民用飛機(jī)氣路部分故障診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種民用飛機(jī)故障診斷方法，特別是涉及一種民用飛機(jī)氣路部分故障 診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 民用飛機(jī)氣路部分在整個(gè)飛機(jī)系統(tǒng)中有著重要的作用，同時(shí)也是飛機(jī)故障發(fā)生機(jī) 率較高的系統(tǒng)之一。這一系統(tǒng)出現(xiàn)的故障對航班的正點(diǎn)率影響很大，會(huì)極大的影響航空公 司的運(yùn)營效益。針對氣路部分故障，目前的通用方法是根據(jù)機(jī)組的故障描述或工程師依據(jù) 經(jīng)驗(yàn)檢查出來的故障現(xiàn)象，遵照手冊進(jìn)行排故。此舉耗時(shí)多，工作量大，甚至有時(shí)并不能準(zhǔn) 確定位故障的原因。因而，急需一種高效、準(zhǔn)確的方式輔助維修人員進(jìn)行故障診斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種民用飛機(jī)氣路部分故 障診斷方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中耗時(shí)多，工作量大，故障定位準(zhǔn)確度不夠的問題。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種民用飛機(jī)氣路部分故障診斷方 法，包括將氣路部分從抽象到具體地劃分為多層；對多層中的每一層建立故障診斷系統(tǒng)模 型；接收故障信息；從最抽象層的故障診斷系統(tǒng)模型中找出與故障信息對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)；從與 故障信息對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)出發(fā)追蹤故障的一級原因節(jié)點(diǎn)，再在次抽象層的故障診斷模型中找到 與原因節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，再從與原因節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)出發(fā)追蹤二級原因節(jié)點(diǎn)，以此類推，直 到在最具體層的故障診斷系統(tǒng)模型中追蹤到最具體的原因；將最具體的原因報(bào)告給用戶。
[0005] 根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明中的故障診斷模型為符號(hào)有向圖（Signed Directed Graph，簡稱SDG)模型。
[0006] 如上所述，本發(fā)明的民用飛機(jī)氣路部分故障診斷方法，具有以下有益效果：首先， 利用本發(fā)明的方法能根據(jù)故障信息快速定位故障部件，速度快，準(zhǔn)確率高。并且依據(jù)圖論方 法建立模型，不需要精確數(shù)學(xué)模型，可診斷不能預(yù)見的新故障，能綜合考慮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性， 并且能夠處理大規(guī)模復(fù)雜的系統(tǒng)。另外，將各系統(tǒng)依功能和結(jié)構(gòu)劃分成多層子系統(tǒng)，從而診 斷結(jié)果更精確。
【附圖說明】
[0007] 圖1顯示為本發(fā)明民用飛機(jī)氣路部分故障診斷方法流程圖；
[0008] 圖2顯示為民用飛機(jī)氣路部分氣源子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0009] 圖3顯示為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式對民用飛機(jī)氣路部分系統(tǒng)層SDG圖；
[0010] 圖4顯示為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式對民用飛機(jī)氣路部分子系統(tǒng)層的SDG圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書 所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí) 施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離 本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0012] 請參閱附圖。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明 的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形 狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布 局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0013] 先參閱圖1，圖1所示為本發(fā)明民用飛機(jī)氣路部分故障診斷方法的一個(gè)實(shí)施例的 流程圖。步驟Sl中，將飛機(jī)氣路部分劃分成了系統(tǒng)層、子系統(tǒng)層、部件層。
