飛機(jī)機(jī)械故障診斷智能專(zhuān)家系統(tǒng)研究

薛鋒 郭偉 王培淞

摘 要：飛機(jī)在機(jī)械系統(tǒng)當(dāng)中屬于高端的裝備，伴隨當(dāng)前航空技術(shù)發(fā)展速度進(jìn)一步加快，很多先進(jìn)的生產(chǎn)方法應(yīng)用到飛機(jī)生產(chǎn)中，飛機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)也開(kāi)始變得越來(lái)越復(fù)雜，其可靠性和安全性逐步變成飛機(jī)維修保養(yǎng)過(guò)程中重點(diǎn)研究的問(wèn)題，智能專(zhuān)家系統(tǒng)是確保飛機(jī)可靠性的重要檢測(cè)系統(tǒng)，越來(lái)越多的機(jī)械工程師開(kāi)始重視飛機(jī)機(jī)械故障診斷智能專(zhuān)家系統(tǒng)，本文重點(diǎn)分析研究飛機(jī)機(jī)械診斷智能專(zhuān)家系統(tǒng)，以供參考。

關(guān)鍵詞：飛機(jī);智能專(zhuān)家系統(tǒng);研究;機(jī)械故障診斷;設(shè)計(jì)

1 智能故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)的特點(diǎn)

首先，該系統(tǒng)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，因?yàn)閷?zhuān)家系統(tǒng)主要是以專(zhuān)業(yè)知識(shí)為理論基礎(chǔ)的，所以只要數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中知識(shí)儲(chǔ)備容量足夠大，專(zhuān)家系統(tǒng)就能夠在任何計(jì)算機(jī)硬件上進(jìn)行操作，并且，準(zhǔn)確的診斷飛機(jī)出現(xiàn)的潛在故障隱患。

其次，該系統(tǒng)的成本較低，專(zhuān)家系統(tǒng)在發(fā)展的過(guò)程中歷史悠久，伴隨當(dāng)前相關(guān)設(shè)備的逐步改進(jìn)和科技的進(jìn)一步發(fā)展，該系統(tǒng)在運(yùn)行維護(hù)方面的成本變得越來(lái)越低，從飛機(jī)機(jī)械設(shè)備的故障診斷的角度進(jìn)行分析，其他的智能診斷技術(shù)相比，其所需要花費(fèi)的成本較低。

最后，該系統(tǒng)具有很強(qiáng)的可靠性，這種可靠性主要表現(xiàn)在專(zhuān)家知識(shí)的易獲得性和持久性?xún)蓚€(gè)方面。持久性主要指的是專(zhuān)家系統(tǒng)并不會(huì)像人類(lèi)專(zhuān)家那樣會(huì)退休會(huì)死亡，因其知識(shí)體系如果形成，就會(huì)進(jìn)一步延續(xù)下去，而易獲得性主要指的是專(zhuān)家系統(tǒng)主要是綜合多個(gè)專(zhuān)家的觀點(diǎn)而獲得的。

2 飛機(jī)機(jī)械故障診斷智能專(zhuān)家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)主要包含了人機(jī)交互模塊、機(jī)械故障診斷模塊及案例庫(kù)等三個(gè)部分，具體如下圖所示。

系統(tǒng)開(kāi)發(fā)圖

2.1 案例庫(kù)

在專(zhuān)家系統(tǒng)當(dāng)中，案例庫(kù)屬于核心組成部分，案例庫(kù)當(dāng)中的案例質(zhì)量和組織方式是當(dāng)前專(zhuān)家系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中非常重要的一種技術(shù)，在進(jìn)行飛機(jī)機(jī)械故障診斷和維修的過(guò)程中，需要依賴(lài)大量的經(jīng)驗(yàn)，在操作的時(shí)候無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)行決策，與此同時(shí)，飛機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)具有很大的非線(xiàn)性和復(fù)雜性，這也導(dǎo)致在飛機(jī)維護(hù)的過(guò)程中需要通過(guò)經(jīng)驗(yàn)傳承的方法進(jìn)行維護(hù)，具體分析飛機(jī)機(jī)械設(shè)備的特點(diǎn)，形成完善的飛機(jī)機(jī)械故障診斷智能專(zhuān)家系統(tǒng)，首先需要對(duì)大量故障診斷案例進(jìn)行收集，案例屬于知識(shí)表達(dá)的一種重要形式，需要總結(jié)相關(guān)的專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)案例的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)表達(dá)。案例越多，說(shuō)明其專(zhuān)家知識(shí)就越豐富，在診斷的過(guò)程中，診斷水平也越高。

