一種故障分析和診斷的方法及系統的製作方法

2023-06-02 07:42:36 2

專利名稱：一種故障分析和診斷的方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及機械維護領域，尤其涉及一種故障分析和診斷的方法及系統。
背景技術：
為了優化機械性能、減少因故障造成的停機時間，需要不斷地對機械設 備進行維護，對各種各樣的數據進行分析統計等。為了對當前機械設備具有
準確全面的了解，機械設備分析過程通常包括了解機械設備各狀態方面的 數據及相關先驗知識；從多種數據源中選擇所關心方面的一組相關數據；利 用合適的方法對所選擇的數據進行分析；根據數據分析結果得到機械設備各 方面的卩言息。
一般情況下，為了得到機械設備各方面物理性能、綜合性能等各方面的 相關信息，需要不斷地重複上述機械設備分析過程，若多個人同時對該機械 設備進行分析，則每個人可能關注不同的方面，並利用特定的方法對所關注 的方面進行性能分析，根據數據分析結果及先驗知識得出結論。
目前，機械狀態測試、數據預處理及存儲的技術已經很成熟，但故障分 析和診斷仍然是一個急需解決的問題。在分析及診斷過程中的大多數行為只 能依靠個人的先驗知識和經驗積累，即便有些診斷系統基於預先設置的數據 庫或模型提供了一些自動診斷功能模塊，但當機械故障通過各種各樣的信號 方式表現出來時，基於特定的故障問題和表現方式所設置的自動診斷功能模 塊往往不夠用，使得機械設備發生故障時無法診斷出來。另外，有些診斷系 統提供了一個供用戶進行視頻會議、實時討論的平臺，多用戶可對機械故障 進行診斷，並可交流各自的意見和診斷結果，但由於該過程多為口頭交流過 程，因此討論的中間結果及相關信息無法被存儲並作為將來分析與診斷的參考。
可見，現有技術中，沒有一個有效的方法和系統來實現故障的分析和診
斷，例如跟蹤數據分析和機械故障診斷的當前狀態，保存相關中間結果，歸
納診斷結論以及收集維護人員對診斷結論的反饋等；也沒有一個真正意義上
的多人可參與的用戶可定製的針對同 一機械設備的故障分析和診斷的平臺， 以收集和保存積累的經驗並對未來的診斷提供支持，因此使得故障分析和診 斷的效率較低。

發明內容
本發明 一方面提供了 一種故障分析和診斷的方法，另 一方面提供了 一種 故障分析和診斷的系統，以便收集和保存積累的經驗，從而提高以後故障分 析及診斷過程的效率。
本發明提供的故障分析和診斷的方法，包括
獲取包括故障診斷信息及所採用分析方法的數據信息；其中，所述故障 診斷信息包括診斷對象和故障原因；
將所述故障診斷信息提供給維護終端，接收來自維護終端的、對故障診 斷信息的正確與否的反饋信息；
根據所述反饋信息對包括分析方法及故障診斷信息的數據信息進行統 計存儲。
較佳地，所述獲取包括故障診斷信息及所採用分析方法的數據信息之 前，進一步包括接收用戶輸入的針對特定分析方法的數據分析請求；根據 所述數據分析請求完成數據分析，將得到的數據分析結果提供給用戶； 所述故障診斷信息為根據所述數據分析結果得出的故障診斷信息。 較佳地，所述接收用戶輸入的針對特定分析方法的數據分析請求之前， 進一步包括將完成不同數據分析功能的各數據分析工具的信息提供給用 戶；
所述接收各用戶輸入的針對特定分析方法的數據分析請求為接收用戶 針對特定分析方法選定數據分析工具後輸入的數據分析請求；
所述根據數據分析請求完成數據分析為根據所述數據分析請求，由相 應的數據分析工具完成數據分析。
其中，所述將完成不同數據分析功能的各數據分析工具的信息提供給用 戶為對每個所述數據分析工具的功能、輸入及輸出信息進行描述，生成各 數據分析工具的自描述文件，根據所述自描述文件，生成包含所述數據分析
工具信息的圖形化界面呈現給用戶；
所述接收用戶輸入的針對特定分析方法的數據分析請求為接收用戶根 據所述各數據分析工具的功能、輸入及輸出信息，針對特定分析方法選定的 數據分析工具後輸入的包含數據分析工具所需輸入信息在內的數據分析請 求。
較佳地，所述根據數據分析結果得出故障診斷信息之前，進一步包括 將預先設置的包括診斷對象及其對應的故障原因的故障診斷信息列表提供 給用戶；
所述^f艮據數據分析結果得出的故障診斷信息為用戶從所述診斷對象及 其對應的故障原因的故障診斷信息列表中選擇相應的故障診斷信息，所述故 障診斷信息包括診斷對象及該診斷對象可能的和/或可排除的故障原因。
該方法進一步包括預先存儲數據分析結果與故障診斷信息的對應關
系；
所述根據數據分析結果得出的故障診斷信息為根據所述數據分析結果 及所述數據分析結果與故障診斷信息的對應關係，得到的故障診斷信息。
較佳地，該方法進一步包括在接收到用戶的數據分析請求後，針對每 個機械設備創建用戶臨時報表，追蹤並在所述臨時報表中記錄各用戶對各機 械設備在進行故障分析和診斷過程中的數據信息。
較佳地，該方法進一步包括根據所述用戶臨時報表，將故障分析和診 斷過程中的包括診斷對象及中間數據的數據信息提供給用戶，接收用戶在所 述數據信息的基礎上輸入的數據分析請求，並返回執行所述根據數據分析請 求完成數據分析的步驟。
其中，所述將故障診斷信息提供給維護終端為根據所述用戶臨時報表， 對故障診斷信息進行歸納，生成包含故障診斷信息及反饋信息填充欄位的維 護報表提供給維護終端；
所述接收來自維護終端的、對故障診斷信息的正確與否的反饋信息為 接收維護終端在所述反饋信息填充欄位中輸入的、對故障診斷信息的正確與 否的反饋信息。
其中，所述根據反饋信息對包括分析方法及故障診斷信息的數據信息進 行統計存儲包括
A、判斷所述反饋信息中是否存在對故障診斷信息的診斷正確的反饋信
息，如果存在，則根據所述用戶臨時報表，生成至少包括分析方法、故障診
斷信息及反饋信息的診斷記錄的案例報表；
