談電子智能設備故障診斷技術

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摘要：電子設備伴隨我國電子技術的不斷發(fā)展，已經(jīng)進入了人們生活和生產(chǎn)的各個領域。市場上各種類型的電子設備應有盡有，極大地滿足了人們對電子產(chǎn)品的需求。但是，電子設備在長期使用過程中不可避免會出現(xiàn)相應的故障問題。借助科學合理的故障診斷技術可以有效解決電子設備故障問題。本文主要對電子設備智能故障診斷技術進行分析，目的是確保電子設備的正常運行，進一步推動我國電子行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：電子設備；智能故障；診斷技術

電子科技不斷發(fā)展的背景下，市場上電子設備的種類越來越多。不同種類的電子設備極大地滿足了人們對電子產(chǎn)品的需求，對于便捷人們的生產(chǎn)和生活有重要作用。尤其是在我國工業(yè)生產(chǎn)中電子設備的應用更加常見，電子設備的應用可以提高企業(yè)生產(chǎn)效率，能帶給企業(yè)更多的經(jīng)濟利益。但是，電子設備一旦出現(xiàn)故障則影響生產(chǎn)活動的順利進行，對企業(yè)帶來嚴重影響。由此可見，加強對電子設備故障問題的分析，探討其智能故障診斷技術是非常必要的。

1傳統(tǒng)電子設備故障診斷技術

1.1單信號處理技術

單信號處理技術作為傳統(tǒng)電子設備故障診斷技術之一，與早期電子設備集成度不高相適應。傳統(tǒng)的電子設備一個機組中具備的元件較多，這些元件常常為分散式或者集成式分布。此時，如果某個元件出現(xiàn)故障則需要維修人員使用單信號處理技術，對故障因素進行排查。

1.2單信號濾波技術

單信號濾波技術是單信號處理技術的進一步改進，該技術可以在濾波變換的作用下將特征變量記錄下來，并對采集的特征變形賦予閾值診斷故障問題。

2電子設備智能故障診斷技術

傳統(tǒng)電子設備故障診斷技術存在很多不足之處。尤其是使用傳統(tǒng)故障診斷技術解決深層次問題和處理較為復雜的結(jié)構(gòu)時難度更大。隨著我國人工智能技術的不斷發(fā)展，電子設備診斷技術也逐漸向著智能化方向發(fā)展。灰色理論、模式識別、模糊技術、診斷專家系統(tǒng)以及失效樹分析等是智能故障診斷技術主要包括的內(nèi)容。其中診斷專家系統(tǒng)可以將自身作為平臺，將其他幾種診斷技術結(jié)合在一起構(gòu)建成智能故障診斷系統(tǒng)。因此，我們所知的電子設備智能故障診斷技術一般就是診斷專家系統(tǒng)。診斷專家系統(tǒng)包括的內(nèi)容較多，如知識庫的構(gòu)建、推理機、綜合數(shù)據(jù)庫、解釋機等。以下就是對知識庫和推理機的相關分析。

2.1知識庫的構(gòu)建

電子設備智能故障診斷技術的關鍵就是知識庫的構(gòu)建，因此，工作人員要確保知識庫的數(shù)量和質(zhì)量，對知識庫的構(gòu)建做好合理性規(guī)劃。知識庫的建立與知識的表示存在不可分割的關系，規(guī)劃知識庫的主要目的是將問題空間進一步縮小，提高知識搜索的效率，這樣規(guī)劃的知識庫便于后續(xù)更好地維護。其中，知識庫規(guī)劃方法主要有以下幾種：一是根據(jù)設備征兆的不一樣，將設備征兆與其相關知識整合在一起構(gòu)建綜合性的知識庫模塊。此種類型的知識庫可以確保診斷的針對性；二是根據(jù)所使用數(shù)學模型的不同對知識庫進行規(guī)劃，結(jié)合表示方法、處理方法等的不同將知識劃分成不一樣的模塊，不同模塊可以將設備知識不同種表示方法綜合使用；三是根據(jù)設備構(gòu)成結(jié)構(gòu)的不同將不同分機的知識建立成知識模塊，這樣的知識模塊與人們正常思路更加相符；四是根據(jù)專家對該領域知識的不同認知來劃分，對象性知識、啟發(fā)性知識、故障知識、元知識、過程性知識、故障知識等是領域知識主要包含的內(nèi)容。以模塊的形式劃分知識庫主要是方便后續(xù)的維護。知識庫以模塊的形式進行劃分，不僅不會隔斷各個模塊之間的聯(lián)系，而且還會構(gòu)建起各模塊之間相互協(xié)調(diào)、相互通信的工作模式。該模式下可以更好地凸顯知識庫的作用。分析各模塊之間相互協(xié)調(diào)、相互通信工作模式得以順利構(gòu)建的原因與黑板模型和議程表有直接的關系，黑板模型就相當于各模塊工作的草稿紙，可以將最初的原始數(shù)據(jù)和中間數(shù)據(jù)詳細記錄下來。此外，黑板模型還可以發(fā)揮調(diào)度機構(gòu)的作用，可用于激活模塊。議程表則可以起到各模塊之間相互協(xié)商并交流診斷各項任務的作用。

