發(fā)布時(shí)間：2020-07-29 13:07

【摘要】：隨著Internet/Intranet技術(shù)的迅速發(fā)展,現(xiàn)代制造模式正朝著集成化、網(wǎng)絡(luò)化、全球化方向發(fā)展,涌現(xiàn)出智能制造、網(wǎng)絡(luò)化分散制造等先進(jìn)制造理念。以數(shù)控機(jī)床、PLC控制的制造裝備、機(jī)器人等為代表的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備作為各種現(xiàn)代化制造系統(tǒng)的最基礎(chǔ)裝備,其正常運(yùn)行是現(xiàn)代制造企業(yè)能夠健康運(yùn)轉(zhuǎn)的根本保證。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備技術(shù)迅猛發(fā)展,結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,使得針對(duì)這些設(shè)備及其工藝過程的故障診斷工作越來(lái)越重要。 本文分析了現(xiàn)代化裝備制造系統(tǒng)在新形式下面臨的挑戰(zhàn),在現(xiàn)有支撐技術(shù)條件下及其可見的發(fā)展趨勢(shì)下,針對(duì)以CNC裝置和PLC為控制器的制造裝備的遠(yuǎn)程監(jiān)控故障診斷進(jìn)行深入研究。 研究工作從構(gòu)建由現(xiàn)場(chǎng)控制器到遠(yuǎn)程分布式系統(tǒng)的故障診斷功能的體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵使能技術(shù)出發(fā),以系統(tǒng)的通用性為重要原則,提出遠(yuǎn)程監(jiān)控故障診斷系統(tǒng)(EMID)的結(jié)構(gòu)功能模型；提出實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)RDSP功能模型,通過其向上層提供集成數(shù)據(jù)服務(wù),并對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、管理、服務(wù)功能進(jìn)行深入研究；提出“結(jié)構(gòu)-故障樹”方式的裝備診斷知識(shí)組織模型,在其基礎(chǔ)上,采用基于智能引導(dǎo)的融合診斷方法實(shí)現(xiàn)高效的診斷維護(hù)工作。本論文的主要研究工作具體如下： (1)分析現(xiàn)代制造環(huán)境下的裝備故障診斷工作的功能需求,提出面向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架和功能模型,對(duì)其作出了系統(tǒng)化、全局性闡述,分析了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)和融合診斷方法等關(guān)鍵技術(shù),為系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。 (2)分析了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接口特點(diǎn)和信號(hào)采集內(nèi)容,分析了在診斷系統(tǒng)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)功能的需求,提出基于扁平結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)RDSP,針對(duì)基于廣域網(wǎng)分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)訪問問題,采用散列映射訪問機(jī)制和Socket線程池等技術(shù),解決數(shù)據(jù)服務(wù)的實(shí)時(shí)性、并發(fā)性問題,通過實(shí)際檢測(cè)達(dá)到預(yù)計(jì)效果。RDSP的研究包括平臺(tái)的結(jié)構(gòu)、內(nèi)存實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)維護(hù)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)、歷史數(shù)據(jù)維護(hù)等具體功能的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方法。 (3)充分分析制造裝備固有特點(diǎn)和其故障特點(diǎn),同時(shí)分析了應(yīng)用于實(shí)際的各種故障診斷技術(shù)方法的特點(diǎn)。針對(duì)現(xiàn)有的各診斷理論功能單一的局限,提出基于“結(jié)構(gòu)-故障樹”知識(shí)組織方法和基于智能引導(dǎo)的層次融合診斷推理方法,解決了診斷知識(shí)和診斷方法在融合診斷工作中組織問題。 在收集和分析大量數(shù)控機(jī)床等故障實(shí)例基礎(chǔ)上,提出基于診斷過程性知識(shí)引導(dǎo)的診斷方法,基于設(shè)備-故障特征知識(shí)引導(dǎo)的診斷方法。同時(shí),在經(jīng)驗(yàn)知識(shí)不夠充分時(shí),提出基于RDSP實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)的ANFIS知識(shí)發(fā)現(xiàn)方法,實(shí)現(xiàn)面向數(shù)據(jù)的故障診斷功能。 EMID層次診斷功能從縱向配置角度,提出基于現(xiàn)場(chǎng)控制器故障診斷的實(shí)施原則；在討論和分析網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同工作環(huán)境下,診斷系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)、功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,給出分布式故障診斷工作的流程及模糊層次評(píng)價(jià)方法。 (4)在上述原理研究的基礎(chǔ)上,在教育部博士基金項(xiàng)目“基于網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)控加工智能化研究”(145015)和教育部重點(diǎn)科研項(xiàng)目“基于CSCW遠(yuǎn)程控制的機(jī)械裝備協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)技術(shù)研究”(105057)的資助下,結(jié)合企業(yè)的CIMS及管控一體化開發(fā)等大量橫向課題,綜合運(yùn)用CNC、PL、OPC、.NET、XML Web Service、AJAX、數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù),以建立開放式遠(yuǎn)程監(jiān)控故障診斷平臺(tái)為基礎(chǔ),開發(fā)了面向網(wǎng)絡(luò)化的EMID遠(yuǎn)程監(jiān)控故障診斷原型系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)上述復(fù)雜設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的遠(yuǎn)程化、智能化,驗(yàn)證了論文提出的遠(yuǎn)程監(jiān)控故障診斷系統(tǒng)的思想和方法的可行性、實(shí)用性。
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH165.3
【圖文】：

