汽車制造過程的智能監(jiān)測、診斷與控制07故障診斷和智能故障診斷的定義CARS1.什么是故障診斷？汽車制造過程的故障診斷技術(shù)故障診斷：就是對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和異常情況做出判斷。具體說來，就是在設(shè)備沒有發(fā)生故障之前，要對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測和預(yù)報(bào)；在設(shè)備發(fā)生故障之后，要對故障的原因、部位、類型、程度等做出判斷；并進(jìn)行維修決策。故障診斷的實(shí)質(zhì)汽車制造過程的故障診斷技術(shù)故障診斷的基本思想：設(shè)被檢測對象全部可能狀態(tài)（正常和故障）組成狀態(tài)空間S，它的可觀測量特征的取值范圍全體構(gòu)成特征空間Y若系統(tǒng)處于某一狀態(tài)s時(shí)具有確定的特征y，即存在映射 ；反之，一定的特征y也對應(yīng)確定的狀態(tài)s，即存在映射。狀態(tài)與特征空間這一關(guān)系可表述為：因此，故障診斷的目的就是：根據(jù)可測量的特征向量來判斷系統(tǒng)處于何種狀態(tài)，也就是找出映射關(guān)系f故障診斷的基本思想表述特征空間狀態(tài)空間fg故障診斷的實(shí)質(zhì)汽車制造過程的故障診斷技術(shù)對于有限狀態(tài)的系統(tǒng)，令正常狀態(tài)為s0，n種故障對應(yīng)的系統(tǒng)狀態(tài)為s1,s2,…,sn；其中，處于狀態(tài)si時(shí)，對應(yīng)的可測量特征向量為yi=(yi1,yi2,…,yim)；故障診斷就是由特征向量y=(y1,y2,…,yk)，求出它所對應(yīng)的狀態(tài)s的過程在這種情況下，故障診斷就成為：根據(jù)特征向量對被測系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行分類的問題，或者說對特征向量進(jìn)行模式識(shí)別的問題結(jié)論：故障診斷的實(shí)質(zhì)——模式識(shí)別（分類）問題故障診斷的過程汽車制造過程的故障診斷技術(shù)故障診斷的過程有三個(gè)主要步驟：第一步是檢測設(shè)備狀態(tài)的特征信號(hào)，即信號(hào)測??；第二步是從檢測到的特征信號(hào)中提取征兆，即征兆提??；第三步是根據(jù)征兆和其它診斷信息來識(shí)別設(shè)備的狀態(tài)，從而完成故障診斷，即狀態(tài)識(shí)別?！@是整個(gè)診斷過程的核心。故障診斷的過程汽車制造過程的故障診斷技術(shù)故障診斷的過程設(shè)備的狀態(tài)特征信號(hào)人的感官傳感裝置征兆提取裝置狀態(tài)識(shí)別裝置決策形成裝置狀態(tài)分析裝置設(shè)備檔案工作環(huán)境參考模式能量形式的特征信號(hào)物態(tài)形式的特征信號(hào)直接的物理狀態(tài)指導(dǎo)診斷信息的進(jìn)一步獲取干預(yù)決策狀態(tài)趨勢狀態(tài)狀態(tài)故障診斷的任務(wù)汽車制造過程的故障診斷技術(shù)故障檢測：采用合適的觀測方式、在合適部位測取特征信號(hào)，即信號(hào)測取；采用合適的方法，從特征信號(hào)中提取狀態(tài)征兆，即征兆提取故障識(shí)別：采用合適的狀態(tài)識(shí)別方法與裝置，依據(jù)征兆而推理識(shí)別出設(shè)備的有關(guān)狀態(tài)，即狀態(tài)識(shí)別故障分離與估計(jì)（預(yù)測）：采用合適的狀態(tài)趨勢分析法，依據(jù)征兆與狀態(tài)推理出狀態(tài)的發(fā)展趨勢，即狀態(tài)預(yù)測故障評(píng)價(jià)與決策：采用合適的決策形成方法，依據(jù)有關(guān)的狀態(tài)和趨勢作出調(diào)整、控制、維修等，即干預(yù)決策故障診斷的分類汽車制造過程的故障診斷技術(shù)按診斷方式分——功能診斷與運(yùn)行診斷功能診斷是檢查設(shè)備運(yùn)行功能的正常性，主要用于新設(shè)備調(diào)試運(yùn)行診斷是監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行的全過程，主要用于正常運(yùn)行的設(shè)備按診斷連續(xù)性分——定期診斷與連續(xù)監(jiān)控定期診斷是按規(guī)定的時(shí)間間隔進(jìn)行，一般用于非關(guān)鍵設(shè)備且為漸發(fā)性及可預(yù)測性故障連續(xù)監(jiān)控是在機(jī)器運(yùn)行過程中自始至終加以監(jiān)視和控制，一般用于關(guān)鍵設(shè)備且為突發(fā)性及不可預(yù)測性故障按診斷信息獲取方式分——直接診斷或間接診斷設(shè)備在運(yùn)行過程中進(jìn)行直接診斷是比較困難的，一般都通過二次的、綜合的信息來做出間接診斷的2.什么是智能故障診斷？汽車制造過程的故障診斷技術(shù)智能故障診斷：是人工智能和故障診斷相結(jié)合的產(chǎn)物，主要體現(xiàn)在診斷過程中領(lǐng)域?qū)＜抑R(shí)和人工智能技術(shù)的運(yùn)用。它是一個(gè)由人（尤其是領(lǐng)域?qū)＜遥?、能模擬腦功能的硬件及其必要的外部設(shè)備、物理器件以及支持這些硬件的軟件所組成的系統(tǒng)。故障診斷的智能化汽車制造過程的故障診斷技術(shù)能以人類思維的信息加工和認(rèn)識(shí)過程為推理基礎(chǔ)——學(xué)習(xí)能力能有效地獲取、傳遞、處理、再生和利用診斷信息及多種診斷方法——自動(dòng)獲取診斷信息的能力能模擬人類專家，以靈活的診斷策略對監(jiān)控對象的運(yùn)行狀態(tài)和故障做出正確判斷和決策——對故障進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷的能力從傳統(tǒng)故障診斷到智能故障診斷汽車制造過程的故障診斷技術(shù)故障診斷技術(shù)經(jīng)歷的三個(gè)階段：第一階段對診斷信息只作簡單的數(shù)據(jù)處理第二階段將信號(hào)處理和建模處理應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理以上兩個(gè)階段，完全基于檢測數(shù)據(jù)處理，沒有利用領(lǐng)域?qū)＜抑R(shí)——傳統(tǒng)故障診斷階段第三階段以知識(shí)處理為核心，信號(hào)處理、建模處理與知識(shí)處理相融合——智能故障診斷階段從傳統(tǒng)故障診斷到智能故障診斷汽車制造過程的故障診斷技術(shù)傳統(tǒng)故障診斷的局限性：未引入人工智能技術(shù)前，直接由領(lǐng)域?qū)＜彝瓿蔂顟B(tài)識(shí)別任務(wù)，不能有效利用專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)；缺乏推理能力，不具備學(xué)習(xí)機(jī)制；對診斷結(jié)果缺乏解釋，診斷程序的修改和維護(hù)性差。智能故障診斷的優(yōu)越性：引入人工智能技術(shù)后，能模擬領(lǐng)域