B、 對所述案例報表中的每條診斷記錄，判斷是否存在與所述診斷記錄 相同的分析方法及故障診斷信息的知識記錄，如果存在，則執行步驟C;否 則，執行步驟D;
C、 判斷所述診斷記錄的反饋信息是否為診斷正確的反饋信息，如果是， 則為所述知識記錄的"^斷權值加一，並結束該-^斷記錄的處理流程；否則， 為所述知識記錄的診斷權值減一，並結束該診斷記錄的處理流程；
D、 判斷所述診斷記錄的反饋信息是否為診斷正確的反饋信息，如果是， 則將所述診斷記錄作為知識記錄進行存儲；否則，丟棄該條診斷記錄。
較佳地，該方法進一步包括提取針對選定的診斷對象的包括分析方法 及故障診斷信息的數據信息，將所述數據信息提供給用戶。
其中，所述提取針對選定的診斷對象的包括分析方法及故障診斷信息的 數據信息為提取針對選定的診斷對象的診斷權值最高的包括分析方法及故
障診斷信息的數據信息；
或者為按照針對選定的診斷對象的診斷權值由高到低的順序，依次提 取包括分析方法及故障診斷信息的數據信息；
或者為按照針對選定的診斷對象的診斷權值由低到高的順序，依次提 取包括分析方法及故障診斷信息的數據信息。
其中，所述接收用戶輸入的針對特定分析方法的數據分析請求為接收 用戶根據所述提取的包括分析方法及故障診斷信息的數據信息輸入的針對 特定分析方法的數據分析請求。
本發明提供的故障分析和診斷的系統，包括
用戶信息交互模塊，用於在用戶與故障分析和診斷模塊之間進行信息交
互；
故障分析和診斷模塊，用於獲取包括故障診斷信息及所採用分析方法的 數據信息，其中，故障診斷信息包括診斷對象和故障原因；將所述故障診斷 信息通過用戶信息交互模塊提供給維護終端，接收維護終端通過用戶信息交 互模塊輸入的、對故障診斷信息的正確與否的反饋信息，根據所述反饋信息 對包括分析方法及故障診斷信息的數據信息進行統計存儲。
較佳地，所述故障分析和診斷模塊進一步用於接收用戶通過用戶信息
交互模塊輸入的針對特定分析方法的數據分析請求，根據所述數據分析請求 完成數據分析，將得到的數據分析結果提供給用戶，用於用戶根據所述數據 分析結果得出故障診斷信息。
其中，所述故障分析和診斷模塊包括
機械狀態數據存儲模塊，用於獲取並存儲機械設備各狀態的機械狀態數
據；
過程數據存儲^t塊，用於存儲故障分析和診斷過程中的數據信息； 知識數據存儲模塊，用於存儲故障分析和診斷完成後的數據信息； 數據分析模塊，用於根據來自過程管理模塊的用戶的數據分析請求，從 機械狀態數據存儲模塊中獲取機械狀態數據，完成數據分析，將得到的數據 分析結果提供給過程管理模塊；
過程管理模塊，用於接收用戶通過用戶信息交互模塊輸入的數據分析請 求；將所述數據分析請求提供給所述數據分析模塊，將數據分析模塊返回的 數據分析結果通過用戶信息交互模塊提供給用戶；接收用戶根據數據分析結 果通過用戶信息交互模塊輸入的包括診斷對象和故障原因的故障診斷信息； 將故障診斷信息通過用戶信息交互模塊提供給維護終端，接收維護終端通過 用戶信息交互模塊輸入的、對故障診斷信息的正確與否的反饋信息，根據所 述反饋信息，對過程數據存儲模塊中的包括分析方法及故障診斷信息的數據 信息進行統計，將統計後的數據信息存儲到知識數據存儲模塊中；追蹤故障 分析和診斷過程，將故障分析和診斷過程中的數據信息存儲到過程數據存儲 模塊中。
較佳地，所述過程管理模塊進一步用於將過程數據存儲模塊中存儲的 故障分析和診斷過程中包括診斷對象及中間數據的數據信息，通過所述用戶 信息交互模塊提供給用戶，接收用戶在所述數據信息的基礎上，通過用戶信 息交互模塊輸入的數據分析請求。
較佳地，所述過程管理模塊進一步用於從知識數據存儲模塊中提取針 對選定的診斷對象的包括分析方法及故障診斷信息的數據信息，將所述數據 信息通過用戶信息交互模塊提供給用戶。
其中，所述數據分析模塊包括多個數據分析子模塊，各數據分析子模塊 用於按照預設方法完成數據分析。
從上述方案可以看出，本發明實施例中提供了 一個統一的可供多用戶參
與的故障分析及診斷平臺，在故障分析和診斷過程中，根據所接收的用戶輸 入的數據分析請求完成數據分析，將得到的數據分析結果提供給用戶，並接
收根據數據分析結果得出的故障診斷信息；然後，將故障診斷信息提供給維
護終端，接收來自維護終端的對故障診斷信息的正確與否的反饋信息，從而 完成了反饋信息的收集，之後根據反饋信息對包括診斷對象和故障診斷信息 的數據信息進行統計存儲。可見，本發明實施例中提供的故障分析和診斷平
臺包括跟蹤數據分析、獲^i故障診斷信息、收集維護終端對故障診斷信息 的反饋信息，並根據反饋信息對數據分析及故障診斷過程中的數據信息進行 統計存儲，從而完成了經驗的積累，使得用戶能夠根據前面的經驗積累獲得 先驗知識，為後續的故障分析和診斷提供幫助。
進一步地，本發明中通過從收集和保存的積累經驗中，提取針對選定的 診斷對象的數據分析及故障診斷數據信息，並將所提取的數據信息提供給用 戶，以便用戶進行分析時，可參考所提取的數據信息，輸入新的數據分析請 求，從而提高了數據分析及故障診斷過程的效率。


下面將通過參照附圖詳細描述本發明的示例性實施例，使本領域的普通 技術人員更清楚本發明的上述及其他特徵和優點，附圖中
圖1為本發明實施例中故障分析和診斷的方法的示例性流程圖； 圖2為本發明實施例中一種故障診斷信息選擇界面的示意圖； 圖3為圖1所示步驟105的一種具體實現過程的流程圖； 圖4為本發明實施例中機械設備各狀態的分析情況圖； 圖5為本發明實施例中機械設備各狀態的分析情況詳細展開圖； 圖6為本發明實施例中故障分析和診斷的系統的示例性結構圖； 圖7為圖6所示系統中故障分析和診斷模塊的內部結構圖。
具體實施例方式
