復(fù)雜設(shè)備的遠(yuǎn)程故障診斷研究doc-中圖分類號TP277

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.復(fù)雜設(shè)備的遠(yuǎn)程故障診斷研究劉云峰，繆 棟，劉凡軍（第二炮兵兵工程學(xué)學(xué)院3003教研研室，陜陜西 西安 71100225）摘要：結(jié)合合目前復(fù)復(fù)雜設(shè)備備維護(hù)的的特點, 深刻刻分析了了建立遠(yuǎn)遠(yuǎn)程故障障診斷的的必要性性。將網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)術(shù)引入到到故障診診斷中，提提出了一一個面向向基層的的遠(yuǎn)程故故障診斷斷系統(tǒng)模模型。對對遠(yuǎn)程故故障診斷斷系統(tǒng)的的主要組組成部分分進(jìn)行了了描述，并并分析了了實現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)程故障障診斷系系統(tǒng)的關(guān)關(guān)鍵技術(shù)術(shù)。關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)遠(yuǎn)程故障障診斷；虛擬儀儀器；專專家系

2、統(tǒng)統(tǒng)1 引言全軍的武器器裝備中中，有很很多大型型的復(fù)雜雜設(shè)備，技技術(shù)含量量高。對對這些設(shè)設(shè)備進(jìn)行行狀態(tài)監(jiān)監(jiān)測與故故障診斷斷有著非非常重要要的意義義。由于于這些裝裝備的使使用主要要在基層層部隊，加加之武器器配備的的型號多多，出現(xiàn)現(xiàn)的故障障類型繁繁多，分分析困難難，以往往獨立的的專家診診斷系統(tǒng)統(tǒng)往往不不能滿足足實際的的需要。特特別是對對新裝備備，基層層部隊嚴(yán)嚴(yán)重存在在著的診診斷手段段有限，工工作人員員的經(jīng)驗驗不足，知知識面有有限等問問題。基基層部隊隊在維護(hù)護(hù)裝備時時遇到自自己不能能排除的的故障得得不到及及時的解解決，專專家們很很難到現(xiàn)現(xiàn)場解決決問題，因因此在發(fā)發(fā)生重大大和疑難難故障時時，仍不不得不

3、求求助于外外地廠家家單位的的有關(guān)專專家來會會診。這這就使故故障的發(fā)發(fā)現(xiàn)診斷和和處理受受到延誤誤，嚴(yán)重重影響部部隊的訓(xùn)訓(xùn)練和作作戰(zhàn)，極極大地影影響了部部隊的戰(zhàn)戰(zhàn)斗力和和快速反反應(yīng)能力力，可能能造成重重大的軍軍事和經(jīng)經(jīng)濟(jì)損失失。因此此部隊迫迫切需要要提供更更加快速速，準(zhǔn)確確，高效效的專業(yè)業(yè)化診斷斷服務(wù)使使故障得得到及時時的解決決。建立立遠(yuǎn)程故故障診斷斷系統(tǒng)正正好可以以有效解解決這一一問題。隨著軍隊通通信指揮揮網(wǎng)，基基層部隊隊局域網(wǎng)網(wǎng)的建立立，建立立遠(yuǎn)程故故障診斷斷支持中中心，對對復(fù)雜武武器裝備備系統(tǒng)實實行遠(yuǎn)程程監(jiān)控和和診斷已已經(jīng)具備備了硬件件基礎(chǔ)。特特別是近近幾年來來計算機(jī)機(jī)網(wǎng)絡(luò)技技術(shù)和故故障診斷

