測試性分析展開。故障模式分析過程包括裝備故障模型構(gòu)建、故障特征提取、故障仿真及驗證評估等。電子信息裝備故障模型的有效建立可為故障診斷系統(tǒng)在測試算法生成、以及相應(yīng)的故障仿真和推理技術(shù)的應(yīng)用提供系統(tǒng)機理上的支持。
[0018](2)利用裝備自身結(jié)構(gòu)、功能層次化特點，通過對裝備故障傳播特性的分析研宄，從裝備和裝備故障模式兩方面進行層次規(guī)劃，依據(jù)裝備和故障間的內(nèi)在聯(lián)系，建立層次化故障模型，使故障診斷思維條理化。
[0019](3)根據(jù)電子信息裝備故障模式分析結(jié)果構(gòu)建故障診斷系統(tǒng)，硬件平臺以便攜測試儀器、PXI總線儀器、上架儀器及故障注入設(shè)備等組成，系統(tǒng)軟件平臺以獲取裝備測試數(shù)據(jù)為輸入，實現(xiàn)故障信息融合、故障推理診斷等功能。
[0020](4)以實際電子信息裝備為驗證對象，通過對實際裝備的系統(tǒng)級故障診斷，以及故障診斷系統(tǒng)自測試、自診斷試驗，檢驗故障診斷系統(tǒng)對電子信息裝備的故障檢測及故障推理能力，驗證層次化故障診斷方法的合理性。
[0021]圖1是本發(fā)明電子信息裝備系統(tǒng)級故障診斷技術(shù)總體方案示意圖。如圖所示，電子信息裝備系統(tǒng)級故障診斷技術(shù)分為電子信息裝備測試診斷需求分析、故障模式及影響分析、層次化故障模型構(gòu)建及測試性設(shè)計優(yōu)化、系統(tǒng)級故障診斷方法研宄及軟件實現(xiàn)、系統(tǒng)級故障診斷系統(tǒng)構(gòu)建、以及故障診斷試驗驗證等幾方面研宄內(nèi)容。其中，裝備故障模型將結(jié)合裝備結(jié)構(gòu)特征、裝備測試數(shù)據(jù)、BIT數(shù)據(jù)、裝備故障特征參量等多方面的裝備信息，對裝備進行需求分析，并將電子信息裝備故障模型進行層次化分解，構(gòu)建裝備層次模型，為形成裝備層次化故障診斷策略提供支撐。
[0022]圖2是本發(fā)明故障模式分析方案流程圖，電子信息裝備故障模式分析中，裝備故障模型構(gòu)建非常重要。多信號流圖模型方法可應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)的測試性設(shè)計、故障模式影響與危害度分析、故障診斷和測試性評估等。故障特征庫是故障診斷系統(tǒng)的重要組成部分，主要用于存放領(lǐng)域?qū)＜业膶ｉT知識和仿真推理得到的故障特征。故障特征庫是根據(jù)定性分析和專家經(jīng)驗知識、規(guī)則以及實際中得到故障特征等有關(guān)信息資料組成，并以一定的知識形式來表示。故障特征庫應(yīng)該不斷擴充、修改、更新，特別是新的故障知識的增加和獲取。
[0023]圖3是本發(fā)明系統(tǒng)級層次化故障診斷策略過程示意圖。首先，根據(jù)獲取的故障特征參量，選取故障模式層次中的系統(tǒng)進行故障推理診斷，得到初步的系統(tǒng)及診斷結(jié)果所對應(yīng)的節(jié)點A ;選取節(jié)點A對應(yīng)的裝備層次模型節(jié)點SI，由關(guān)聯(lián)關(guān)系確定與節(jié)點SI相互作用的節(jié)點；由在裝備層次模型中選取的節(jié)點，結(jié)合獲取的故障特征參量和一次故障診斷信息，對故障層次模型進行有關(guān)聯(lián)的剪裁，確定對應(yīng)于裝備層次中第二層的節(jié)點SI’，這里的診斷過程對應(yīng)于層次診斷中的層內(nèi)診斷過程；在剪裁出來的故障子模式空間中選取第二層裝備節(jié)點SI，進行故障推理診斷，得