汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)研究

王 琳

（武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北武漢 430050）

0 引言

汽車檢測線是汽車生產(chǎn)制造體系的重要組成部分，是面對汽車使用量、需求量不斷提升，針對汽車質(zhì)量安全管理要求，實(shí)現(xiàn)可靠性評價、安全性能檢測等工作有效開展而形成的測控系統(tǒng)。因此，汽車檢測線工作質(zhì)量直接影響汽車生產(chǎn)質(zhì)量與安全。對此，有必要加強(qiáng)汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)的研究，以指導(dǎo)系統(tǒng)構(gòu)建，為檢測線安全、可靠運(yùn)行提供服務(wù)。

1 汽車檢測線故障分析

由于汽車檢測線是一個結(jié)構(gòu)復(fù)雜的綜合型系統(tǒng)，涉及到的設(shè)備、技術(shù)、工序等較多。因此，在運(yùn)行過程中易受自然環(huán)境因素、人為操作因素等影響而出現(xiàn)故障，無法完成汽車檢測線規(guī)定任務(wù)，出現(xiàn)漏檢、錯檢、誤檢等現(xiàn)象，降低汽車生產(chǎn)制造質(zhì)量與安全。再有，當(dāng)前我國汽車檢測線故障診斷技術(shù)尚不成熟，專業(yè)診斷人員短缺，難以滿足汽車檢測線故障診斷與防控需求。在汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)之前，需對汽車檢測線故障進(jìn)行全面了解，根據(jù)故障機(jī)理、故障特征等，明確系統(tǒng)所應(yīng)具備的基本功能，實(shí)現(xiàn)故障樹、故障診斷專家系統(tǒng)的科學(xué)構(gòu)建。

基于經(jīng)驗(yàn)歸納與總結(jié)，汽車檢測線故障主要有線路故障、供電故障、檢測線配套設(shè)施故障、檢測線軟件故障等類型。其中線路故障主要是汽車檢測線運(yùn)行過程中，連接線路、通信線路等出現(xiàn)的短路、斷路、松動等問題，導(dǎo)致汽車檢測線無法正常運(yùn)行。

2 汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)基本功能需求分析

汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)是針對傳統(tǒng)汽車檢測線故障診斷效率慢、成本高、人員多、時間長等弊端，設(shè)計開發(fā)的具備診斷、監(jiān)控自動化、智能化特征的故障診斷系統(tǒng)。因此，確定設(shè)計開發(fā)的汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)的基本功能需求：①系統(tǒng)能夠替代人工，對汽車檢測線系統(tǒng)的線路、設(shè)備等運(yùn)行情況進(jìn)行檢查，實(shí)現(xiàn)故障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、全面、及時采集與管理；②系統(tǒng)能夠結(jié)合實(shí)際維修案例，結(jié)合故障數(shù)據(jù)分析結(jié)果，進(jìn)行故障原因自動化診斷；③系統(tǒng)能夠以網(wǎng)頁形式進(jìn)行故障數(shù)據(jù)傳輸、顯示、查詢與利用，滿足系統(tǒng)用戶工作需求；④故障診斷結(jié)果可以報告形式打印等[2]。

基于汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)基本功能需求，形成如圖1 所示汽車檢測線故障維修模式，有效提升汽車檢測線故障維修質(zhì)量與效率，保障汽車檢測線運(yùn)行安全與穩(wěn)定，同時促進(jìn)汽車檢測線作用的有效發(fā)揮。

圖1 故障診斷維修模式

3 汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 故障樹分析

故障樹分析法是故障分析領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的方法，是以故障信息為依據(jù)，在數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、應(yīng)用數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論等支撐下，通過建立故障樹模型，進(jìn)行圖形演繹，實(shí)現(xiàn)故障原因有效探尋的方法。在對汽車檢測線常見故障具有一定了解的基礎(chǔ)上，將故障樹分析法引入汽車檢測檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)，構(gòu)建汽車檢測線故障樹模型，能夠在故障樹定性與定量分析下，進(jìn)行汽車檢測線故障事件有效探尋，為點(diǎn)陣燈屏故障、制動檢測臺故障等檢測線故障推理提供支持。

3.2 專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)作為人工智能技術(shù)領(lǐng)域的重要組成部分，能夠依托計算機(jī)程序，進(jìn)行專家思維的科學(xué)模式，利用專家經(jīng)驗(yàn)、知識等，進(jìn)行專家類問題的有效解決。由于汽車檢測線是一個綜合性較強(qiáng)的系統(tǒng)，檢測線設(shè)備故障具備類型多、表現(xiàn)多、成因復(fù)雜等特征，很難用簡單數(shù)據(jù)模型進(jìn)行表達(dá)。因此，在汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)中引入專家系統(tǒng)，能夠有效解決上述問題，現(xiàn)實(shí)意義顯著。在本次研究過程中，設(shè)計利用程序開發(fā)功能性強(qiáng)的Java expert system shell 軟件為專家系統(tǒng)開發(fā)工具，滿足汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)開發(fā)需求。