[0014] 步驟S2表示對每一層分別建立故障系統(tǒng)診斷模型。本發(fā)明結(jié)合飛機(jī)故障診斷與 排故的特點(diǎn)，采用基于圖論的方法建立模型?；趫D論的方法具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：具有發(fā)現(xiàn)系 統(tǒng)設(shè)計(jì)者所不能預(yù)見的故障的能力；不需要精確數(shù)學(xué)模型；具有較強(qiáng)的解釋能力；推理系 統(tǒng)具有較強(qiáng)的系統(tǒng)獨(dú)立性。
[0015] 步驟S3表示接收故障信息。這里的故障信息包括故障代碼、故障描述、監(jiān)測參數(shù) 集、運(yùn)行工況等等，故障信息可以由飛機(jī)內(nèi)傳感器采集后反應(yīng)在控制面板上，也可以是飛行 員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、操控感受手動(dòng)輸入等。
[0016] 步驟S4-S6表示先在最抽象層的故障診斷系統(tǒng)模型中找出與故障信息對應(yīng)的節(jié) 點(diǎn)，在本層中追蹤出導(dǎo)致故障的原因節(jié)點(diǎn)，然后再到次抽象層中，找出與此原因節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的 節(jié)點(diǎn)，再在次抽象層的故障診斷系統(tǒng)模型中找出更具體的原因節(jié)點(diǎn)，以此類推，直到在最具 體層的故障診斷系統(tǒng)模型中找出最具體的故障原因報(bào)告給用戶。
[0017] 本例中，將飛機(jī)氣路部分劃分為三層，并對每層都建立了故障診斷系統(tǒng)模型，所以 可以由高層次的抽象模式向低層次的具體模式逐級診斷。先分析故障區(qū)域在哪個(gè)子系統(tǒng)， 在確定的范圍內(nèi)進(jìn)行子系統(tǒng)內(nèi)部的推理，直到最后確定故障部件。
[0018] 下面參見圖2-圖4詳細(xì)介紹應(yīng)用本發(fā)明故障診斷方法優(yōu)選實(shí)施例對民用飛機(jī)氣 路部分進(jìn)行故障診斷的工作方式。
[0019] 本實(shí)施例中采用SDG方式對飛機(jī)氣路部分各系統(tǒng)建立故障診斷系統(tǒng)模型，從而能 對過程變量間的因果關(guān)系和故障傳播路徑提供簡單的圖形化描述，能清楚地描述復(fù)雜系統(tǒng) 的局部關(guān)系，更有利于系統(tǒng)中故障的檢測、定位與傳播分析。需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人 員也可以采用其它基于圖論的方法對飛機(jī)氣路分各系統(tǒng)建立故障診斷系統(tǒng)模型，例如但不 限于Petri網(wǎng)、可能因果圖等等。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以采用其它分層的標(biāo)準(zhǔn)對各系統(tǒng)進(jìn) 行分層，或者對每層采用不同的方式進(jìn)行建模。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施例，首先可以將民用飛機(jī)氣路部分按從抽象到具體地，分 成系統(tǒng)層、子系統(tǒng)層和部件層。然后對每一層建立故障診斷系統(tǒng)模型。
[0021] 優(yōu)選地，建立故障診斷模型時(shí)，可以將每一層按功能分為若干子系統(tǒng)或部件，比如 系統(tǒng)層可以分為氣源系統(tǒng)、防冰系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)；氣源系統(tǒng)為例，又可以進(jìn)一步 劃分。圖2是經(jīng)劃分后氣源系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示氣源系統(tǒng)是由發(fā)動(dòng)機(jī)引氣子系 統(tǒng)、APU (Auxiliary Power Unit，輔助動(dòng)力裝置）引氣子系統(tǒng)、地面氣源引氣、指示與控制 系統(tǒng)、交輸引氣活門等多個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)組成。
[0022] 對于防冰系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)，也可以相似的方法進(jìn)行劃分并建立模型，此處不再贅 述。
[0023] 接下來通過查閱飛機(jī)維修手冊、飛機(jī)原理手冊、線路施工手冊等，必要時(shí)還需要參 考?xì)v史故障診斷、維修數(shù)據(jù)，可以找出每層中反應(yīng)各子系統(tǒng)或者部件的特征變量，并找出這 些特征變量之間的結(jié)構(gòu)、功能和行為關(guān)系的定性因果關(guān)系。還需要對每一特征變量依據(jù)確 定工況下故障發(fā)生和傳播的規(guī)律確定正常理論值，正常理論值是SDG模型瞬時(shí)樣本中獲得 節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的界限值判斷依據(jù)。由于實(shí)際運(yùn)行工作條件多變，動(dòng)態(tài)特性復(fù)雜，正常理論值可以 是確定的閾值范圍，也可以是一狀態(tài)函數(shù)。本例中，氣源系統(tǒng)的部分特征變量選擇如表1所 示：
