輸送機系統故障,輕者會造成系統的故障停機,影響生產;重者將造成重大安全責任事故。輸送機運行中最易引發,也較難解決的典型故障均與輸送帶有關。輸送帶是柔性構件,在運行中經常發生的故障有:當輸送帶與卷筒之間發生相對滑動時發生輸送帶的失速故障,在起動階段則表現為起動打滑;當輸送帶物理中心線偏離其幾何中心線時發生輸送帶的跑偏故障;當大塊尖銳異物刺穿輸送帶時發生輸送帶損傷故障,輕者造成劃傷、破洞,重者造成大面積縱向撕裂。
由于輸送機工作環境的特殊性和輸送帶作為故障診斷對象的特殊性,至今對上述輸送帶故障進行在線監測與診斷存在不少困難。長期以來,國內外很多專家對此問題做了不少研究。但以我這些針對輸送機的故障診斷研究存在以下不足:針對一些典型的樣本,缺少一般性;忽視故障機理研究,無法形成實用的診斷系統。
本文將本體技術引入輸送機故障診斷中,克服了以往針對輸送機的故障診斷方法的不足,建立了基于本體的故障診斷系統模型,為維護人員解決常見的輸送機故障問題提供了決策支持。
1、本體概述
本體(Ontology)原來是一個哲學的概念,被哲學家用來描述事物的本質。本體是共享概念模型的明確的形式化規范說明。這個定義包含概念化、明確化、形式化和共享4層含義。
概括地說,構造本體的目的都是為了實現某種程度的知識共享和重用。本體能夠輔助用戶實現這一目標的原因在于:首先,本體分析澄清了領域知識的結構,識別出領域概念的本質和聯系,從而為知識共享打好基礎;其次,本體對領域的分析結果可以重用,從而避免了重復的領域知識分享;最后,本體采用語義明確、定義同一的術語和概念使知識共享成為可能。
2、基于本體的故障診斷知識庫
基于本體的故障診斷過程本質上是利用已有的故障知識進行故障分析判斷的過程。故障診斷中故障知識主要涉及故障現象、故障原因與故障解決方法。基于本體的故障知識庫構件的基本思想是:首先對故障現象和故障原因及故障解決方法進行整理,利用本體表示故障現象之間、故障原因之間、故障原因與故障解決方法之間的語義關系;在單元中利用映射關系將故障現象的本體關系表示出來,用于針對多個故障單元特點的診斷。在故障服務中,一般都是根據故障現象判斷具體的故障原因。
由于輸送機的故障種類不同,在故障診斷中,需要建立多個故障知識庫,用本體表示將各類故障信息之間的概念及語義關系,將概念和屬性的相似度表示出來,然后再建立各個故障知識庫之間的映射關系。
3、基于本體的輸送機故障診斷知識表示框架