3.3 數(shù)據(jù)采集

在汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)構(gòu)建過程中，系統(tǒng)作用的發(fā)揮，離不開充足數(shù)據(jù)的支撐。對此，汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)需配置數(shù)據(jù)采集模塊，能夠及時采集汽車檢測線故障信息，通過數(shù)字信號、模擬信號的有效轉(zhuǎn)換，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸、分析、存儲、利用與顯示。在本次研究過程中，設(shè)計選用性能高、功率低、通信接口豐富的飛思卡爾MC9S12DP512 芯片，作為信號采集主控芯片，進(jìn)行汽車檢測線模擬信號、數(shù)字信號的有效收集；設(shè)計選用成本低、精度適宜的AD622 進(jìn)行傳感器信號放大處理，以滿足系統(tǒng)故障信息采集與傳輸需求。

4 汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)的設(shè)計與功能實(shí)現(xiàn)

4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

根據(jù)汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)要求，結(jié)合汽車檢測線工作特征，確定汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)由汽車檢測線、工控計算機(jī)、故障采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、專家系統(tǒng)、遠(yuǎn)程故障診斷平臺等幾部分構(gòu)成。故障采集系統(tǒng)側(cè)重于汽車檢測線故障信息的有效采集，能夠替代汽車檢測線檢測維修專家對檢測線各工位信息進(jìn)行自動化檢測。數(shù)據(jù)庫主要存在于汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程智能診斷服務(wù)器中，以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MysQL 為主，同時進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，涉及到的故障數(shù)據(jù)表相對較大。遠(yuǎn)程智能故障診斷平臺屬人機(jī)交互系統(tǒng)，能夠以網(wǎng)頁形式與用戶建立聯(lián)系，滿足用戶登錄、故障數(shù)據(jù)上傳、診斷記錄查詢、故障診斷信息利用等需求。

遠(yuǎn)程智能故障診斷平臺作為汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)核心結(jié)構(gòu)，在對其進(jìn)行設(shè)計時，對比分析C/S（Client/Server，客戶機(jī)/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)與B/S（Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合遠(yuǎn)程智能故障診斷平臺特征與功能需求，確定選擇成本低、性能高、結(jié)構(gòu)可拓展、存儲能力強(qiáng)等B/S 結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)。與此同時，為保證汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)的有效實(shí)現(xiàn)，設(shè)計引入Java EE 應(yīng)用的分層模型促進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用作用的有效發(fā)揮。用戶在登錄系統(tǒng)后，根據(jù)界面指示，進(jìn)行必要信息輸出，利用光標(biāo)操控各選項(xiàng)按鈕，使系統(tǒng)依據(jù)要求運(yùn)行，獲得需求信息。用戶不僅能夠通過界面進(jìn)行故障信息查詢，也能夠在留言板進(jìn)行故障點(diǎn)信息、故障維修建議的留言，系統(tǒng)管理人員則可根據(jù)留言信息，結(jié)構(gòu)工作經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行系統(tǒng)管理操作，包括故障修改、添加、刪除等。

4.2 試驗(yàn)分析

為驗(yàn)證所開發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用的可行性、科學(xué)性，以制動檢測臺舉升故障為例，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，得出如圖2 所示結(jié)果。由診斷結(jié)果可知IO 板電磁閥通道故障是引發(fā)制動檢測臺舉升故障的核心因素，在汽車檢測線維修過程中，需加強(qiáng)IO 板電磁閥通道檢修管控力度。汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)的故障診斷結(jié)果準(zhǔn)確度相對較高，能夠?qū)崿F(xiàn)檢測線故障的遠(yuǎn)程智能診斷。

5 結(jié)語

圖2 試驗(yàn)分析中系統(tǒng)診斷結(jié)果界面

汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計與開發(fā)，是提升汽車檢測線工作質(zhì)量與效率，促進(jìn)汽車檢測線作用充分發(fā)揮的重要手段。從汽車檢測線故障分析入手，從系統(tǒng)基本功能需求、關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)計與工程實(shí)現(xiàn)等方面進(jìn)行汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)。系統(tǒng)試驗(yàn)分析表明，汽車檢測線遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)汽車檢測線的遠(yuǎn)程監(jiān)控與智能診斷，具有一定應(yīng)用價值。