4、斷技術(shù)的的快速發(fā)發(fā)展，遠(yuǎn)遠(yuǎn)程故障障診斷技技術(shù)在工工業(yè)中的的發(fā)展日日趨成熟熟，也為為部隊復(fù)復(fù)雜裝備備的遠(yuǎn)程程故障診診斷提供供了有利利的技術(shù)術(shù)支持。本本文對這這種技術(shù)術(shù)在部隊隊復(fù)雜裝裝備的應(yīng)應(yīng)用作了了研究。2 遠(yuǎn)程故故障診斷斷系統(tǒng)模模型遠(yuǎn)程故障診診斷系統(tǒng)統(tǒng)就是在在Intternnet迅迅速發(fā)展展的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，將將WWWW信息檢檢索技術(shù)術(shù)數(shù)據(jù)庫庫技術(shù)人工智智能推理理機(jī)制虛擬儀儀器技術(shù)術(shù)和設(shè)備備故障診診斷技術(shù)術(shù)相結(jié)合合，在復(fù)復(fù)雜設(shè)備備上建立立狀態(tài)監(jiān)監(jiān)測點，采采集設(shè)備備狀態(tài)數(shù)數(shù)據(jù)；而而在技術(shù)術(shù)力量較較為雄厚厚的科研研院所建建立分析析診斷中中心，提提供遠(yuǎn)程程技術(shù)支支持和保保障。由于武器裝裝備系統(tǒng)統(tǒng)的復(fù)雜雜性

5、，對對其進(jìn)行行故障診診斷不但但要有大大量的現(xiàn)現(xiàn)場采集集數(shù)據(jù)，而而且還要要有一定定的專業(yè)業(yè)知識和和大量以以前的設(shè)設(shè)備運行行數(shù)據(jù)。不不但要求求能夠診診斷出設(shè)設(shè)備的故故障，而而且還希希望能夠夠?qū)崿F(xiàn)信信息共享享，從而而完成對對設(shè)備進(jìn)進(jìn)行綜合合評估，得得出準(zhǔn)確確判斷。因因此根據(jù)據(jù)部隊的的實際情情況，我我們提出出了面向向基層的的遠(yuǎn)程故故障診斷斷系統(tǒng)模模型。（見見圖1），它它大致可可以分為為二個部部分：基基層站點點和中心心站點。在在設(shè)備出出現(xiàn)故障障時，首首先可利利用基層層本地的的故障診診斷系統(tǒng)統(tǒng)。通過過基層的的故障診診斷專家家系統(tǒng)和和數(shù)據(jù)庫庫中存儲儲的設(shè)備備歷史運運行數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行故故障診斷斷。如果果出現(xiàn)基基層

6、診斷斷系統(tǒng)無無法解決決的故障障，則可可通過中中心站點點故障診診斷系統(tǒng)統(tǒng)加以解解決。中中心站點點故障診診斷系統(tǒng)統(tǒng)從基層層數(shù)據(jù)庫庫中提取取數(shù)據(jù)以以獲取相相關(guān)故障障信息，綜綜合利用用本領(lǐng)域域?qū)＜抑R，網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)故障障診斷專專家系統(tǒng)統(tǒng)，計算算機(jī)協(xié)同同專家會會診系統(tǒng)統(tǒng)和人工工智能推推理機(jī)制制，對故故障信息息進(jìn)行分分析，比比較，判判斷，得得出診斷斷結(jié)論，并并向基層層站點發(fā)送送解決方方法。圖1 圖1 遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)3 遠(yuǎn)程故故障診斷斷系統(tǒng)主主要組成成部分3.1 基基層站點點基層站點是是在基層層部隊原原有的故故障診斷斷軟硬件資資源的基基礎(chǔ)上建建立起來來的。能能夠完成成現(xiàn)場實實時信號號的采集集處理顯示

7、和和提供本本地故障障診斷服服務(wù)等功功能?；鶎诱军c點主要由由以PCC為核心心的能夠夠完成現(xiàn)現(xiàn)場各種種信號采采集處理顯示的的數(shù)據(jù)采采集系統(tǒng)統(tǒng)提供本地地故障診診斷的計計算機(jī)和和提供遠(yuǎn)遠(yuǎn)程訪問問功能的的數(shù)據(jù)庫庫服務(wù)器器組成。它它們之間間通過基基層局域域網(wǎng)實現(xiàn)現(xiàn)數(shù)據(jù)共共享。數(shù)據(jù)采集系系統(tǒng)主要要負(fù)責(zé)現(xiàn)現(xiàn)場各種種信號采采集處理顯示，相當(dāng)于于一個獨獨立的測測試系統(tǒng)統(tǒng)。監(jiān)控控人員可可在本地地對設(shè)備備進(jìn)行監(jiān)監(jiān)視與控控制。從從設(shè)備上上采集來來的信號號經(jīng)過有有效的分分析與處處理，如如相關(guān)分分析，頻頻譜分析析，小波波分析等等，將結(jié)結(jié)果存入入基層數(shù)數(shù)據(jù)庫服服務(wù)器中中作為設(shè)設(shè)備歷史史運行數(shù)數(shù)據(jù)以便便今后分分析之用用。本地

