一种基于知识图谱的烟机设备故障诊断方法及系统技术方案

本申请公开了一种基于知识图谱的烟机设备故障诊断方法及系统，烟机设备故障诊断方法包括：采集烟机设备的运行状态信息；若接收到故障现象信息，则将故障现象信息和运行状态信息输入故障诊断模型，获得故障原因和故障处理措施；其中，故障诊断模型包括故障诊断知识图谱。本申请借助故障诊断知识图谱对故障现象进行解析和诊断，从而获得故障原因和相应的故障处理措施，借助人工智能技术实现故障诊断的智能化，提高了烟机设备运行的可靠性与有效性。提高了烟机设备运行的可靠性与有效性。提高了烟机设备运行的可靠性与有效性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于知识图谱的烟机设备故障诊断方法及系统


[0001]本申请涉及故障诊断
，更具体地，涉及一种基于知识图谱的烟机设备故障诊断方法及系统。

技术介绍

[0002]随着科学技术的不断进步和现代化生产的飞速发展，烟机设备作为决定产品的产量、质量和成本的重要因素，其作用越来越明显。设备在使用过程中，必然会产生不同程度的磨损、疲劳、变形或损伤，随着时间的延长，它们的技术状态会逐渐变差，使用性能下降。
[0003]设备故障率随时间的变化大致分为三个阶段：
[0004]第一阶段为早期故障期，指新设备(或大修好的设备)的安装调试过程至移交生产试用阶段。由于设计、制造中的缺陷，零部件加工质量以及操作工人尚未全部熟练掌握等原因，致使这一阶段故障较多，问题充分暴露。随着调试、排除故障的进行，设备运转逐渐正常，故障发生率逐步下降。
[0005]第二阶段是偶发故障期。这时设备各运动件已进入正常磨损阶段，操作工人已逐步掌握了设备的性能、原理和调整的特点，故障明显减少，设备进入正常运行阶段。在这一阶段所发生的故障，一般是由于设备维护不当、使用不当、工作条件(负荷、温度、环境等)劣化等原因，或者由于材料缺陷、控制失灵、结构不合理等设计、制造上存在的问题所致。
[0006]第三阶段是耗损故障期，也劣化故障期。设备随着使用时间延长，各部分机件因磨损、腐蚀、疲劳、材料老化等逐渐加剧而失效，致使设备故障增多，生产效能下降，为排除故障所需时间和排除故障的难度都逐渐增加，维修费用上升。这时应采取不同形式的检修、或进行技术改造，才能恢复生产效能。如果继续使用，就可能造成事故。
[0007]以上三个阶段对应故障分布的三种基本类型，即初期为故障递减型，偶发期为故障恒定型，耗损期为故障递增型。
[0008]三个阶段里发生的故障，凡因磨损发生的故障，称为有规律性故障。因此三个阶段对应的磨损量，也可分为磨合磨损期、缓慢磨损期和快速磨损期。
[0009]为了确保生产设备的健康状态，保障生产任务和产品的质量，需要对设备进行实时监测和诊断。设备故障的随机性越强，越需要进行监测和诊断。
[0010]但是，目前对于烟机设备的故障监测和诊断还不够智能化，不利于提高烟机设备运行的可靠性与有效性。

