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机器学习在现代故障诊断专家系统中的应用

段学燕李世其．刘燕

华中科技大学机械科学与工程学院工业工程系，湖北武汉４３００７４

ｌ引盲数分析趋势，发现和纠正任何ｎＪ能导致设备故障的操作

在ｒ业化进程中取得最长的机器生命周期和最少的戏运行状况．将Ｐ点提前到靠近问题点甚至比问题点更前

操作维护费用．是主动维修所要达到的目标，也是故障诊

断专家系统产生的原因。幽内外智能故障诊断中通常存

在着知潋获取瓶５，！ｌｉ问题．目前多采用机器学习方法来解

决。机器学备种矗法自提ｍ以来．在设备故障诊断、医

疗决策支持、网络敝障排除等专家系统方面都有了较好

的应用：

归纳学习方法对领域理论要求较少，有助于对已有的

知识进行抽象归纳，是故障诊断专家系统中最根本的学

习力法然而现有的机器学习故障诊断专家系统中．大多

使削非增带式的机器学习方法．通常在面临新示例时需主动维修的要求是必须能够及时发现井阻止任何可

要新学习往所有的爪例，海世数据中这样所需要花能导致严霞或火难性敝障的发，实施书动维修就必须

赞的代价远远崩于只对新示例学习的代价。并在诊断要有更强有力的监测诊断技术做支持｝ｎ１液临洲就是萁

过中，雌测状态故障标准的界定存在…定的用难，如油中一个有效的手段其中，磨屑榆测是油液分析状态雌测

液分析手段中．划汕液成分禽量标准的制定一而系统的学的丰要手段，它通过对油液中磨损膳粒的检测分析监测

习能力仅Ｊ＝ｆ１往知以获取中，却没有利用已有的知识库中ｍ设备的磨损状态．判断设备是胥处于异常磨损状态，找

的知识、辅助维修决策和这种标准的制定¨ｌ殴备故障源，及时进行维护，以免发生更为严重的故障

针对这两方面蚓题．本文将增量斌学习能力运用到２．２基于一定知识基础的学习能力

故障诊断的知｝学爿巾．使其能够在一定知识的基础上张复杂系统和过程的故障诊断问题中．诊断能力主

进行知识的积累ｆ『ｉ是ｉ重新学爿．并且通过积累到的经要依赖该系统拥有的知识．特别屉有关诊断ｊ＝ｃｌＩ象本身的

验，结合其推弹能力，对于殴舒状态进行分析．及时找Ｈ１专门知识，然而由＝Ｆ知识获垠的瓶预问题，渗断系统巾的

问题所在，减小故障的可能性，达到丰动维修的目的。知识是不完备的．因而要求珍断系统在而对新的示例时

２机器学习方法在故障诊断中的应用成该具有一定的学习能力和闩适应能力增屉学习能力

２．，主动维修与油液监测手段（在学习新示例时，仅需要对训练好的系统进行某些改

主动维修就是引对】＿能引起黻备：生故障的“故障动）能够绗敞障诊断专家系统中知识的增镊获取惜来很

源”而果取的维修和管列！活动，在设备的材料和性能发生大的帮助

损耗或降低之前就能够采取维修如图ｌ所示．当设备产２．３机器学习在故障诊断中的应用方法

，问题时．如果能够及时发现井处理．便能够极火地减少将机器学习方法运用ｊ：敞障渗断的体框架ｌ¨固２

维修费用，因此．当发现问题的，，点的他鼍离产生问题卣勺所示．一万面能够通过刈敞障示例集的学习状得ｌ牧障诊

点越近．没ｆ；｝发生故障的可能性越小，维修赞用越少，反断知｝ｊ｛规则，解决＊¨识获取ｊｆＩｃ预的问题，井能啦保证系

之．Ｐ点尴靠近设帑ｊＨ现敝障的Ｆ点时，设备发生故障的统谯定议齄｛卜进・啦行矧识的累ＪＪ¨；另・方ｉｌｉ『

可能性增大，同时所需的维修费用也随之剧增因此．主动也可以｝ｔ｛据知库｛中已有的簧¨淡规则．利用推坤能力．

维修的目的就屉利用慌测设备