2.2 機(jī)械故障診斷模塊

2.2.1 診斷信息獲取模塊

診斷信息獲取模型是一種漸進(jìn)性的，在診斷的時(shí)候先將問(wèn)題提出，依照問(wèn)題對(duì)各種診斷信息進(jìn)行搜索，獲得相關(guān)的診斷信息，依照一定的比例規(guī)則表述，向案例庫(kù)當(dāng)中存入并且了解故障的部件、故障的表現(xiàn)以及故障的系統(tǒng)。

2.2.2 案例管理模塊

案例管理模型主要是將傳統(tǒng)的故障診斷案例向案例庫(kù)當(dāng)中錄入并且形成案例的，所以信息案例管理模塊主要包含了案例的修改、案例瀏覽、案例添加等相關(guān)管理維護(hù)功能。

2.2.3 診斷推理模塊

在整個(gè)專(zhuān)家系統(tǒng)當(dāng)中，診斷推理模塊是非常重要的一個(gè)部分，依照案例數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中的海量案例，自由匹配當(dāng)前的故障信息和案例當(dāng)中的相似信息，如果能夠安全匹配，則可以直接將案例庫(kù)當(dāng)中的匹配信息調(diào)出作為診斷結(jié)果，如果部分匹配，則將歷史案例的診斷過(guò)程羅列出來(lái)，初步分析當(dāng)前的故障情況，獲得相應(yīng)的結(jié)論。

2.2.4 自學(xué)習(xí)模塊

在診斷推理模塊當(dāng)中自學(xué)習(xí)模塊是非常重要的一個(gè)部分，其最大特點(diǎn)是具有一定的機(jī)械學(xué)習(xí)能力，會(huì)在進(jìn)行機(jī)械故障診斷的過(guò)程中，獲取相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，在不斷積累的過(guò)程中，讓專(zhuān)家系統(tǒng)的故障診斷能力和學(xué)習(xí)能力進(jìn)一步提高，在實(shí)際操作的過(guò)程中，自學(xué)習(xí)模塊不但能夠?qū)W習(xí)成功解決故障的經(jīng)驗(yàn)也能夠?qū)ξ茨芙鉀Q故障的失敗教訓(xùn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，這樣可以大大增加設(shè)備的智能化水平，如果通過(guò)推理模塊獲得診斷的結(jié)果是正確的，可以在實(shí)際操作中使用，但是歷史案例庫(kù)當(dāng)中沒(méi)有，可以自動(dòng)將其添加到案例庫(kù)當(dāng)中，如果是解決故障的求索是失敗的，在實(shí)際操作的過(guò)程中無(wú)法得到較好的效果，則將其作為一個(gè)失敗案例向歷史案例庫(kù)當(dāng)中存入。

2.3 人機(jī)交互模塊

人機(jī)交互模塊主要是在工程師、故障診斷專(zhuān)家以及用戶(hù)交互過(guò)程中使用。人機(jī)交互模塊能夠方便用戶(hù)進(jìn)行操作，并且維護(hù)專(zhuān)家系統(tǒng)可以利用現(xiàn)場(chǎng)工程師的現(xiàn)場(chǎng)記錄來(lái)對(duì)故障部件故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，能夠?qū)⒐こ處煹男蚀蠓忍岣?，整個(gè)系統(tǒng)在診斷的過(guò)程中，記錄飛機(jī)故障的實(shí)際情況，并且不斷豐富案例庫(kù)，隨著案例庫(kù)當(dāng)中案例進(jìn)一步增多，專(zhuān)家診斷的能力也進(jìn)一步提高，飛機(jī)機(jī)械故障的維修效率也將隨之大幅提高。

3 結(jié)語(yǔ)

本文主要對(duì)當(dāng)前飛機(jī)機(jī)械故障的復(fù)雜性進(jìn)行分析，闡述飛機(jī)機(jī)械故障診斷智能專(zhuān)家系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值，通過(guò)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)研究，該專(zhuān)家系統(tǒng)在實(shí)際操作的過(guò)程中具有很強(qiáng)的可靠性，值得推廣和使用。

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