技术实现思路

[0011]本申请提供一种基于知识图谱的烟机设备故障诊断方法及系统，借助故障诊断知识图谱对故障现象进行解析和诊断，从而获得故障原因和相应的故障处理措施，借助人工智能技术实现故障诊断的智能化，提高了烟机设备运行的可靠性与有效性。
[0012]本申请提供了一种基于知识图谱的烟机设备故障诊断方法，包括：
[0013]采集烟机设备的运行状态信息；
[0014]若接收到故障现象信息，则将故障现象信息和运行状态信息输入故障诊断模型，获得故障原因和故障处理措施；
[0015]其中，故障诊断模型包括故障诊断知识图谱。
[0016]优选地，故障诊断知识图谱的模型建立包括：
[0017]建立烟机设备及其故障的知识关联图；
[0018]对烟机设备的故障维修案例数据进行分析，获得烟机设备及其故障之间的映射关系图；
[0019]依据知识关联和映射关系图获得故障诊断知识图谱。
[0020]优选地，对烟机设备的故障维修案例数据进行分析，获得烟机设备及其故障之间的映射关系图，具体包括：
[0021]将故障维修案例中的故障维修过程分解为过程执行的前提条件、动作、结果以及相关的处理过程，获得故障维修过程中的过程状态特征、操作环境特征及二者之间的映射关系；
[0022]依据故障维修案例获得故障维修过程中的征兆特征、运行状态特征、监测特征和设备部件特征，以及征兆特征分别与运行状态特征、监测特征和设备部件特征之间的映射关系；
[0023]依据故障维修案例获得故障原因特征、征兆特征及二者之间的映射关系。
[0024]优选地，获得故障原因特征与征兆特征之间的映射关系，具体包括：
[0025]将故障原因特征与征兆特征之间的多对多映射关系转换为征兆特征对于故障原因特征的置信度；
[0026]将导致故障原因特征的多个征兆特征以及多个征兆特征对于故障原因特征的置信度组合形成诊断案例，作为故障原因特征与多个征兆特征之间的映射关系。
[0027]优选地，故障诊断模型中，依据故障现象信息和运行状态信息获得故障原因，具体包括：
[0028]依据故障现象信息和运行状态信息获得至少一个征兆特征；
[0029]对至少一个征兆特征进行约束检测；
[0030]若约束检测通过，则判断至少一个征兆特征与诊断案例中的所有征兆特征是否一致；
[0031]若是，则将诊断案例中的故障原因特征作为故障原因。
[0032]优选地，建立烟机设备及其故障的知识关联图时，将故障维修领域的概念作为领域知识中的本体，将故障维修领域的概念的特征作为本体的属性；将故障维修领域的概念之间的层次结构作为领域知识之间的纵向连接，将故障维修领域的概念之间的关系作为领域知识之间的横向连接，将领域公理作为诊断维护过程的约束。
[0033]本申请还提供一种基于知识图谱的烟机设备故障诊断系统，包括运行状态信息采集模块和故障诊断模块；
[0034]运行状态信息采集模块用于采集烟机设备的运行状态信息；
[0035]故障诊断模块用于若接收到故障现象信息，则将故障现象信息和运行状态信息输入故障诊断模型，获得故障原因和故障处理措施；其中，故障诊断模型包括故障诊断知识图谱。
[0036]优选地，还包括故障诊断知识图谱模型建立模块，故障诊断知识图谱模型建立模块包括知识关联图建立模块、映射关系图建立模块以及故障诊断知识图谱获得模块；
[0037]知识关联图建立模块用于建立烟机设备及其故障的知识关联图；
[0038]映射关系图建立模块用于对烟机设备的故障维修案例数据进行分析，获得烟机设备及其故障之间的映射关系图；
[0039]故障诊断知识图谱获得模块用于依据知识关联和映射关系图获得故障诊断知识图谱。
[0040]优选地，映射关系图建立模块包括第一映射关系获得模块、第二映射关系获得模块以及第三映射关系获得模块；
[0041]第一映射关系获得模块用于将故障维修案例中的故障维修过程分解为过程执行的前提条件、动作、结果以及相关的处理过程，获得故障维修过程中的过程状态特征、操作环境特征及二者之间的映射关系；
[0042]第二映射关系获得模块用于依据故障维修案例获得故障维修过程中的运行状态特征、故障现象特征、征兆特征、监测特征以及设备部件特征及其两两之间的映射关系；
[0043]第三映射关系获得模块用于依据故障维修案例获得故障原因特征、征兆特征及二者之间的映射关系。
[0044]优选地，第三映射关系获得模块包括置信度转换模块和诊断案例建立模块；
[0045]置信度转换模块用于将故障原因特征与征兆特征之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于知识图谱的烟机设备故障诊断方法，其特征在于，包括：采集烟机设备的运行状态信息；若接收到故障现象信息，则将所述故障现象信息和所述运行状态信息输入故障诊断模型，获得故障原因和故障处理措施；其中，所述故障诊断模型包括故障诊断知识图谱。2.根据权利要求1所述的基于知识图谱的烟机设备故障诊断方法，其特征在于，所述故障诊断知识图谱的模型建立包括：建立烟机设备及其故障的知识关联图；对烟机设备的故障维修案例数据进行分析，获得所述烟机设备及其故障之间的映射关系图；依据所述知识关联和所述映射关系图获得所述故障诊断知识图谱。3.根据权利要求2所述的基于知识图谱的烟机设备故障诊断方法，其特征在于，对烟机设备的故障维修案例数据进行分析，获得所述烟机设备及其故障之间的映射关系图，具体包括：将所述故障维修案例中的故障维修过程分解为过程执行的前提条件、动作、结果以及相关的处理过程，获得故障维修过程中的过程状态特征、操作环境特征及二者之间的映射关系；依据所述故障维修案例获得故障维修过程中的征兆特征、运行状态特征、监测特征和设备部件特征，以及征兆特征分别与运行状态特征、监测特征和设备部件特征之间的映射关系；依据所述故障维修案例获得故障原因特征、征兆特征及二者之间的映射关系。4.根据权利要求3所述的基于知识图谱的烟机设备故障诊断方法，其特征在于，获得故障原因特征与征兆特征之间的映射关系，具体包括：将故障原因特征与征兆特征之间的多对多映射关系转换为征兆特征对于故障原因特征的置信度；将导致所述故障原因特征的多个征兆特征以及所述多个征兆特征对于所述故障原因特征的置信度组合形成诊断案例，作为所述故障原因特征与所述多个征兆特征之间的映射关系。5.根据权利要求4所述的基于知识图谱的烟机设备故障诊断方法，其特征在于，所述故障诊断模型中，依据所述故障现象信息和所述运行状态信息获得故障原因，具体包括：依据所述故障现象信息和所述运行状态信息获得至少一个征兆特征；对所述至少一个征兆特征进行约束检测；若约束检测通过，则判断所述至少一个征兆特征与诊断案例中的所有征兆特征是否一致；若是，则将所述诊断案例中的故障原因特征作为所述故障原因。6.根据权利要求2所述的基于知识图谱的烟机设备故障诊断方法，其特征在于，建立烟机设备及其故障的知识关联图时，将故障维修领域的概念作为领域知识中的本体，将故障维修领域的概念的特征作为本体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙顺凯，丁男哲，邵坚铭，李捷，黎勇，徐琦，陆海华，
申请(专利权)人：浙江中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：