8、地故障診診斷系統(tǒng)統(tǒng)通過局局域網(wǎng)從從服務(wù)器器中獲取取當(dāng)前的的數(shù)據(jù)，進(jìn)進(jìn)行故障障診斷分分析，并并得出診診斷結(jié)果果。診斷斷結(jié)果直直接顯示示在計算算機(jī)屏幕幕上也可可以通過過網(wǎng)絡(luò)打打印機(jī)將將結(jié)果打打印出來來。若基基層不能能得到正正確的診診斷結(jié)果果并想得得到有關(guān)關(guān)專家的的幫助時時，監(jiān)控控人員可可通過IInteerneet使用用Webb瀏覽器器與中心心站點的的Webb服務(wù)器器進(jìn)行交交互并可可登陸計計算機(jī)協(xié)協(xié)同專家家會診環(huán)環(huán)境向中中心站點點診斷專專家在線線咨詢，以以獲得相相關(guān)問題題的解決決。3.2 中中心站點點中心站點以以院校和和研究所所的故障障診斷軟軟硬件資資源和人人才資源源為基礎(chǔ)礎(chǔ)來建立立。它為為整個系系

9、統(tǒng)提供供了設(shè)備備資源人才和和技術(shù)等等方面的的保證。能能夠完成成網(wǎng)絡(luò)環(huán)環(huán)境下的的計算機(jī)機(jī)協(xié)同專專家會診診，遠(yuǎn)程程故障診診斷服務(wù)務(wù)等功能能。中心心站點主主要由數(shù)數(shù)據(jù)庫服服務(wù)器，診診斷服務(wù)務(wù)器，遠(yuǎn)遠(yuǎn)程故障障診斷專專家系統(tǒng)統(tǒng)，計算算機(jī)協(xié)同同專家會會診平臺臺組成。數(shù)據(jù)庫服務(wù)務(wù)器的功功能主要要是管理理所有數(shù)數(shù)據(jù)的存存放，執(zhí)執(zhí)行對數(shù)數(shù)據(jù)庫的的各種操操作和提提供數(shù)據(jù)據(jù)訪問服服務(wù)。它它包括設(shè)設(shè)備狀態(tài)態(tài)的歷史史信息庫庫、維修修信息庫庫，以及及專家系系統(tǒng)知識識庫、培培訓(xùn)知識識庫等。診診斷服務(wù)務(wù)器就是是Webb服務(wù)器器。它一一方面實實現(xiàn)與基基層站點點的聯(lián)接接；另一一方面，調(diào)調(diào)用遠(yuǎn)程程故障診診斷專家家系統(tǒng)進(jìn)進(jìn)行分析析診

10、斷。遠(yuǎn)遠(yuǎn)程故障障診斷專專家系統(tǒng)統(tǒng)是一種種開發(fā)于于網(wǎng)上的的專家系系統(tǒng)。與與傳統(tǒng)的的專家系系統(tǒng)相比比，該系系統(tǒng)采用用了大型型網(wǎng)絡(luò)化化的關(guān)系系型數(shù)據(jù)據(jù)庫存儲儲知識，可可以使故故障診斷斷的知識識庫容量量得到充充分的擴(kuò)擴(kuò)展?；赪eeb技術(shù)術(shù)使專家家系統(tǒng)與與Intternnet技技術(shù)有機(jī)機(jī)地結(jié)合合，使基基層站點點監(jiān)控人人員可通通過瀏覽覽器實現(xiàn)現(xiàn)遠(yuǎn)程診診斷過程程。其基基本工作作過程為為：Weeb服務(wù)務(wù)器始終終對網(wǎng)絡(luò)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)監(jiān)聽，接接受基層層站點從從瀏覽器器發(fā)出的的請求，在在應(yīng)答后后，建立立聯(lián)接，接接受來自自基層站站點各方方面的信信息，如如設(shè)備的的信息，基基層數(shù)據(jù)據(jù)庫有關(guān)關(guān)設(shè)備的的狀態(tài)信信息等，然然后通過

