一种用于虚拟维修的故障作业规划方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种用于虚拟维修的故障作业规划方法及设备，用于解决现有的虚拟维修故障分析系统对故障类型的通用性差，生产过程复杂，难以形成统一的标准流程，造成了流程操作困难的技术问题。方法包括：将系统故障的树状逻辑因果关系图进行动态逻辑控制，得到动态故障树；将动态故障树中的各个事件与预设马尔可夫链中的各个故障节点进行相互对应转化，得到故障模型；将动态故障树中的故障事件发生概率进行动态定量分析，得到动态故障树数据；并与预设虚拟维修标准流程数据进行虚拟维修逻辑体系的构建，得到设备故障维修体系；根据不同虚拟维修场景，对设备故障维修体系中的流程步骤进行适应性调整，得到维修作业流程操作方案。案。案。

【技术实现步骤摘要】
一种用于虚拟维修的故障作业规划方法及设备


[0001]本申请涉及虚拟维修领域，尤其涉及一种用于虚拟维修的故障作业规划方法及设备。

技术介绍

[0002]随着虚拟维修训练方式的普及，虚拟维修体系正在形成，并呈现出专业分工细化的特点。维修训练基础资源、平台和应用系统三个层次日益松耦合，各相关研究机构都在致力于建立统一的技术体制，提出统一的模型标准和运用标准，构建一个向下能够动态适配各类虚拟维修训练资源、向上能够支撑各个应用领域应用系统二次开发的高适应性和灵活性的虚拟维修基础平台。各应用部门按照统一的标准建设本单位所需的模型、数据、流程、故障库等虚拟维修资源，从而快速形成虚拟维修的应用能力，并实现模型等资源在统一平台、统一系统的基础上能够不断积累和共享应用。
[0003]现有的虚拟维修体系，往往是针对的是单一故障、单一系统或单一维修流程，当维修流程或维护对象发生变更时，很难进行复用，缺少针对故障类型、故障现象以及故障原因的抽象和提炼，制作人员在每一次制作不同故障的维修案例时，都需要重新进行故障分析，生产过程复杂，制作水平参差不齐，案例的准确性和实用性无法保证。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种用于虚拟维修的故障作业规划方法及设备，用于解决如下技术问题：现有的虚拟维修故障分析系统对故障类型的通用性差，并且生产过程复杂，难以针对多种故障类型形成统一的标准流程，造成了虚拟故障维修作业的流程操作困难。
[0005]本申请实施例采用下述技术方案：一方面，本申请实施例提供了一种用于虚拟维修的故障作业规划方法，包括：基于多种故障类型，通过预设故障树结构函数，将系统故障的树状逻辑因果关系图进行动态逻辑控制，得到动态故障树；将所述动态故障树中的各个事件与预设马尔可夫链中的各个故障节点进行相互对应转化，得到转化后的故障模型；通过所述故障模型，将所述动态故障树中的故障事件发生概率进行动态定量分析，得到动态故障树数据；将所述动态故障树数据与预设虚拟维修标准流程数据进行虚拟维修逻辑体系的构建，得到设备故障维修体系；根据不同虚拟维修场景，对所述设备故障维修体系中的操作步骤进行适应性调整，得到维修作业流程操作方案。
[0006]本申请实施例针对装配体可能出现的各种不同机制的故障，对设备故障维修体系中的操作步骤进行适应性调整。设备故障维修体系形成后，可以根据每个故障类型的操作流程特点，将整个维修内容整合编辑，使操作方式单位化、可编辑化以及可修改化，最终形成能与具体地虚拟维修类型对应的维修作业流程操作方案。同时，具备了更好的通用性，能够适应多种故障类型的维修流程，使制作人员在每一次制作不同故障的维修案例时，能够简化过程，更好的提高制作质量，保证维修作业流程操作方案的准确性与实用性。
