摘要:人们提倡智能制造系统利用技术进步,通过快速诊断提高故障抵御能力,从而保证性能。在本文中,我们提出了一种用于设计数字孪生(DT)的协同仿真方法,该方法用于训练贝叶斯网络(BN),以便在设备和工厂层面进行故障诊断。具体而言,协同仿真模型是使用由联网传感器、每台设备的高保真仿真模型和工厂的详细离散事件仿真(DES)模型组成的信息物理系统(CPS)设计的。所提出的 DT 方法能够在虚拟系统中注入故障,从而减轻了昂贵的工厂车间实验的需要。应该强调的是,这种注入故障的方法消除了获取包括故障和正常工厂操作的平衡数据的需要。我们在本文中提出了一种结构干预算法 (SIA),首先检测所有可能的有向边,然后区分 BN 的父节点和祖先节点。我们在实验室中设计了一个 DT 研究测试台,由配置成装配单元的四个工业机器人组成,每个机器人都有一个可以监测双轴振动的工业物联网传感器。这些机器人的详细设备级模拟器与机器人装配单元的详细 DES 模型集成在一起。生成的 DT 用于进行干预,以学习用于故障诊断的 BN 模型结构。实验室实验通过准确学习 BN 结构验证了所提方法的有效性,并且在实验中,发现所提方法获得的准确性(使用结构汉明距离测量)明显优于传统方法。此外,发现的BN结构对参数的变化是可靠的,例如平均失败时间(MTTF)
摘要:传统的飞机维修保障工作主要基于结构化数据。非结构化数据,如文本数据,尚未得到充分利用,这意味着资源的浪费。这些非结构化数据蕴含着巨大的故障知识库,可以为飞机维修保障工作提供决策支持。因此,本文提出了一种基于文本的故障诊断模型。所提方法利用Word2vec将文本单词映射到向量空间,然后将提取的文本特征向量输入基于堆叠集成学习方案的分类器。使用真实的飞机故障文本数据集验证了其性能。结果表明,所提方法的故障诊断准确率为97.35%,比次优方法提高了约2%。
摘要 — 随着工业 4.0 的到来,数据科学和可解释人工智能 (XAI) 在最近的文献中引起了相当大的兴趣。然而,就计算机编码和必要的数学工具而言,进入 XAI 的门槛确实很高。对于钢板故障诊断,这项工作报告了一种将基于 XAI 的见解纳入数据科学开发高精度分类器过程的方法。使用合成少数过采样技术 (SMOTE) 和中心点概念,从 XAI 工具中获得见解。已经收获了 Ceteris Peribus 配置文件、部分依赖性和故障配置文件。此外,还从优化的随机森林和关联规则挖掘中提取了 IF-THEN 规则形式的见解。将所有见解整合到一个集成分类器中,已实现 94% 的 10 倍交叉验证性能。总而言之,这项工作做出了三个主要贡献,即::基于利用 medoids 和 SMOTE 的方法,收集见解并纳入模型开发过程。其次,这些见解本身就是贡献,因为它们使钢铁制造业的人类专家受益,第三,已经开发出高精度故障诊断分类器。
参考文献................................................................................................................................................ 68 19
摘要:航空发动机点火系统是发动机的核心部分,包括点火电源、点火激励器、点火引线和点火火花塞,点火系统的可靠性是发动机能否安全高效运行的关键。对点火系统故障诊断的研究对于提高飞机的安全性和持续适航性具有十分重要的意义。本文主要对航空发动机点火系统故障的诊断方法研究和诊断系统设计进行了研究。针对这一问题,设计了点火系统数学模型,并利用该模型模拟点火系统故障,建立点火系统理论数据库。然后搭建实验系统,模拟真实点火系统故障,生成点火系统仿真数据库。基于点火系统故障数据库,采用波形图像匹配算法实现真实点火波形与故障数据库中波形的对比。最后,提出了基于诊断平台和配备高速数据采集卡的工控机的点火系统故障诊断系统。分析结果表明,点火系统故障诊断系统能够准确识别典型的点火故障。
摘要:航空发动机点火系统是发动机的核心部件,包括点火电源、点火激励器、点火导线和点火火花塞等。点火系统的可靠性是发动机能否安全、高效运行的重要因素。为了提高飞机的安全性和持续适航性,开展点火系统故障诊断研究具有十分重要的意义。本文主要对航空发动机点火系统故障的诊断方法研究和诊断系统设计进行研究。针对该问题,设计了点火系统数学模型,并利用该模型模拟点火系统故障,建立点火系统理论数据库。随后,搭建实验系统,模拟实际点火系统故障,生成点火系统仿真数据库。基于点火系统故障数据库,采用波形图像匹配算法,实现真实点火波形与故障数据库波形的比对。最后,提出了基于诊断平台和配备高速数据采集卡的工控机的点火系统故障诊断系统。分析结果表明,该点火系统故障诊断系统能准确识别典型点火故障。
为了保证安全运行和任务完成,必须尽早诊断自动系统中的任何故障。基于模型的技术已被广泛认为是诊断故障的可行且有效的方法,并且需要被监控系统的数学模型。成功的基于模型的故障诊断的先决条件是对建模不确定性具有令人满意的稳健性。本论文研究并进一步发展了稳健残差生成技术在基于模型的故障诊断中的理论和应用,首先研究并回顾了基于模型的故障诊断的基本原理。然后提出了一些设计稳健残差生成器的策略。本论文提出了一种用于稳健残差生成的新型全阶未知输入观测器结构,然后使用该结构设计方向和最小方差残差。然后非常详细地介绍了故障诊断的特征结构分配方法。提出了一种在扰动解耦设计中分配右观测器特征向量的新算法。然后使用扰动解耦残差生成来诊断喷气发动机系统示例中的故障。为了促进这一应用,提出了几种技术来推导近似扰动分布矩阵。这些技术扩大了扰动解耦残差生成方法的应用范围。鲁棒性
国际能源署在许多与能源相关的领域资助研究和开发。在这些领域之一,即建筑节能领域,国际能源署资助各种活动,以更准确地预测建筑物的能源使用情况,包括现有计算机程序的比较、建筑监测、计算方法的比较以及空气质量和占用率研究。17 个国家已选择参与这一领域,并已指定缔约方参与涵盖这一领域合作研究的实施协议。政府指定一些私人组织以及大学和政府实验室作为缔约方,为解决不同技术领域的项目提供了更广泛的专业知识,而如果参与仅限于政府,情况将不会如此。国际能源署认识到将工业界与政府资助的能源研究和开发联系起来的重要性,并尽一切努力鼓励这种趋势。
停机时间过长仍然是许多组织面临的问题,尤其是那些采用复杂资本密集型制造流程的组织。为了解决这个问题,许多组织使用计算机管理系统来支持其维护活动的各个方面,包括故障诊断。本文介绍了一项研究,旨在调查维护信息系统在机器故障期间支持活动的有效性。已经进行了一项调查,从用户的角度调查计算机管理系统的应用。该调查旨在征求用户对有效维护用户支持的意见以及现有 IT 系统对各类人员的实用性。综合调查结果和文献综述将用于指导试点维护信息系统的开发,该系统将在未来研究中进行评估。
