故障波音隐瞒问题

文章编号:10Ol一9944(20o5)04—0O01—04基于故障树模型的波音777故障诊断专家系统耿宏,樊建梅(中国民用航空学院机电工程学院,天津300300)摘要:当前波音777机务维修主要依据波音公司提供的故障隔离手册或经验两种方法进行排故,两种排故方法是分离的.
提出基于故障树模型的波音777故障诊断专家系统,通过有效地结合故障树诊断方法和专家经验诊断直接、快速的优点,能够迅速、准确地确定飞机的故障部位,提高机务维修效率.
以实例说明本系统在波音777故障诊断的应用.
关键词:故障诊断;专家系统;故障树;波音777中图分类号:TP206.
3;TP182文献标志码:AFaultDiagnosisExpertSystemforBoeing777BasedonFaultTreeModelGENGHong.
FANJian—mei(Mechanical&EngineeringCollege,CAUC,Tianjin300300,China)Abstract:Nowadays,airlinesathomewhichhaveBoeing777havetwowaystoisolateairplanefaults:accordingtotheFaultIsolationManualofferedbyBoeing,anotherwayisbasedonexperiences,thetwomethodsareseparated.
IntroducedtheFaultDiagnosisExpertSystemwhichefficientlycombinethefaulttreediagnosisme~odwiththeexpertexperiencewhichCandiagnosedirectlyandquickly,thesystemCanfindthefaultpartoftheairplanequicklyandaccurately,thenimprovetheefficiencyofengineeringmaintenance.
UsedanexampletointroducetheusageofthissystemonBoeing777.
Keywords:faultisolation;expertsystem;faulttree;Boeing7771引言当前,针对波音777系列飞机,国内航空公司主要依据波音777的机载维护存取终端(Mainte—nanceAccessterminal,简称MAT)上显示的维修信息(MaintenanceMessage,简称MM)号,查找波音公司提供的故障隔离(FaultIsolationManual,简称FIM)手册,依据手册上的排故步骤一步一步地进行排故.
面对复杂的系统故障,手册的排故步骤往往非常繁琐,而有经验的机务专家能够根据飞机的驾驶舱效应(FlightDeckEffect,简称FDE)和MM号,凭借以往排故的经验,直接找到故障部位.
本系统结合专家经验知识,并依据系统原理建立了故障树模型,二者有效结合能够准确、快速地排除故障.
2基于故障树的故障诊断专家系统如图1所示,本系统主要由2部分组成,专家收稿日期:2005—05—16基金项目:中国民航总局科技基金资助项目(2003—80—15)作者简介:耿宏(1964一),男,安徽休宁人,副教授,硕士,主要研究方向为人工智能与专家系统.
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com置i蠢簧錾0经验知识库和故障树数据库.
其他输入lJFDE输入lIMM号输入If故障树输入口—l故障树数据库输出结果图1系统原理框图2.
1专家经验知识库本系统专家经验知识库中存放多个航空公司、数位机务专家积累多年的排故经验.
有经验的机务专家往往能够根据MM号、FDE信息和其他的信息凭借以往的排故经验和对系统原理的了解,直接找到故障原因或与故障相关的部件.
将专家的这些经验以一定的可信度存储到知识库中,当出现类似的故障时,就直接调用知识库中的结论输出;将故障诊断的结果反馈到专家经验知识库中,如果诊断成功那么这条经验的可信度增加1%;如果诊断不成功,其可信度就减少1%,并转向下面的故障树数据库进一步分析.
同时,随着排故时间的延长和排故经验的提高,专家不断积累更多的经验,这些经验经过专家通过经验输入口添加到知识库中.
因此,随着时间的延长,专家经验知识库的数量不断增大,诊断的可信度也越来越高.
2.
2故障树数据库故障树数据库存放依据波音777系统原理建立的一系列故障树的集合.
本系统以MM号作为分析的目标(顶事件),依据系统原理找出导致这一故障发生的全部因素(中间事件),再寻找造成中间事件发生的全部因素,按照此方式一直追溯到引起系统发生故障的全部原因,将系统的故障与中间事件和底事件之间的逻辑关系用逻辑门联系起来,形成树形图.
飞机各系统工作原理是有一定的规律性和共性的.
如飞控系统中,飞行员控制飞机的俯仰、倾斜和滚转的原理基本一致:都是由作动筒控制电子设备(ACE)接收来自方向盘或方向杆或脚踏板的传感器信号,将这些模拟信号转换成数字信号经过FligtControlARINC629总线传输给主飞行控制计算机(PFC),PFC综合来自大气数据惯性基准组件(ADIRU)的大气数据信息、襟翼/缝翼电子组件(FSEU)的襟翼和缝翼信息、飞行综合管理系统(AIMS)的各种信息和来自传感器的信号,计算出控制命令,经过FligtControlARINC629总线发送给ACE,ACE发送信号给各个动力控制组件(PCU),PCU控制相应的副翼和襟副翼、方向舵、水平安定面等,来操作飞机的俯仰、倾斜和滚转运动.
各个轴向的故障类型也是相似的,主要包括以下几种类型:传动装置故障、操纵面位置/力传感器故障、驾驶员操纵传感器故障、ACE/PFC故障、电源故障、ACE/PFC接口故障等.
依据这一特点,在故障树的建立过程中,可以将故障树的每一个节点用一些属性的集合来表示,采用双向链表结构来表示,并用数据库的形式实现,其数据库结构如表1所示.
表1故障树数据库结构FrAID节点标志码Possible操作的可能结果Entranee节点入口条件Answer$AskForMain中间操作主体FirstIs前续节点标志码AskForEnd中间操作NextIs后继节点标志码ExInfo-解释信息Attrib节点属性一个故障树对应多个双向链表,如果将所有支路都用数据库存储,则会存在某些节点重复存储的现象,数据库内容就会显得十分芜杂.