2.2推理機的設計

診斷專家系統(tǒng)中另一個非常重要的組成部分就是推理機，推理機的主要作用是將知識充分調(diào)動起來并進行邏輯性判斷。在需要借助符號處理的診斷專家系統(tǒng)中，推理機在邏輯分析和狀態(tài)搜索的過程中采用的是符號匹配形式。在需要借助數(shù)據(jù)處理的診斷專家系統(tǒng)中，推理機要想獲取工作進程則需要借助相應的數(shù)值。正向、反向以及混合推理是推理機所使用的主要推理機制，通常情況下，正向推理主要用于邏輯推理中的假設，反向推理主要用于邏輯推理真?zhèn)蔚尿炞C。

3電子設備智能故障診斷技術的發(fā)展前景

3.1分布式故障診斷

一些大型的電子設備其結(jié)構(gòu)和功能常常呈現(xiàn)出分布式和多層次性分布特點。這樣的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)也決定了故障診斷系統(tǒng)也應該是多層次和分布式的。系統(tǒng)級診斷系統(tǒng)和子診斷系統(tǒng)是分布式診斷系統(tǒng)主要構(gòu)成部分。診斷任務的管理主要由系統(tǒng)級診斷系統(tǒng)負責，如分解總體任務、協(xié)調(diào)與控制子任務、綜合各子系統(tǒng)的診斷結(jié)論等。子診斷系統(tǒng)的主要職責是完成所負責轄區(qū)設備的故障診斷。

3.2遠程故障診斷

遠程故障診斷技術是電子設備智能故障診斷技術今后發(fā)展的方向之一。越來越多的高新技術產(chǎn)品出現(xiàn)在了制造業(yè)中，企業(yè)人員要想自己診斷故障系統(tǒng)將存在較大難度。加上全球化往來越來越密切的今天，顧客遍布世界的各個角落，這就需要企業(yè)構(gòu)建起基于網(wǎng)絡技術下的遠程故障診斷模式，該故障診斷模式可以將多媒體技術、網(wǎng)絡技術以及通信技術結(jié)合在一起，對電子設備故障問題進行遠程診斷。此外，軍事方面電子設備遠程故障診斷的情況也較為常見，尤其是一些殺傷性較大的武器設備，一旦出現(xiàn)故障問題就需要部隊專業(yè)維修人員處理，專業(yè)維修人員即便不在武器設備現(xiàn)場，也可以利用遠程故障診斷專家系統(tǒng)分析并解決故障問題。由此可見，遠程故障診斷是電子設備智能故障診斷技術今后發(fā)展的趨勢之一。

3.3智能診斷決策支持系統(tǒng)

在實踐中發(fā)展起來的智能診斷專家系統(tǒng)可以滿足一般用戶的需求，該系統(tǒng)中的自動診斷技術具有很大的作用。但是，在某些特定領域智能診斷專家系統(tǒng)中的自動診斷則不適用。這些特定領域中需要用戶自己就是診斷專家，如果單純依靠系統(tǒng)給出的診斷決策將影響用戶個人的主動性，在一定程度上引起用戶反感。因此，智能診斷支持系統(tǒng)只能是協(xié)助專家，而不是進行決策。這樣可以凸顯出用戶的主體地位，能促使人類自覺加入到診斷過程中，這對后續(xù)的設備維護有重要意義。

3.4便捷式診斷儀

在快節(jié)奏的生產(chǎn)和生活領域，便捷式的電子設備智能故障診斷技術可以極大地滿足人們的需求。該診斷技術可以進一步提高人們故障診斷的效率，能進一步提高故障診斷服務水平。如果便捷式診斷儀可以借鑒數(shù)字萬用表的診斷原理對電子設備進行診斷，將會帶給維修人員定位排故很大的便利。在科學技術不斷發(fā)展的今天，數(shù)字信息處理器、人工智能技術、嵌入式軟件技術等都為便捷式診斷儀的研發(fā)創(chuàng)造了良好的條件。

3.5診斷Agent

目前，對Agent的統(tǒng)一解釋為可以在某一環(huán)境下持續(xù)較長時間并自主性發(fā)揮作用。Agent作為一種計算實體，可以滿足社會性、反應性和主動性要求。研究人員正是利用了Agent的自主性將其制作成了虛擬專家，虛擬專家可以對大型系統(tǒng)進行知識備份和自主管理。在電子化設備不斷發(fā)展的背景下，診斷Agent成了電子設備智能故障診斷技術今后的發(fā)展方向。

3.6故障預測預報

故障預測預報可以起到故障預防和故障診斷的目的。故障診斷最高級的行為就是故障預測預報。尤其是在一些大型的復雜系統(tǒng)中，故障預測預報可以及時消除故障隱患，能避免故障問題引發(fā)的嚴重事故。由此可見，故障預測預報也是電子設備智能故障診斷技術今后發(fā)展的趨勢之一。該故障診斷技術可以分析電子設備關鍵參數(shù)的變化情況，根據(jù)參數(shù)變化趨勢預測接下來可能出現(xiàn)的故障問題，并制定及時預防措施。

4結(jié)語

綜上所述，以上就是本文對電子設備智能故障診斷技術的有關分析，希望通過本文的總結(jié)可以進一步豐富該領域的研究成果，推動我國電子行業(yè)的有序發(fā)展。

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作者：謝辰子 單位：航天401所