本發明實施例中，接收用戶輸入的數據分析請求；根據該數據分析請求 完成數據分析，將得到的數據分析結果提供給用戶；接收根據數據分析結果 得出的故障診斷信息；然後，將故障診斷信息提供給維護終端，接收來自維 護終端的、對故障診斷信息的正確與否的反饋信息；根據反饋信息對數據分
ii
析及故障診斷過程中的數據信息進行統計存儲，以便為故障分析和診斷提供 參考。
為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖並舉 實施例，對本發明進一步詳細說明。
圖1為本發明實施例中故障分析和診斷的方法的示例性流程圖。如圖1
所示，該流程包括如下步驟
步驟101,接收用戶輸入的針對特定分析方法的數據分析請求。
本實施例中，可以通過多種方式實現一個或多個用戶參與的故障分析和 診斷，如可採用瀏覽器/伺服器(B/S)的結構進行實現，也可採用客戶機/服務 器(C/S)的結構進行實現，或者還可以採用二者相結合的方式實現等。
本實施例中，接收用戶輸入的數據分析請求之前，可預先設置不同的完 成各種數據分析功能的數據分析工具，如MATLAB(—種進行線性代數計算 的工具)，LabView(—種圖形化的編程工具)等的各種數據分析工具，並預先 將各數據分析工具的信息提供給用戶。具體實現時，可有多種實現方式，下 面僅列舉一種具體實現方式
利用描述語言(如可擴展標記語言(XML)等)對每個數據分析工具的功 能、輸入及輸出信息等進行描述，生成各數據分析工具的自描述文件，根據 該自描述文件生成包含數據分析工具信息的圖形化界面呈現給用戶。
其中，各數據分析工具的輸入信息可包括需要輸入的參數及參數的配置
j呂息。
其中，用戶輸入的數據分析請求可以是用戶針對特定分析方法，根據 各數據分析工具的功能、輸入及輸出信息等，選用所需的數據分析工具，並 輸入包含該數據分析工具所需輸入參數及待分析數據相關信息在內的數據 分析請求。其中，待分析數據為與本次分析相關的機械狀態數據中的部分數 據。其中，機械狀態數據可包括電壓、電流、扭矩、行程範圍、位置信息 等。
此外，具體實現時，也可以無需將數據分析工具的信息提供給用戶，而 直接接收用戶輸入的進行某種分析的數據分析請求，此時，用戶可直接輸入 欲對機械設備的哪個方面進行數據分析的請求即可。
進一步地，首次接收到來自某用戶的針對某特定機械設備的數據分析請 求後，可為該機械設備創建用戶臨時報表，用於在追蹤各用戶對該機械設備
的整個故障分析和診斷過程時，將各用戶針對該機械設備在進行故障分析和 診斷過程中的數據信息記錄在所建立的用戶臨時才艮表中。其中，故障分析和
診斷過程中的數據信息可包括用戶名、分析時間、所用的數據分析方法以
及用戶做出的故障診斷信息等。其中，用戶臨時報表可存儲在預先設置的過 程數據存儲模塊中。
本步驟中，系統可根據用戶的數據分析請求獲知用戶所採用的分析方 法，並可對該分析方法進4於記錄。
步驟102，根據上述數據分析請求完成數據分析，將得到的數據分析結 果提供給用戶。
本步驟中，對於步驟101中所列舉的第一種情況，在接收到上述用戶針 對選定的數據分析工具輸入的數據分析請求後，由相應的數據分析工具根據 數據分析請求獲取相關的機械狀態數據並完成數據分析，之後將得到的數據 分析結果提供給用戶。
進一步地，由於有些分析過程較複雜，並且會產生大量的中間數據，如 MATLAB算法中產生的中間結果等，有時這些中間數據對於故障診斷也是 非常重要的，因此可供用戶進行參考；或者用戶也可以在這些中間數據的基 礎上繼續進行分析，以節省數據分析時間。為此，可將這些中間數據進行存 儲。例如，在數據分析過程中，生成數據分析的日誌文件，如2007年6月 27日進行了小波分析時，相應的重要的中間數據等將祐:保存下來，並可生成 文件名為"小波20070627"的日誌文件，當然，該日誌文件的文件名也可#4居 用戶習慣或需求生成其它的文件名，此外，日誌文件的類型則可根據實際情 況而定，如可以是WORD類型，也可以是XML類型。其中，日誌文件中可 存儲的中間數據可包括機械狀態數據中的部分待分析數據、數據分析工具 所需要的輸入及輸出信息等，並且可進一步包括哪些數據已被分析、哪些數 據未被分析以及分析的中間結果等信息。該日誌文件也可記錄到用戶臨時報 表中。
對於步驟101中所列舉的直接接收用戶輸入的針對特定分析方法進行某 種分析的數據分析請求，在接收到上述數據分析請求後，根據該數據分析請 求自動選取合適的數據分析工具，由該數據分析工具及實時獲取的機械相關 數據完成數據分析，之後將得到的數據分析結果提供給用戶。
步驟103，接收用戶4艮據數據分析結果輸入的故障診斷信息。
本實施例中，故障診斷信息至少包括診斷對象和故障原因。為了便於處 理各用戶的故障診斷信息，可預先對故障診斷信息進行統一標準化，並將所 有故障診斷信息提供給用戶，由用戶從中進行選擇，這樣就能夠對所有用戶 得出的故障診斷信息進行標準化及結構化的統計及存儲。其中，標準化的故 障診斷信息可隨時進行更新。
例如，可預先設置包括診斷對象及其對應的故障原因的故障診斷信息列 表，將該故障診斷信息列表提供給用戶，同時，可設置相應的可能的故障診 斷信息填充列表，由用戶在該列表中輸入其認為的可能的故障原因。進一步 地，考慮到用戶在故障診斷時，存在不能確定的故障原因，但同時也存在可 排除的故障原因，因此還可設置相應的可排除的故障診斷信息填充列表。
相應地接收用戶根據數據分析結果輸入的故障診斷信息為接收用戶從 上述診斷對象及其對應的故障原因的信息列表中，選擇的診斷對象及該診斷 對象可能的和/或可排除的故障原因的故障診斷信息。
此外，若根據以往的故障分析與診斷過程，預先已存儲有大量數據分析 結果與故障診斷信息的對應關係，則在步驟103中，也可以根據數據分析結 果及其與故障診斷信息的所述對應關係，得到相應的故障診斷信息。