因此,将某些节点用数据库的形式显式的存储,而另一些则用规则隐式地实现.
那些显式存储的节点称为显节点,其余的称为隐节点.
1)节点标志码El'AID:字符串,它是节点的标记.
每一个显节点均对应惟一的标志码,标志码由数字和字母组成.
2)入口条件Entrance:字符串,对应系统进入该条记录的条件,用自然语言描述的形式,一般对应某个事实.
3)中间操作:故障诊断专家在诊断过程中会进行不同的操作,并分析结果,然后根据需要采取进一步的诊断措施,把这些操作称为中间操作;该系统模拟了故障诊断专家的诊断过程,在诊断过程中,系统不断地提示用户或自行进行中间操作,并根据操作结果进行推理,再根据需要确定进一步的诊断措施,如此反复完成诊断.
中间操作的提问形式有2部分组成,中间操作主体AskForMain,存储操作的主要内容;中间操作AskForEnd,存储与观察重点有关的疑问形式.
4)操作的可能结果PossibleAnswers:存储中间维普资讯http://www.
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com的可能结果集,不同结果之问用顿号"、"分隔.
5)前续节点标志FirstIs,后续节点标志NextIs:它们分别存储当前诊断节点的前一个节点和下一个待诊断节点的标志码,依据FirstIs和NextIs就形成了一个双向链表,它对应诊断路径,字段值在诊断过程中动态填人.
6)节点属性Attrib:在诊断过程中,系统有时会要求用户按系统提供的操作流程进行操作.
为了存储和维护方便,将操作流程与故障树统一存储而且结构一致.
在操作流程中,系统有时候会向用户提示操作步骤,而不需要反馈信息.
此时就不用提问的形式,而是简单的现实操作步骤的具体内容.
同时,与故障树的底事件对应的节点可能只代表一定的故障事实.
此时系统只需要向用户提示该信息,因此不必使用提问的形式.
.
为了在诊断流程中区别需要反馈信息和不需要反馈信息的节点,将节点分为3类,提问节点、操作节点和述实节点.
其属性值(Attrib)分别为提问、操作和事实.
在提问节点,系统会用提问的形式提示用户进行操作;在操作节点,系统只向用户提示操作步骤;述实节点只代表一定的事实,进人述实节点,系统就会向用户显示该事实.
7)解释信息ExInfo:存储关于故障树节点的解释信息,主要采用自然描述的形式更加简单一些当然现在开发的CAFTA故障树分析系统使得故障树的建立、定性定量分析都非常简单.
3实例分析以MM号为27—10200的故障诊断为例介绍本系统的应用,其故障描述为LeftIn.
boardAileronPCUCommandProblem.
当输故障的原因有:①HYDSYS—C故障;②aileronPCU自身故障;⑧控制信号故障即aileronPCU接收到指令信号错误.
由系统原理知,HYDSYS—C不仅控制AIL—PCU—LOB,还控制FLAPERONPCU—ROB等,因此,如果HYDSYS—C故障,就会引起FLAP.
ERQNPCU—ROB故障,与之相关的MM号2710303也会出现;反之,如果这个MM号没有出现,那么可以确定HYDSYS—C没有故障.
所以,系统会询问与这个节点有关的其他MM号码是否出现.
如果出现,则判断HYDSYS—C故障;否则就以同样的思路查找下一个节点,如此下去,直至找到故障源为止.
人故障信息27—10200或LeftInboardAileronPCUCommandProblem时,系统先是查询专家系统知识库,如果知识库中有成功或相似记录,则直接将诊断方案调出进行故障诊断,如果没有则转向故障树知识库.
在故障树数据库中,对于MM号为2710200的故障,依据系统原理运用故障树分析系统(CAFTA)建立起故障树如图2所示.
如图可知.
直接导致该自动亿与仪表20o5(4~图2MM号为2710200的故障树4结论本系统有效地结合专家系统诊断直接、快速的优点和基于原理的故障树诊断方法完整的优点,针对波音777的特点,提出基于故障树的诊断专家系统.
该系统能够准确、迅速地确定飞机的故障部位,同时对于空中飞机ACARS下传的信息能够及早判断故障部位,提前准备航空材料.
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com随机抽取5幅图像,提取特征归一化2】后,进足现场要求.
人神经网络分类器,分类如表2,表3.
表2检测样本神经网络分类器的输入端输入1输入2输入3输入4输入5输入6输入7(1)0.
58860.
5O620.
45940.
53750.
62970.
22080.
336(2)0.
63150.
44840.
43440.
63540.
71720.
2O420.
369(3)0.
78020.
62770.
60780.
44170.
45780.
13960.
768(4)0.
535103867047190.
6688049690.
2833O.
211(5)0.
67490.
56490.
46560.
53960.
69380.
22290.
372表3检测样本神经网络分类器的输出端输出1输出2输出3分类结果正确结果(1)1.
0017-0.
01630.
O665烧结均匀烧结均匀(2)0.
9988-0.
0115-0.
0o90烧结均匀烧结均匀(3)0.
00701.
0140-0.
0215过烧过烧(4)-0.
00710.
00170.
9852欠烧欠烧(5)0.
95630.
0553-0.
0151烧结均匀烧结均匀5结论用图像识别法实现在线判断烧结点是烧结生产过程中的一项重要技术改进,对提高系统自动化程度、减轻工人劳动强度等具有重大意义.
试验表明,在原料、点火温度等变化不大的情况下,正确率可达90%以上,且整个处理过程在20S内完成,满(上接第3页)参考文献:[1】闻新,等.
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