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、突變過程的信號(hào)捕捉、預(yù)測(cè)、決策乃至報(bào)警會(huì)比以往的故障診斷提高成倍的精確度和可信度，診斷系統(tǒng)的信息融合過程如圖1.4所示，融合需要對(duì)這些性質(zhì)不同、變換多樣的信息進(jìn)行復(fù)合推理，提供決策能力。文獻(xiàn)[19]在綜合國(guó)內(nèi)外狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)發(fā)展近況的基礎(chǔ)上指出，從監(jiān)測(cè)和診斷的手段而言，越來(lái)越多的研究和工業(yè)應(yīng)用表明多傳感器集成與信息融合。傳感器信息融合把多個(gè)傳感器在空間或時(shí)間上的冗余或互補(bǔ)信息依據(jù)某種準(zhǔn)則來(lái)進(jìn)行關(guān)聯(lián)組合及提取，消除單個(gè)傳感器信息的局限性，以獲得對(duì)被測(cè)對(duì)象運(yùn)行狀態(tài)的一致性解釋或描述，增強(qiáng)故障預(yù)知能力，提高診斷準(zhǔn)確性，增加診斷結(jié)果的置信度，119]。-9-

1.4.4內(nèi)容安排論文共分6章，論文結(jié)構(gòu)章節(jié)安排如圖1.5，具體如下：__第1琴，緒論？ ‘. '廣第2章EMID監(jiān)控診斷系—體系結(jié)構(gòu)及1=鍵^^術(shù) - ^■A^i 1.. 廣 7^- -士: n第3:章 11第4章ni 第5章|i實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)；^_EMID融合“EM1D層次‘’：‘,RDSP研究 卜診斷方法研究 診斷功能研究'，，r_ _ :L 丨 __j|第6章系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用實(shí)踐圖1.5論文的工作安排Fig. 1.5 The arrangement of the thesis第一章緒論，闡述并分析了課題的研究背景、來(lái)源、研究意義及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上提出了本文的研究?jī)?nèi)容。第二章分析系統(tǒng)需求及在企業(yè)信息化中所處地位，提出面向網(wǎng)絡(luò)化制造的制造裝備遠(yuǎn)程監(jiān)控故障診斷系統(tǒng)(Equipment Monitor and Intelligent Diagnosis System, EMID)體系結(jié)構(gòu)，闡述了系統(tǒng)的各個(gè)組成部分的結(jié)構(gòu)和作用及其關(guān)鍵技術(shù)。第三章闡述作為EMID基礎(chǔ)和支撐的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)(Real-time Data ServicePlatform. RDSP)結(jié)構(gòu)功能，包括平臺(tái)的結(jié)構(gòu)、內(nèi)存實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理機(jī)制、事務(wù)管理機(jī)制、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、歷史數(shù)據(jù)維護(hù)、數(shù)據(jù)服務(wù)功能實(shí)現(xiàn)。第四章論述EMID融合診斷策略的模型

1._?一一 ?一■一.一._.一圖1.6 EMID研究?jī)?nèi)容及相互關(guān)系示意Fig. 1.6 The research and relationship in EMID制造裝備的遠(yuǎn)程監(jiān)控故障診斷研究是多學(xué)科交叉產(chǎn)物，涉及到從機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、控制及自動(dòng)化理論、信號(hào)處理、人工智能、可靠性理論、應(yīng)用數(shù)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2774003