圖2示出了一種故障診斷信息的輸入界面示意圖。如圖2所示，其中的 兩個列表中，分別列出了各診斷對象和各診斷對象的故障原因，即圖中的機 械組件和組件故障。其中，左側列表列出了各診斷對象(機械組件)，本實施 例中的各診斷對象包括導軌、滾珠軸承、絲槓、齒輪、軸承以及液壓系統、 換刀系統等。當點擊其中一個診斷對象時，例如滾珠軸承，右側列表列出該 診斷對象的所有故障原因(組件故障)，本實施例中，滾珠軸承的故障原因包 括汙染、磨損、間隙、潤滑不夠以及非正常連接等。從所有故障原因中選 擇一個故障原因，例如間隙，然後若點擊右側的">〉"圖標，則該診斷對象連 同該故障原因的故障診斷信息填充到最右側下方的可能的故障診斷信息填 充列表(可能的機械故障)中，即圖中的滾珠軸承間隙；若點擊右側的"《"圖 標，則該診斷對象連該同故障原因的故障診斷信息填充到最右側上方的可排 除的故障診斷信息填充列表(可排除的機械故障)中，如先前點擊的圖中的滾 珠軸承潤滑不夠。其中，可排除的故障診斷信息可供其他用戶進行故障分析 和診斷時參考，從而節約故障分析和診斷流程。
進一步地，為了不斷豐富故障診斷信息列表的覆蓋範圍，該故障診斷信
息列表可隨時更新，當用戶發現存在新的故障診斷信息時，可通過上述輸入 界面添加到故障診斷信息列表中，或者當用戶在故障診斷信息列表中找不到 自身所認為的診斷對象和故障原因時，也可添加自身所認為的診斷對象和故 障原因。後續故障診斷時，更新後的故障診斷信息列表將被提供給用戶。
此外，具體實現時，也可以只提供用戶輸入故障診斷信息的對話框，則 用戶根據數據分析結果將故障診斷信息輸入該對話框，之後對該對話框中的 內容進行接收。
上述步驟完成後，步驟101中對於1號機械設備創建的用戶臨時報表中
的內容可以^口表一所示
表一
序號用戶名分析時間分析方法日誌文件名 故障診斷信息
1 用戶A 2007-6-27 小波分析小波20070627. XML 軸承內圈故障
表一中為每個用戶建立了一條記錄，且每條記錄中可包括用戶姓名、 分析時間、所用的分析方法、所創建的日誌文件名及故障診斷信息。例如， 第 一條記錄表明用戶A曾於2007年6月27日利用小波分析法對1號機械設 備進行了數據分析，並生成了日誌文件小波20070627.XML,故障診斷信息 是軸承內圈故障。
步驟104,將故障診斷信息提供給維護終端，接收來自維護終端的對故 障診斷信息的正確與否的反饋信息。
本實施例中，維護終端可以是維護人員，則可根據用戶臨時報表，將故 障診斷信息以維護報表等形式提供給維護人員，為了接收維護人員的反饋信
息，可在該維護報表中設置一個可填充反饋信息的反饋信息填充欄位，則維 護人員根據實際的維護結果，在所述反饋信息填充欄位中輸入對故障診斷信 息的正確與否的反^t信息。
例如，對於1號機械設備的維護才艮表的內容可如表二所示
序號 機械組件
1 滾珠軸承
2 滾^朱軸承
故障原因 反饋信息 磨損 V
潤滑不夠 x
從表二中可見，該維護報表中的故障診斷信息包括診斷對象和可能的故
障原因，表二中的診斷對象包括滾珠軸承等，對滾珠軸承進行診斷時，得 出的可能的故障原因包括磨損和潤滑不夠等。
此外，該維護報表中還包括一個反饋信息填充欄位，維護人員根據維護 過程中，機械設備的機械組件及組件故障，在反饋信息填充欄位中對故障診 斷信息標記"對，，或"錯，，的信息。例如，用 ，，表示故障診斷信息正確，用"x，， 表示故障診斷信息錯誤。從表二中的反饋信息可以看出，滾珠軸承的故障原 因應為磨損。
步驟105，根據反饋信息對包括分析方法及故障診斷信息的數據信息進 行統計存儲。
本步驟中，根據反饋信息對故障分析和診斷過程中包括分析方法及故障 診斷信息的數據信息進行統計存儲的方法可以有多種，例如，可以對存在反 饋信息的所有數據信息，以診斷對象為關鍵字，將與該診斷對象相關的所有 數據信息歸納到一起存儲；或者，以診斷對象、故障原因為關鍵字，將相同 診斷對象和相同故障原因的所有數據信息歸納到一起存儲；又或者，以診斷 對象、故障原因及分析方法為關鍵字，將相同診斷對象、相同故障原因和相 同分析方法的所有數據信息歸納到 一起存儲等。下面僅列舉一種示例對根據 反饋信息對故障分析和診斷過程中的數據信息進行統計存儲的具體實現進 4亍i羊細4苗述。
圖3示出了步驟105的一種具體實現過程的流程圖，本流程中為了方便 對故障分析和診斷過程中的數據信息進行統計存儲，可預先設置知識數據存 儲區，並將所存儲的故障分析和診斷過程中的數據信息稱為知識記錄。其中，
知識數據存儲區可以是知識數據存儲模塊。如圖3所示，該流程包括如下步
驟
步驟105a，判斷本次故障分析和診斷過程中的所有反饋信息中，是否存 在故障診斷信息正確的反饋信息，如果存在，則執行步驟105b;否則，可執 行步驟105c，即丟棄本次故障分析和診斷過程中的數據信息，相應的可將用 戶臨時報表刪除。
步驟105b，根據用戶臨時報表和反饋信息，生成案例報表。案例報表由 至少包括反饋信息、分析方法及故障診斷信息的診斷記錄組成。相應的，可 將用戶臨時報表刪除。之後，執行步驟105d。
具體實現時，案例報表可如表三所示
案例 號
創建 機械 分析
時間
設備號 序號
表三
分析
方法
曰志 文件名
1 2007—6-27 2
>波分析 小波分析20070627. XML 無
1 2007—6-27 2
2 趨勢分析 趨勢分析20070627. XML
1 2007-6—27 2
3 相關分析 相關分析20070627. XML
表三中，該案例報表的每條診斷記錄包括案例號、創建時間、機械設備 號、分析序號、分析方法、日誌文件名、故障診斷信息及反饋信息。從上述 表三中可見，對於2號機械設備分別進行了小波分析、趨勢分析和相關分析
