[发明专利]一种面向复杂工业设备物理机理知识的通用表征方法

说明书

本发明提供一种面向复杂工业设备物理机理知识的通用表征方法，具体包括以下步骤：步骤1.根据设备物理结构抽象出表征设备物理机理的设备系统结构框图，然后将结合图模型表征故障领域知识；步骤2.基于系统结构框图抽象出系统结构拓扑图，定义对应的图模型，即将设备系统结构框图中的模块用节点表示，模块之间的连线用节点之间的边表示，边的方向与系统结构框图中的关系传递方向一致，节点和边共同组成基于结构框图的设备图模型；步骤3.根据系统、子系统和零部件之间的层级关系实现图模型的层次化。本发明能够用于支撑针对业界实际业务需求快速构建故障分析应用，另一方面允许故障处理的经验和知识在统一故障知识体系中逐渐积累、不断完善。

技术领域

本发明涉及一种用于复杂工业设备故障状态监控与诊断的技术，尤其涉及一种向复杂工业设备物理机理知识的通用表征方法，可基于该知识通用表征方法构建面向复杂工业设备的故障领域知识库。

背景技术

复杂工业设备的相应领域知识在智能运营和维修具有极其重要的作用，其中，设备物理机理相关的领域知识和故障相关的领域知识是重要的组成部分。由于基于物理机理分析的领域知识构造方法过于复杂，故障领域知识具有高度专业化、来源复杂多样、缺乏标准统一的表征方式的特点，难以统一表征，我国尚未形成利于行业发展的复杂工业设备故障领域知识体系。梳理现有的设备信息表征方式和故障领域知识，发明一种统一表征通用的领域知识的方法，对构建面向复杂工业设备的故障领域知识体系具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于通过基于设备系统结构框图的图模型来统一表征设备机理和故障领域知识，从而使得知识表征方式与对象系统的逻辑结构具有一致性，并能兼容知识表征方式兼容各种现有知识组织形式，如故障树、失效模式分析、根原因分析、故障案例库等。

本发明的技术方案在于提供了一种面向复杂工业设备物理机理知识的通用表征方法，具体包括以下步骤：

步骤1.根据设备物理结构抽象出表征设备物理机理的设备系统结构框图，然后将结合图模型表征故障领域知识；

步骤2.基于系统结构框图抽象出系统结构拓扑图＝，定义对应的图模型，即将设备系统结构框图中的模块用节点表示，模块之间的连线用节点之间的边表示，边的方向与系统结构框图中的关系传递方向一致，节点和边共同组成基于结构框图的设备图模型；

步骤3.根据系统、子系统和零部件之间的层级关系实现图模型的层次化。

步骤4.将故障领域知识与系统结构图模型结合到一起表征。

进一步地，步骤1包括：

步骤1.1.根据知识表征的业务需求，确定设备系统结构框图分解层次的详细程度和故障领域知识表达的粒度。

步骤1.2.绘制设备的系统结构框图。

进一步地，步骤3中，一个子系统视为一个图节点，子系统之间的联系作为子系统节点之间的边，从而得到子系统这一层级的拓扑图

本发明的有益效果在于：

(1)本发明提出的使用基于设备系统结构框图的图模型来统一表征复杂工业设备物理机理知识的方法，已经在内燃机车柴油机上成功实现了故障领域知识与设备结构的有机结合，并基于该表征方式构建了故障领域知识库，该故障领域知识库在海外机车远程监控系统项目进行了实践，将已记录的故障信息转换成了系统化、结构化的故障领域知识，为基于机车车载监测数据的故障诊断与分析平台提供了支撑。

(2)本发明支撑针对业界实际业务需求快速构建故障分析应用，另一方面允许故障处理的经验和知识在统一故障知识体系中逐渐积累、不断完善。

附图说明

图1是复杂工业设备系统结构框图；

图2是复杂工业设备系统拓扑图；