11、過故障診診斷網(wǎng)絡(luò)絡(luò)專家服服務(wù)系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行診診斷，處處理后的的診斷結(jié)結(jié)果一方方面以WWeb頁頁的形式式返回給給瀏覽器器，另一一方面存存入中心心數(shù)據(jù)庫庫服務(wù)器器中。這這樣，基基層站點點就得到到了中心心站點的的故障診診斷服務(wù)務(wù)。計算機(jī)協(xié)同同專家會會診環(huán)境境平臺是是一個綜綜合性的的網(wǎng)站，它它為從事事故障診診斷工作作的專家家及領(lǐng)域域工作人人員提供供協(xié)同診診斷的工工作平臺臺。該環(huán)環(huán)境具有有如下功功能：多多種共享享交互功功能（文文字圖片語音視頻等等多媒體體交互）；會議召召集主持總集；提供診診斷設(shè)備備現(xiàn)場的的診斷信信息資源源；登記記管理維護(hù)功功能等。4 遠(yuǎn)程故故障診斷斷系統(tǒng)關(guān)關(guān)鍵技術(shù)術(shù)4.1 系系統(tǒng)體系系結(jié)構(gòu)的

12、的確立 傳統(tǒng)概念的的網(wǎng)絡(luò)，是是基于一一般Clliennt/SServver模模型的，這這種方式式的一個個弊端在在于它造造成了一一種“胖客戶戶/瘦服務(wù)務(wù)器”的模型型，大量量的應(yīng)用用程序在在客戶端端，而服服務(wù)器只只起到了了一個管管理的作作用。這這樣如果果應(yīng)用程程序需要要更新或或者維護(hù)護(hù)，就必必須對每每一個客客戶端進(jìn)進(jìn)行大量量的操作作，非常常繁瑣而而且工作作量很大大，帶來來的成本本相對也也很高。隨隨著Weeb技術(shù)術(shù)在Innterrnett上的異異軍突起起，導(dǎo)致致Broowseer/SServver這這一新的的軟件應(yīng)應(yīng)用模型型的流行行，這一一新的模模型奉行行“瘦客戶戶/胖服務(wù)務(wù)器”的理念念，使主主要的

13、應(yīng)應(yīng)用程序序在服務(wù)務(wù)器上，客客戶端只只需要瀏瀏覽器環(huán)環(huán)境，便便可根據(jù)據(jù)需要從從服務(wù)器器下載應(yīng)應(yīng)用程序序來完成成相應(yīng)的的任務(wù)。這這樣使應(yīng)應(yīng)用程序序維護(hù)更更方便，主主要的工工作量集集中在服服務(wù)器端端，從而而使整個個工作量量較小、成成本較低低。而且且Webb具有界界面友好好，操作作方便等等特點。鑒于此，系系統(tǒng)采用用了Brrowsser/Serrverr的體系系結(jié)構(gòu)，利利用軍內(nèi)內(nèi)已經(jīng)建建成的通通訊指揮揮網(wǎng)、軍軍用電話話線網(wǎng)作作為信息息交換渠渠道，針針對部隊隊實際，分分別使用用專線連連接和電電話線連連接以及及二者結(jié)結(jié)合的連連接方式式。將分分布在不不同地域域的設(shè)備備診斷資資源聯(lián)接接在一起起，從而而形成一一