三種分析方法。其中，利用小波分析時，未給出故障診斷信息；利用趨勢分 析法分析時，得出故障診斷信息為軸承內圈故障，且該故障診斷信息正確； 利用相關分析法分析時，得出故障診斷信息為軸承汙染，且該故障診斷信息 錯誤。
步驟105d，從案例報表中讀取有反饋信息的當前診斷記錄。
步驟105e，判斷預先設置的知識數據存儲區中是否存在與該診斷記錄相
同的分析方法和故障診斷信息的知識記錄，如果存在，則執行步驟105f;否
則，執行步驟105i。
對於表三中的第二條診斷記錄，則判斷知識數據存儲區中是否存在採用
趨勢分析方法並診斷為軸承內圈故障的記錄，如果存在，則執行步驟105f;
否則，執行步驟105i。
步驟105f,判斷該診斷記錄的反饋信息是否為診斷正確的反饋信息，如
果是，則執行步驟105g;否則，執行步驟105h。
步驟105g，為該條知識記錄的診斷權值加一，執行步驟1051。 步驟105h，為該條知識記錄的診斷權值減一，執行步驟1051。 步驟105i,判斷該診斷記錄的反饋信息是否為診斷正確的反饋信息，如
果是，則執行步驟105j;否則，可執行步驟105k,即丟棄該條診斷記錄。 步驟105j，將該診斷記錄作為知識記錄存儲到知識數據存儲區中，執行
步驟1051。
步驟1051，判斷當前診斷記錄是否為最後一條記錄，如果是，則結束； 否則，執行步驟105m。
步驟105m，將下一條有反饋信息的診斷記錄作為當前診斷記錄，返回 執行步驟105d。
之後，當用戶需要再次診斷時，或者用戶想了解本次診斷的一些情況時， 用戶可輸入欲診斷或監測的特定診斷對象，從知識數據存儲區中搜索是否存 在該診斷對象的知識記錄，如果存在，則從中提取該知識記錄信息，將所提 取的知識記錄信息提供給用戶，以便用戶可根據所述提取的故障分析和診斷
過程中包括分析方法及故障診斷信息的數據信息，輸入數據分析請求。
具體提取數據信息時，可以是從知識數據存儲區中提取針對選定的診
斷對象的診斷權值最高的知識記錄的數據信息；或者是從知識數據存儲區 中按照針對選定的診斷對象的診斷權值由高到低的順序，依次提取知識記錄 的數據信息；又或者是從知識數據存儲區中按照針對選定的診斷對象的診 斷權值由低到高的順序，依次提取知識記錄的數據信息。
此外，由於該方法中，用戶臨時報表中存儲了用戶進行故障分析和診斷 過程中的數據，因此當用戶在進行故障分析和診斷的過程中退出時，下次還 可以在該基礎上繼續，或者其他用戶也可以在該基礎上繼續。具體實現時， 可才艮據存儲的用戶臨時報表，將故障分析和診斷過程中的至少包括診斷對象
和中間數據的數據信息提供給用戶，接收用戶在該數據信息的基礎上，輸入 的數據分析請求，並執行根據數據分析請求完成數據分析的操作，從而一方 面提高了用戶進行故障分析和診斷的靈活性，另 一方面也縮短了用戶進行故 障分析和診斷的時間，提高了效率。
例如，為了使用戶了解當前機械設備各狀態的故障分析和診斷情況，可 如本實施例中的圖4所示，圖4示出了機械設備各狀態的故障分析和診斷情
況，其中不同的顏色或字體用來表徵工具機狀態數據的當前分析狀態。圖4中
用淺色表示已分析過的工具機數據，用預設色表示待分析的數據，用粗體表示 該數據正在處理中。如對於1號機械設備，恆速軸測試中的最大扭矩，可編程
邏輯控制器(PLC)的壓力參數以及數控(NC)數據都已分析過；而恆速軸測試 中的平均扭矩和PLC中的計數器待分析；最小扭矩和圓周測試的數據則正 在被分析。
此外，也可以通過本實施例中的圖5所示，圖5為機械設備各狀態的故 障分析和診斷情況詳細展開圖。圖5中詳細列出相關的處理狀態，可以看出， 用戶A分析了當前1號機械設備，並採用了小波分析方法，其中包括輸入、 輸出信息及結論，即故障診斷信息。其中輸出包括逼近部分和細節部分。 之後，在本次診斷全部完成之前，自己又在細節部分的基礎上，採用了傅立 葉變換分析方法，得到了輸出及結論，即故障診斷信息。並且，用戶B在逼 近部分的基礎上，又採用了趨勢統計分析方法和趨勢模式分析方法，並得出 了故障診斷信息。
上述方法中，所涉及的過程數據存儲模塊及知識數據存儲模塊等，可通 過資料庫實現，或者也可通過其它方法來實現，且可不通過用戶臨時報表記 錄故障分析和診斷過程中的數據，而通過其它方式記錄，如文件等。
上述方法實施例為本發明的一個較佳實施例，上述實施例中獲取分析方 法及故障診斷信息的過程為通過用戶輸入的數據分析請求獲取用戶所採用 的分析方法，並根據數據分析請求完成數據分析，得到數據分析結果，並接 收根據數據分析結果得出的故障診斷信息。具體實現時，本系統中也可省略 上述步驟101至步驟102,而直接獲取包括故障診斷信息及所採用分析方法 的數據信息。此時，獲取數據信息的過程可以是用戶在其它平臺上採用特定 分析方法得出包括診斷對象和故障原因的故障診斷信息後，輸入的包括分析 方法和故障診斷信息的數據信息。
再對本發明實施例中故障分析和診斷的系統進行詳細描述。
圖6為本發明實施例中故障分析和診斷的系統的示例性結構圖。如圖6
所示，該系統包括用戶信息交互模塊610和故障分析和診斷模塊620。
其中，用戶信息交互模塊610用於在一個或多個用戶與故障分析和診斷 模塊之間進行信息交互。
故障分析和診斷模塊620用於獲取包括故障診斷信息及所釆用分析方法 的數據信息，其中，故障診斷信息包括診斷對象和故障原因；將所述故障診 斷信息通過用戶信息交互模塊610提供給維護終端，接收維護終端通過用戶 信息交互模塊610輸入的、對故障診斷信息的正確與否的反饋信息，根據所 述反饋信息對包括分析方法及故障診斷信息的數據信息進行統計存儲。