[0024]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種民用飛機(jī)氣路部分故障診斷方法，其特征在于，包括： 將氣路部分分為包括第1級，第2級直至第N級的多級； 對所述多級中的每一級建立故障診斷系統(tǒng)模型； 接收至少一個(gè)故障信息； 從所述第1級的所述故障診斷系統(tǒng)模型中找出與所述故障信息對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)； 從所述與故障信息對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)出發(fā)在所述第1級的故障診斷系統(tǒng)模型中追蹤故障的 原因節(jié)點(diǎn)，再在所述第2級的所述故障診斷模型中找到與所述原因節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，再從 與所述原因節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)出發(fā)在所述第2級的故障診斷系統(tǒng)模型中追蹤原因節(jié)點(diǎn)，W此 類推，直到在第N級的故障診斷系統(tǒng)模型中追蹤到具體的故障部件并生成對應(yīng)的故障日 志； 將所述故障日志輸出或存儲(chǔ)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的民用飛機(jī)氣路部分故障診斷方法，其特征在于，對所述多級 中的每一級建立故障診斷系統(tǒng)模型的步驟中，包括如下步驟： 根據(jù)功能將該級劃分為多個(gè)子系統(tǒng)或部件； 根據(jù)飛機(jī)維護(hù)手冊、飛機(jī)原理手冊、線路施工手冊和歷史數(shù)據(jù)選取反應(yīng)所述各子系統(tǒng) 或部件的特征變量，并找出所述特征變量之間的關(guān)系； 根據(jù)所述關(guān)系數(shù)據(jù)庫和所述特征變量建立所述故障系統(tǒng)診斷模型。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的民用飛機(jī)氣路部分故障診斷方法，其特征在于，所述故障 系統(tǒng)診斷模型為符號(hào)有向圖模型。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的民用飛機(jī)氣路部分故障診斷方法，其特征在于，所述多層包 括系統(tǒng)層、子系統(tǒng)層、部件層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的民用飛機(jī)氣路部分故障診斷方法，其特征在于，所述對所述 多層中的每一層建立故障診斷系統(tǒng)模型與接收故障信息的步驟之間，還包括根據(jù)歷史數(shù)據(jù) 對所述故障診斷系統(tǒng)模型進(jìn)行修正的步驟。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的民用飛機(jī)氣路部分故障診斷方法，其特征在于，所述故障信 息包括故障代碼、故障描述、監(jiān)測參數(shù)集、運(yùn)行工況。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種民用飛機(jī)氣路部分故障診斷方法，包括將氣路部分從抽象到具體地劃分為多層；對多層中的每一層建立故障診斷系統(tǒng)模型；接收故障信息；從最抽象層的故障診斷系統(tǒng)模型中找出與故障信息對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)；從與故障信息對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)出發(fā)追蹤故障的一級原因節(jié)點(diǎn)，再在次抽象層的故障診斷模型中找到與原因節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，再從與原因節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)出發(fā)追蹤二級原因節(jié)點(diǎn)，以此類推，直到在最具體層的故障診斷系統(tǒng)模型中追蹤到最具體的原因；將最具體的原因報(bào)告給用戶。利用本發(fā)明的方法能根據(jù)故障信息快速定位故障部件，速度快，準(zhǔn)確率高，可診斷不能預(yù)見的新故障，能綜合考慮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性，并且能夠處理大規(guī)模復(fù)雜的系統(tǒng)。
【IPC分類】G06N7-00, G06F19-00
【公開號(hào)】CN104636581
【申請?zhí)枴緾N201310561023
【發(fā)明人】徐慶宏, 范志強(qiáng), 劉昕, 陳新霞, 黃愛軍, 黃加陽, 晏震乾, 劉煜原, 高飛鵬, 陳金, 王洪, 魏元雷
【申請人】中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司, 上海飛機(jī)客戶服務(wù)有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年11月12日