[发明专利]一种故障诊断本体构建方法

说明书

技术领域

本发明涉及到机械设备的故障诊断技术，特别涉及到一种故障诊断本体构建方法和故障诊断本体。

背景技术

机械设备一般具有结构复杂，部件众多等特点，一旦出现故障，难于诊断。例如高炉是钢铁生产的重要装备，包括炉体、供料、送风、喷吹、煤气处理、渣铁处理等子系统；再例如笔记本电脑由显示器、主板、硬盘、键盘、内存、网卡等组成。上述大部件又由许多小零件组成，因而部件众多，难于对故障进行高效精确定位。但其维修维护记录中包含很多有用的信息，可为诊断解决类似故障提供线索。不经处理的故障记录虽然也可以使用，但是效率低下，并且许多有潜在价值的重要信息往往被忽略。迫切需要对故障记录进行知识挖掘，以最大限度发挥故障记录的作用。在故障知识挖掘中，对故障知识的表示和推理显得非常重要，国内外众多学者也对此进行了大量的研究。例如：利用神经网络、数据挖掘、专家系统等方面的知识建立故障诊断算法，提升历史故障的分析能力；或者利用故障树方法，对故障现象进行直观描述；近年来，以语义Web为代表的知识工程得到了很快的发展，对知识的描述和结构化表示提供了一种新的方法。

上述方法在一定程度上解决了故障诊断所需知识的表示问题。但神经网络、数据挖掘、专家系统等方法在故障知识的梳理和快速发现方面较为薄弱，故障词条搜寻的精度严重依赖所选择的关键字；故障树方法表达直观，有助于解决相继故障，但同样存在知识的结构化表示能力较弱的缺点；知识工程方法目前对解决无序数据的有序化处理优势明显，但故障诊断必须面临多层次的依托主体，因而还需要解决主体的层次化表达问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出了一种构建故障诊断本体的方法和故障诊断本体，以解决设备故障诊断中故障表达的结构化和层次化问题。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种故障诊断本体构建方法，包括：

构建诊断对象类、故障现象类、故障原因类、解决方案类、本体属性类、本体关系类、本体值域类、本体实例类；

构建本体元素类，所述本体元素类包括，诊断对象类、故障现象类、故障原因类、解决方案类；

利用所述诊断对象类，在设备诊断对象类下，递归建立设备各级部件的诊断对象类；

构建故障诊断本体类，所述故障诊断本体类包括，本体元素类、本体属性类，本体关系类，本体值域类、本体实例类；

根据预先收集的故障诊断历史记录中的诊断对象、故障现象、故障原因、解决方案，利用所述故障诊断本体类，建立设备的故障诊断本体；

其中，所述诊断对象包括，设备和设备的各级部件。

进一步的，所述构建诊断对象类包括：

构建用于表示设备的诊断对象类；

利用所述诊断对象类，在诊断对象类下，递归建立设备各级部件的诊断对象子类。

进一步的，所述本体属性类包括，故障现象类取值、故障原因类取值、解决方案类取值、诊断对象类取值之间的关联关系。

进一步的，所述本体关系类包括：

诊断对象类与诊断对象子类之间的关系；

诊断现象类、故障现象类、故障原因类、解决方案类之间的关系。

进一步的，所述本体值域类包括诊断对象类、故障现象类、故障原因类、解决方案类的取值范围。

进一步的，所述利用所述故障诊断本体类，建立设备的故障诊断本体包括：

利用所述故障诊断本体类，建立设备故障诊断本体；

对所述故障诊断本体的各成员进行实例化，建立故障诊断本体的各成员类的实例个体。

本发明的技术方案所构建的故障诊断本体结合了层次树结构和知识结构化表示的优点，实现了设备故障诊断中故障表达的结构化和层次化，采用本发明技术方案所构建的故障诊断本体，能有效提高设备故障诊断的效率。

附图说明

图1是本发明具体实施例故障诊断本体构建方法流程图；

图2是本发明具体实施例故障诊断流程图。

具体实施例

下面结合附图对本发明的具体实施例做进一步详细描述。

故障诊断过程，实质为基于故障现象搜寻故障原因，确定故障发生部位及解决方案的过程；而故障解决过程，则是依据故障原因，利用故障诊断过程获得的解决方案，对特定故障对应的诊断对象进行处理，消除故障现象的过程，故障诊断过程和故障解决过程都具有明确的定义域、值域、关系匹配，故障诊断过程通常会涉及以下4个要素：

1)诊断对象：出现故障的设备，可能是设备本身，设备的某个子系统，也可能是设备的某个零部件。