其中，故障分析和診斷模塊620獲取包括故障診斷信息及所採用分析方 法的數據信息的過程可以是接收用戶在其它平臺上採用特定分析方法得出 包括診斷對象和故障原因的故障診斷信息後，輸入的包括分析方法和故障診 斷信息的數據信息。或者進一步地，故障分析和診斷模塊620還可用於接 收用戶通過用戶信息交互模塊610輸入的針對特定分析方法的數據分析請 求，根據所述數據分析請求完成數據分析，將得到的數據分析結果提供給用 戶，用於用戶根據所述數據分析結果得出故障診斷信息。此時，故障分析和 診斷模塊620用於根據用戶通過用戶信息交互模塊610輸入的數據分析請求 完成數據分析，接收根據數據分析結果得出的包括診斷對象和故障原因的故 障診斷信息；診斷完成後，將故障診斷信息通過用戶信息交互模塊610提供 給維護終端，接收維護終端通過用戶信息交互模塊610輸入的、對故障診斷 信息的正確與否的反饋信息，根據反饋信息對包括分析方法及故障診斷信息 的數據信息進行統計存儲。
其中，故障分析和診斷模塊620可將得到的數據分析結果通過用戶信息 交互模塊610提供給用戶；接收用戶根據數據分析結果通過用戶信息交互模 塊610輸入的故障診斷信息。或者，若故障分析和診斷模塊620中存儲有數 據分析結果與故障診斷信息的對應關係，則根據數據分析結果及其與故障診 斷信息的對應關係，得到故障診斷信息。
其中，具體實現時，故障分析和診斷模塊620可有多種具體實現形式， 下面僅列舉其中一種對故障分析和診斷模塊620的具體實現進行詳細描述。
圖7為故障分析和診斷;f莫塊620的一種內部結構示意圖。如圖7所示， 故障分析和診斷模塊620包括機械狀態數據存儲模塊621、過程數據存儲 模塊622、知識數據存儲模塊623、數據分析模塊624和過程管理模塊625。
其中，機械狀態數據存儲模塊621用於實時獲取並存儲機械設備各狀態 的數據信息。
過程數據存儲模塊622用於存儲故障分析和診斷過程中的數據信息。 知識數據存儲模塊623用於存儲故障分析和診斷完成後的數據信息。 數據分析模塊624用於根據來自過程管理模塊625的用戶的數據分析請 求，以及從機械狀態數據存儲模塊621中獲取的機械狀態數據進行分析，將 得到的數據分析結果提供給過程管理模塊625;
過程管理模塊625用於將數據分析模塊624的信息通過用戶信息交互模 塊610提供給用戶，接收用戶通過用戶信息交互模塊610輸入的數據分析請 求，將所接收的數據分析請求提供給數據分析模塊624，將數據分析模塊624 返回的數據分析結果通過用戶信息交互模塊610提供給用戶；接收用戶根據 數據分析結果通過用戶信息交互模塊610輸入的包括診斷對象和故障原因的 故障診斷信息；追蹤故障分析和診斷過程，將故障分析和診斷過程中的數據 信息存儲到過程數據存儲模塊622中，進一步地，還可以對這些數據信息進 行歸類統計等；將故障診斷信息通過用戶信息交互模塊610提供給維護終端， 接收維護終端通過用戶信息交互模塊610輸入的、對故障診斷信息的正確與 否的反饋信息，根據反饋信息，對過程數據存儲模塊622中的包括分析方法 及故障診斷信息的數據信息進行歸納篩選及統計，將歸納篩選及統計後的數 據信息存儲到知識數據存儲模塊623中，為故障分析和診斷提供參考。其中， 歸納篩選及統計的方法可與圖1所示步驟105中描述的方法一致，或者也可 採用其它的歸納篩選及統計的方法。
進一步地，過程管理模塊625還用於將過程數據存儲模塊622中存儲的 故障分析和診斷過程中包括診斷對象及中間數據的數據信息進行歸納統計 後通過用戶信息交互模塊610提供給用戶，接收用戶在該數據信息的基礎上， 通過用戶信息交互模塊610輸入的數據分析請求。
進一步地，過程管理模塊610還用於從知識數據存儲模塊623中提取針 對選定的診斷對象的故障分析和診斷過程中包括分析方法及故障診斷信息 的數據信息，將所提取的數據信息通過用戶信息交互模塊610提供給用戶， 用於用戶根據該數據信息獲取經驗知識，並根據所獲取的經驗知識，通過用 戶信息交互模塊610輸入針對特定分析方法的數據分析請求。
其中，數據分析模塊624包括多個數據分析子模塊，各數據分析子模塊 用於按照預設方法完成數據分析。則過程管理模塊625將數據分析模塊624 的信息提供給用戶時，可以是將數據分析模塊624中的數據分析子模塊的信 息通過用戶信息交互模塊610提供給用戶。之後，接收用戶通過用戶信息交 互模塊610輸入的數據分析請求，將所接收的數據分析請求提供給數據分析 模塊624中相應的數據分析子模塊，將數據分析子模塊返回的數據分析結果 通過用戶信息交互模塊610提供給用戶。
其中，機械狀態數據存儲模塊621 、過程數據存儲模塊622和知識數據 存儲模塊623可通過資料庫實現，也可通過其它方法來實現。
此外，圖7所示系統中也可無需設置數據分析模塊624,此時，過程管 理模塊625用於接收用戶通過用戶信息交互模塊610輸入的包括故障診斷信 息及所採用分析方法的數據信息，其中，故障診斷信息包括診斷對象和故障 原因；追蹤故障分析和診斷過程，將故障分析和診斷過程中的數據信息存儲 到過程數據存儲模塊622中；將故障診斷信息通過用戶信息交互模塊610提 供給維護終端，接收維護終端通過用戶信息交互模塊610輸入的、對故障診 斷信息的正確與否的反饋信息，根據反饋信息，對過程數據存儲模塊622中 的包括分析方法及故障診斷信息的數據信息進行歸納篩選及統計，將歸納篩 選及統計後的數據信息存儲到知識數據存儲模塊623中，為故障分析和診斷 提供參考。其中，歸納篩選及統計的方法可與圖1所示步驟105中描述的方 法一致，或者也可採用其它的歸納篩選及統計的方法。此時，過程管理模塊 610進一步地，還用於從知識數據存儲模塊623中提取針對選定的診斷對象 的故障分析和診斷過程中包括分析方法及故障診斷信息的數據信息，將所提 取的數據信息通過用戶信息交互模塊610提供給用戶，用於用戶根據該數據 信息獲取經驗知識，並根據所獲取的經驗知識，通過用戶信息交互模塊610 輸入針對特定分析方法的數據分析請求。