14、個跨地地域的遠(yuǎn)遠(yuǎn)程設(shè)備備故障診診斷協(xié)作作網(wǎng)，保保證充分分發(fā)揮各各入網(wǎng)技技術(shù)資源源的組合合優(yōu)勢，使使網(wǎng)絡(luò)服服務(wù)更為為有效，在在提高設(shè)設(shè)備故障障診斷的的準(zhǔn)確性性的同時時，保證證系統(tǒng)的的安全。4.2 基基于Weeb的虛虛擬儀器器技術(shù)的的應(yīng)用為了在計算算機(jī)協(xié)同同專家會會診環(huán)境境中更形形象直觀觀地顯示示復(fù)雜裝裝備的工工作狀況況，以便便于身在在中心站站點的專專家作出出正確的的故障診診斷結(jié)論論，系統(tǒng)統(tǒng)采用了了基于WWeb的的虛擬儀儀器技術(shù)術(shù)。虛擬擬儀器（Virtual Instrument，VI）是把計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)智能儀器技術(shù)信息融合技術(shù)和自動控制技術(shù)緊密結(jié)合在一起，以軟件代替硬件，以總線網(wǎng)

15、絡(luò)設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器，以組態(tài)代替編程，開發(fā)一套大組態(tài)規(guī)模網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析處理方法，軟件組態(tài)開發(fā)工具和網(wǎng)絡(luò)總線設(shè)備及設(shè)備驅(qū)動方法?；赪eb的VI，簡單說就是把VI技術(shù)和面向Internet 的Web技術(shù)二者有機(jī)結(jié)合所產(chǎn)生的新的 VI 技術(shù)。NI公司是是虛擬儀儀器技術(shù)術(shù)的倡導(dǎo)導(dǎo)者。隨隨著Innterrnett技術(shù)的的飛速發(fā)發(fā)展，NNI公司司分別以以DattaSoockeet技術(shù)術(shù)、RDDA技術(shù)術(shù)、OPPC技術(shù)術(shù)為基礎(chǔ)礎(chǔ)開發(fā)了了能夠?qū)崒崿F(xiàn)遠(yuǎn)程程監(jiān)控的的多種軟軟件平臺臺和工具具。如IInteerneet DDeveelopps TToollkitt(簡稱稱IDTT) 。IDTT是NI的面面向G語

16、言應(yīng)應(yīng)用環(huán)境境的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)應(yīng)用開開發(fā)工具具包。它它實現(xiàn)了了G環(huán)境下下的虛擬擬儀器與與Intternnet連連接的手手段，從從而實現(xiàn)現(xiàn)在Innterrnett上存取取數(shù)據(jù)或或?qū)⑻摂M擬儀器的的前面板板發(fā)布到到Intternnet上上。其中中，G Webb Seerveer是一一種Weeb服務(wù)器器，可以以提供遠(yuǎn)遠(yuǎn)程用戶戶基于瀏瀏覽器訪訪問虛擬擬儀器面面板的功功能?；贒aataSSockket技技術(shù)，可可將虛擬擬儀器的的界面封封裝為可可以在瀏瀏覽器中中運行的的ActtiveeX插件件，在網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上只只需傳輸輸數(shù)據(jù)，從從而在客客戶端實實現(xiàn)真正正的虛擬擬儀器，臨臨場感更更強(qiáng)?；赪ebb的VI技術(shù)術(shù)的應(yīng)用用

17、將為遠(yuǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控控和遠(yuǎn)程程故障診診斷提供供形象生生動的現(xiàn)現(xiàn)場資源源，提高高遠(yuǎn)程用用戶的臨臨場真實實感，為為遠(yuǎn)程故故障診斷斷提供了了良好的的工作手手段。4.3 遠(yuǎn)遠(yuǎn)程故障障診斷專專家系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計計系統(tǒng)采用了了基于BBrowwserr/Seerveer的遠(yuǎn)遠(yuǎn)程故障障診斷專專家系統(tǒng)統(tǒng)?；颈窘Y(jié)構(gòu)如如圖2所示。Web瀏覽器Web瀏覽器 設(shè)備信息設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫Internet診斷推理機(jī)Web服務(wù)器 Internet診斷推理機(jī)Web服務(wù)器Web瀏覽器 接口口Web瀏覽器圖2 基于于B/SS的遠(yuǎn)程程故障診診斷專家家系統(tǒng)基基本結(jié)構(gòu)構(gòu)專家系統(tǒng)主主要解決決知識的的表示與與存儲，推推理系統(tǒng)統(tǒng)的實現(xiàn)現(xiàn)兩個方方面的問問題

