滚齿机故障诊断终端软件系统设计

       1 国内外现状 
　　滚齿机在国民经济中起着重要的作用，而对滚齿机故障诊断的研究也正在成为国内研究的热点，本文针对滚齿机在故障诊断方面的问题。阐述了一种本地智能诊断结合远程诊断的滚齿机故障诊断模式，通过本地智能诊断能解决大部分简单故障。对于本地不能诊断处理的故障，通过远程交互接口，实现故障申报。通过本地结合远程诊断模式减少企业人力、物力成本，达到对故障准确判断和定位、快速响应、及时上报、排除故障、恢复设备的正常工作状态的目的。 
　　本文针对滚齿机故障诊断存在的问题，将嵌入式系统与故障诊断的技术、方法相结合，设计一套能实现故障诊断、故障查询、故障申报、故障处理、故障信息维护功能的嵌入式智能终端软件系统。 
　　2 滚齿机故障诊断终端软件系统设计 
　　针对滚齿机故障诊断存在的问题，设计了一种滚齿机故障诊断嵌入式终端软件系统，实现滚齿机故障诊断、故障申报以及相关的功能。 
　　2.1 滚齿机故障诊断终端软件系统功能概述 
　　在对滚齿机故障诊断终端软件系统的调研的基础上，定位了滚齿机故障诊断终端软件系统的功能。 
　　（1）故障诊断，本地诊断是终端软件系统要实现的最基本的也是最重要的功能，主要包括故障信息采集、故障推理、故障确认等过程。而以上的功能都是在知识库、案例库、维修导向乃至人员的经验知识等支持下，用系统推理机实现故障的自动诊断。 
　　（2）故障查询，通过查询滚齿机故障诊断终端软件系统可实现对故障记录的实时查看，以供能及时了解故障的状态和信息。 
　　（3）故障申报。故障申报，在滚齿机发生了本地不能推理和解决的故障时，用户人员无法对故障进行处理，而需将采集到的故障信息通过故障申报模块将故障上传到诊断服务中心，由诊断服务中心对故障进一步处理，并通过本地与远程交互的接口，将完善后的故障信息下载、存储到终端数据库。 
　　（4）故障处理，在本地对故障确认后，需进一步对故障做出处理，包括故障信息的确认、方案的匹配、最佳案例的匹配以及故障信息、故障状态、维修方式的等信息的同步。 
　　（5）故障信息维护，随着故障诊断系统的应用，积累在终端系统上的故障记录和相关的文档、文件、知识也越来越多，在占用系统资源的同时还会影响系统的运行速度，这势必会影响到系统的运行效率。因此，将储存在终端的历史故障记录按照一定的标准对其进行处理。包括故障的保存（用其他形式表示故障记录、相关的文档、信息也随之移动，释放空间和内存），故障的导出备份（通过其他形式将故障信息、相关的文档、信息备份，以备今后的查阅）。 
　　（6）知识维护和管理。知识维护包括了对案例库和知识库的维护。案例库是基于案例推理的故障诊断的核心，知识库是基于本体的故障诊断方法的核心，要能对终端上的知识库、案例库进行更新、下载、删除等管理操作。 
　　（7）其他。a.远程交互服务。通过远程交互服务平接口，本地人员与远程的诊断维修人员、专家人员等售后服务人员交流交互，方便本地信息与远程信息的客观、直接的交互。b.系统设置。通过系统设置，对系统的背景色、兼容性等系统属性进行设置。 
　　2.2 滚齿机故障诊断终端系统架构 
　　滚齿机故障诊断终端软件系统集合了包括知识库、案例库、维修导向以及方案等多形式的知识、方法、接口于一体的面向用户的终端软件系统，用于实现滚齿机的本地智能诊断，包括了故障采集、故障推理、故障申报、故障处理、故障信息管理与维护、知识库和案例库的管理与维护等基本功能以及其他辅助功能的终端软件系统。给出了滚齿机及故障诊断终端软件系统的体系架构，该架构从下到上可将系统分为支撑层、业务层以及功能层三层。 
　　（1）支撑层。包括知识、接口、数据库、开发环境以及基本的设置。知识支撑主要是指用于滚齿机终端的故障诊断推理的知识和数据，是故障诊断的知识基础。知识作为故障诊断方法推理的知识基础，包括了知识库知识、案例库知识、数据库以及导向文件等知识；接口包括数据库访问接口、数据采集接口、计算机接口、网络通信接口以及知识库访问接口等关键接口，是实现故障诊断的核心。此层还包括了软件系统的运行环境及相关的基础设置。 
　　（2）业务层。包括知识的表示、协同诊断以及信息同步三大主要模块，是智能终端故障诊断系统实现快速、准确的故障智能诊断的基础。知识表示，包括知识中涉及的内容和表示形式。将滚齿机故障诊断知识按照故障特征建立知识概念模型以及概念模型、概念与概念之间的关系模型。协同诊断，诊断的整个过程都是人、计算机、机床三者之间的协同，包括三者协同的信息采集、协同诊断过程中的异构知识的协同以及协同推理的实现。信息同步，针对在诊断过程中，存在终端系统信息与远程诊断服务中心的信息不一致的问题，终端通过访问远程诊断服务中心“监视”远程诊断信息的变化，对不一致的信息实时更新，并储存在终端系统，保持终端系统的信息与远程诊断信息同步。 
　　（3）功能层。功能层是该终端软件系统需要实现的功能，包括故障信息采集、故障推理、故障修改、故障本地处理、故障信息申报、故障信息管理、知识库及案例库维护和基础信息管理等。另外，在智能终端设计了在线交互和离线交互的功能，提供本地和远程交互接口，实现终端和远程服務平台的交互。 
　　从软件系统实现的功能出发，涉及到关于终端软件系统实现的功能以及实现功能的方法、手段、技术、接口等以及包括知识表示、协同诊断以及信息同步的关键技术。关键技术是实现终端软件系统的核心，需作进一步的设计。 
　　3 意义 
　　在对滚齿机故障诊断国内外现状进行分析的基础上，定位了滚齿机故障诊断终端软件系统的相关功能，包括故障诊断、故障查询、故障申报、故障处理、故障信息维护等主要功能以及在线交互和离线交互等辅助功能。在功能概述的基础上，构建了滚齿机故障诊断终端软件系统的体系结构，为滚齿机故障诊断终端软件系统的开发奠定了基础。 
　　参考文献 
　　[1]陈国荣，鄢萍，刘飞，等.滚齿机网络化故障诊断专家的设计与应用[J].重庆大学学报，2010，33（5）：62-71. 
　　[2]胡林桥.网络智能滚齿机故障诊断及维护系统设计与应用研究[D].重庆大学，2012. 
　　[3]李文俐.滚齿机故障诊断终端软件系统设计与开发[D].重庆大学，2013. 
　　作者简介：李文俐（1987，12-），女，汉族，籍贯：四川省南充市仪陇县，学位：硕士研究生，职称：讲师，研究方向：智能制造，网络化制造。