上述系統中各模塊的具體操作過程均可與圖2所示方法流程中的相應步 驟一致，此處不再一一贅述。
通過以上各實施例，可知本發明中的技術方案具有如下優點
1、通過提供可多用戶使用的故障分析和診斷平臺，實現了信息的同步
共享、統一的結構化信息及自動過程追蹤和管理，提高了故障分析和診斷過 程的有效性。
2、 通過收集維護終端的反饋信息，以及根據維護終端的反饋信息及故 障分析和診斷過程中記錄的數據信息，生成結構化的案例才艮表，然後對案例
報表中的記錄進行歸納總結後，將相關信息作為知識經驗進行存儲，以便用 於將來的故障分析和診斷的參考，通過該平臺完成知識積累的過程，則對於 經驗不豐富的人員可以在短時間內獲得豐富診斷知識。
3、 在將案例報表中的相關信息進行存儲時，通過採用診斷權值計算的 原則，使得本發明中的技術方案可以將針對特定診斷對象診斷權值最高的數 據分析及故障診斷數據信息提供給用戶，或按照針對特定診斷對象診斷權值 由高到低或由低到高的順序，依次提供給用戶，使用戶一目了然故障分析和 診斷過程中最有效的方法，縮短了用戶進行故障分析和診斷的時間。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範 圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換以及改進等， 均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1、一種故障分析和診斷的方法，其特徵在於，該方法包括獲取包括故障診斷信息及所採用分析方法的數據信息；其中，所述故障診斷信息包括診斷對象和故障原因；將所述故障診斷信息提供給維護終端，接收來自維護終端的、對故障診斷信息的正確與否的反饋信息；根據所述反饋信息對包括分析方法及故障診斷信息的數據信息進行統計存儲。
2、 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述獲取包括故障診斷信 息及所採用分析方法的數據信息之前，進一步包括接收用戶輸入的針對特 定分析方法的數據分析請求；根據所述數據分析請求完成數據分析，將得到 的數據分析結果提供給用戶；所述故障診斷信息為根據所述數據分析結果得出的故障診斷信息。
3、 如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述接收用戶輸入的針對特定分析方法的數據分析請求之前，進一步包括將完成不同數據分析功能 的各數據分析工具的信息提供給用戶；所述接收各用戶輸入的針對特定分析方法的數據分析請求為接收用戶 針對特定分析方法選定數據分析工具後輸入的數據分析請求；所述根據數據分析請求完成數據分析為根據所述數據分析請求，由相 應的數據分析工具完成數據分析。
4、 如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述將完成不同數據分析 功能的各數據分析工具的信息提供給用戶為對每個所述數據分析工具的功 能、輸入及輸出信息進行描述，生成各數據分析工具的自描述文件，根據所 述自描述文件，生成包含所述數據分析工具信息的圖形化界面呈現給用戶；所述接收用戶輸入的針對特定分析方法的數據分析請求為接收用戶根 據所述各數據分析工具的功能、輸入及輸出信息，針對特定分析方法選定數 據分析工具後輸入的包含數據分析工具所需輸入信息在內的數據分析請求。
5、 如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述根據數據分析結果得 出故障診斷信息之前，進一步包括將預先設置的包括診斷對象及其對應的 故障原因的故障診斷信息列表提供給用戶；所述根據數據分析結果得出的故障診斷信息為用戶從所述診斷對象及其對應的故障原因的故障診斷信息列表中選擇相應的故障診斷信息，所述故障診斷信息包括診斷對象及該診斷對象可能的和/或可排除的故障原因。
6、 如權利要求2所迷的方法，其特徵在於，該方法進一步包括預先 存儲數據分析結果與故障診斷信息的對應關係；所述根據數據分析結果得出的故障診斷信息為根據所述數據分析結果 及所述數據分析結果與故障診斷信息的對應關係，得到的故障診斷信息。
7、 如權利要求2所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括在接 收到用戶的數據分析請求後，針對每個機械設備創建用戶臨時報表，追蹤並 在所述臨時報表中記錄各用戶對各機械設備在進行故障分析和診斷過程中 的數據信息。
8、 如權利要求7所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括:根據 所述用戶臨時報表，將故障分析和診斷過程中的包括診斷對象及中間數據的 數據信息提供給用戶，接收用戶在所述數據信息的基礎上輸入的數據分析請 求，並返回執行所述根據數據分析請求完成數據分析的步驟。
9、 如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述將故障診斷信息提供 給維護終端為根據所述用戶臨時報表，對故障診斷信息進行歸納，生成包 含故障診斷信息及反饋信息填充欄位的維護報表提供給維護終端；所述接收來自維護終端的、對故障診斷信息的正確與否的反饋信息為 接收維護終端在所述反饋信息填充欄位中輸入的、對故障診斷信息的正確與 否的反饋信息。