18、。在在實現(xiàn)方方面主要要涉及動動態(tài)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)數(shù)據(jù)庫庫，推理理機(jī)和用用戶界面面。為此此采用動動態(tài)交互互式的WWeb技技術(shù)實現(xiàn)現(xiàn)基于IInteerneet的專專家系統(tǒng)統(tǒng)。對于于診斷功功能的實實現(xiàn)，采采用了CCGI技技術(shù)將WWeb與與DCOOM結(jié)合合的方式式來完成成。如圖圖3所示。Web服務(wù)器Web服務(wù)器CGI程序（DCOM客戶方程序）Web瀏覽器DCOM服務(wù)方程序 HTTTP請請求 CGI程序（DCOM客戶方程序）Web瀏覽器DCOM服務(wù)方程序InternetInternet 診斷斷結(jié)果 診診斷結(jié)果果圖3 基于于Webb的分布布式應(yīng)用用系統(tǒng)對于復(fù)雜系系統(tǒng)的故故障診斷斷，通常常使用的的是CGGI（Comm

19、monn Gaatewway Intterffacee）技術(shù)術(shù)。CGGI是最最先發(fā)展展起來的的動態(tài)WWeb技技術(shù)，幾幾乎可以以用任何何一種高高級語言言（如CC/C+，Delpphi，VB等）來來開發(fā)CCGI程程序，能能夠使客客戶瀏覽覽器動態(tài)態(tài)地訪問問服務(wù)器器的資源源。但是是一般而而言，CCGI程程序只能能完成服服務(wù)器端端比較單單一的應(yīng)應(yīng)用,無法完完成分布布環(huán)境下下復(fù)雜的的業(yè)務(wù)應(yīng)應(yīng)用。而而DCOOM技術(shù)術(shù)可以很很好地實實現(xiàn)復(fù)雜雜的分布布異構(gòu)應(yīng)應(yīng)用。因因此將CCGI技技術(shù)和DDCOMM技術(shù)相相結(jié)合，以以實現(xiàn)基基于Weeb的分分步式應(yīng)應(yīng)用程序序。用戶戶可通過過瀏覽器器請求WWEB診診斷服務(wù)務(wù)器上的的

20、一個CCGI程程序（DDCOMM的客戶戶端程序序），這這個CGGI程序序于是向向DCOOM的服服務(wù)器對對象提出出對象請請求。DDCOMM服務(wù)方方對象得得到請求求后，調(diào)調(diào)用相應(yīng)應(yīng)的診斷斷程序，作作出響應(yīng)應(yīng)后，向向客戶方方程序返返回故障障診斷結(jié)結(jié)果?？涂蛻舴匠坛绦虻玫降皆\斷結(jié)結(jié)果后，將將其處理理為Weeb的形形式并返返回給瀏瀏覽器。這這樣，基基層站點點就得到到了中心心站點的的遠(yuǎn)程故故障診斷斷服務(wù)。4.4 計計算機(jī)協(xié)協(xié)同專家家會診環(huán)環(huán)境的開開發(fā) 該環(huán)環(huán)境的開開發(fā)采用用服務(wù)器器端的AASP動動態(tài)頁面面設(shè)計和和數(shù)據(jù)庫庫技術(shù)相相結(jié)合，可可以實現(xiàn)現(xiàn)會議主主持，文文字交談?wù)劊Z音音交流，圖圖片文件件的瀏覽覽，文件件傳輸（上上載和下下載）。網(wǎng)網(wǎng)站由數(shù)數(shù)據(jù)庫實實現(xiàn)各種種功能的的組件，ASP頁面和HTML頁面組成。技術(shù)方案如下：（1）在WWINDDOWSS NTT SEERVE