10、 如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述根據反饋信息對包括 分析方法及故障診斷信息的數據信息進行統計存儲包括A、 判斷所述反饋信息中是否存在對故障診斷信息的診斷正確的反饋信 息，如果存在，則根據所述用戶臨時報表，生成至少包括分析方法、故障診 斷信息及反饋信息的診斷記錄的案例報表；B、 對所述案例報表中的每條診斷記錄，判斷是否存在與所述診斷記錄 相同的分析方法及故障診斷信息的知識記錄，如果存在，則執行步驟C;否 則，執行步驟D;C、 判斷所述診斷記錄的反饋信息是否為診斷正確的反饋信息，如果是， 則為所述知識記錄的診斷權值加一，並結束該診斷記錄的處理流程；否則，為所述知識記錄的診斷權值減一，並結束該i貪斷記錄的處理流程；D、判斷所述診斷記錄的反饋信息是否為診斷正確的反饋信息，如果是， 則將所述診斷記錄作為知識記錄進行存儲；否則，丟棄該條診斷記錄。
11、 如權利要求10所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括提 取針對選定的診斷對象的包括分析方法及故障診斷信息的數據信息，將所述 數據信息提供給用戶。
12、 如權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述提取針對選定的診 斷對象的包括分析方法及故障診斷信息的數據信息為提取針對選定的診斷 對象的診斷權值最高的包括分析方法及故障診斷信息的數據信息；或者為按照針對選定的診斷對象的診斷權值由高到低的順序，依次提 取包括分析方法及故障診斷信息的數據信息；或者為按照針對選定的診斷對象的診斷權值由低到高的順序，依次提 取包括分析方法及故障診斷信息的數據信息。
13、 如權利要求11或12所述的方法，其特徵在於，所述接收用戶輸入 的針對特定分析方法的數據分析請求為接收用戶根據所述提取的包括分析 方法及故障診斷信息的數據信息輸入的針對特定分析方法的數據分析請求。
14、 一種故障分析和診斷的系統，其特徵在於，該系統包括用戶信息交互模塊(610),用於在用戶與故障分析和診斷模塊之間進行信 息交互；故障分析和診斷模塊(620),用於獲取包括故障診斷信息及所採用分析方 法的數據信息，其中，故障診斷信息包括診斷對象和故障原因；將所述故障 診斷信息通過用戶信息交互模塊(610)提供給維護終端，接收維護終端通過用 戶信息交互模塊(610)輸入的、對故障診斷信息的正確與否的反饋信息，根據 所述反饋信息對包括分析方法及故障診斷信息的數據信息進行統計存儲。
15、 如權利要求14所述的系統，其特徵在於，所述故障分析和診斷模塊(620)進一步用於接收用戶通過用戶信息交互模塊(610)輸入的針對特定分析方法的數據分析請求，根據所述數據分析請求完成數據分析，將得到的數據分析結果提供給用戶，用於用戶根據所述數據分析結果得出故障診斷信 自、
16、 如權利要求15所述的系統，其特徵在於，所述故障分析和診斷模 塊C620)包括 機械狀態數據存儲模塊(621)，用於獲取並存儲機械設備各狀態的機械狀 態數據；過程數據存儲才莫塊(622),用於存儲故障分析和診斷過程中的數據信息； 知識數據存儲模塊(623),用於存儲故障分析和診斷完成後的數據信息； 數據分析模塊(624)，用於根據來自過程管理模塊的用戶的數據分析請 求，從機械狀態數據存儲模塊(621)中獲取機械狀態數據，完成數據分析，將 得到的數據分析結果提供給過程管理模塊；過程管理模塊(625),用於接收用戶通過用戶信息交互模塊(610)輸入的 數據分析請求；將所述數據分析請求提供給所述數據分析模塊(624),將數據 分析模塊(624)返回的數據分析結果通過用戶信息交互模塊(610)提供給用 戶；接收用戶根據數據分析結果通過用戶信息交互模塊(610)輸入的包括診斷 對象和故障原因的故障診斷信息；將故障診斷信息通過用戶信息交互模塊 (610)提供給維護終端，接收維護終端通過用戶信息交互模塊(610)輸入的、 對故障診斷信息的正確與否的反饋信息，根據所述反饋信息，對過程數據存 儲模塊(622)中的包括分析方法及故障診斷信息的數據信息進行統計，將統計 後的數據信息存儲到知識數據存儲模塊(623)中；追蹤故障分析和診斷過程， 將故障分析和診斷過程中的數據信息存儲到過程數據存儲模塊(622)中。
17、 如權利要求16所述的系統，其特徵在於，所述過程管理模塊(625) 進一步用於將過程數據存儲模塊(622)中存儲的故障分析和診斷過程中包括 診斷對象及中間數據的數據信息，通過所述用戶信息交互模塊(610)提供給用 戶，接收用戶在所述數據信息的基礎上，通過用戶信息交互模塊(610)輸入的 數據分析請求。
18、 如權利要求16所述的系統，其特徵在於，所述過程管理模塊(625) 進一步用於從知識數據存儲模塊(623)中提取針對選定的診斷對象的包括分 析方法及故障診斷信息的數據信息，將所述數據信息通過用戶信息交互模塊 (610)提供給用戶。
19、 如權利要求16至18中任一項所述的系統，其特徵在於，所述數據 分析模塊(624)包括多個數據分析子模塊，各數據分析子模塊用於按照預設方 法完成數據分析。
全文摘要
本發明公開了一種故障分析和診斷的方法，包括獲取包括故障診斷信息及所採用分析方法的數據信息；其中，所述故障診斷信息包括診斷對象和故障原因；將所述故障診斷信息提供給維護終端，接收來自維護終端的對故障診斷信息的正確與否的反饋信息；根據所述反饋信息對包括分析方法及故障診斷信息的數據信息進行統計存儲。此外，本發明還公開了一種故障分析和診斷的系統。本發明中的技術方案，能夠提高故障分析和診斷過程的效率。
文檔編號G06F17/00GK101393543SQ20071015282
公開日2009年3月25日 申請日期2007年9月18日 優先權日2007年9月18日
發明者越 卓, 時文剛, 王青崗, 喜 胡, 邢建輝 申請人:西門子公司