[0007]在一种可行的实施方式中，在基于多种故障类型，通过预设故障树结构函数，将系统故障的树状逻辑因果关系图进行动态逻辑控制，得到动态故障树之前，所述方法还包括：根据设备的多种故障类型，并基于故障树中的顶事件因果结构与底事件因果结构，将设备状态进行顶事件与底事件的状态定义，得到基于所述故障树的顶事件状态以及底事件状态；其中，所述设备状态包括：设备故障以及设备正常；所述故障树的顶事件状态是由底事件状态所决定的；对所述顶事件状态以及底事件状态进行或门逻辑关系处理，并基于二值变量的定义，得到故障树或门结构函数；对所述顶事件状态以及底事件状态进行与门逻辑关系处理，并基于二值变量的定义，得到故障树与门结构函数；其中，所述故障树或门结构函数与所述故障树与门结构函数共同组成所述故障树结构函数。
[0008]在一种可行的实施方式中，基于多种故障类型，通过预设故障树结构函数，将系统故障的树状逻辑因果关系图进行动态逻辑控制，得到动态故障树，具体包括：将所述系统故障的树状逻辑因果关系图进行动静态的子树分类，得到所述系统故障的动态子树以及静态子树；通过预设二元决策图法，将所述静态子树进行故障底事件的逻辑图转化，得到只包含故障底事件的二元决策图；根据设备故障的实际工况，调用预设动态逻辑门，对所述动态子树进行故障事件的多层树状分类，得到所述动态故障树；其中，所述动态逻辑门至少包括：优先与门（PAND）、顺序强制门（FDEP）、冷备件门（CSP）以及热备件门（HSP）。
[0009]在一种可行的实施方式中，将所述动态故障树中的各个事件与预设马尔可夫链中的各个故障节点进行相互对应转化，得到转化后的故障模型，具体包括：将所述动态故障树中的底事件、中间事件以及顶事件与预设影响要素模型的故障层节点、征兆层节点以及状态层节点进行一一对应，得到节点间的因果关系；根据所述马尔可夫链，对所述故障层节点、征兆层节点以及状态层节点进行各节点条件概率的估计，生成条件概率表；其中，所述条件概率表用于表示动态故障树中各个事件之间的影响程度；将所述动态故障树中的逻辑门转化成所述马尔可夫链中的有向链，并确定出所述逻辑门与所述有向链之间的映射关系；基于预设设备零部件结构，根据所述节点间的因果关系、所述条件概率表以及所述映射关系，对所述马尔可夫链进行完整化的转化，得到完整的马尔可夫链；并根据所述完整的马尔可夫链，构造出所述故障模型。
[0010]在一种可行的实施方式中，基于预设设备零部件结构，根据所述节点间的因果关系、所述条件概率表以及所述映射关系，对所述马尔可夫链进行完整化的转化，得到完整的马尔可夫链，具体包括：根据所述设备零部件结构、所述节点间的因果关系、所述条件概率表以及所述映射关系，对设备的零部件维护操作节点进行逻辑的构建以及节点层次的连接，得到故障操作节点；根据所述故障操作节点之前的因果关联关系，确定出所述马尔可夫链的有向节点链；基于所述有向节点链，根据历史维护操作节点数据，对所述故障操作节点中各节点的条件概率进行初始化处理，得到所述完整的马尔可夫链；其中，所述各节点的条件概率由所述条件概率表所得。
[0011]在一种可行的实施方式中，通过所述故障模型，将所述动态故障树中的故障事件发生概率进行动态定量分析，得到动态故障树数据，具体包括：对所述动态故障树中的故障事件发生概率进行有关树状逻辑因果关系的分类，得到基于动态故障树中动态子树以及静态子树；通过所述故障模型，将所述动态子树进行马尔可夫链的状态转换，得到所述动态子树的马尔可夫链转移图；其中，所述马尔可夫链转移图包括：事故发生的状态、设备故障概
率以及虚拟系统状态；根据所述马尔可夫链转移图，对故障事件进行故障概率的定量分析，得到动态故障概率；并将所述动态故障概率输入到所述故障模型中，确定出基于马尔可夫链的顶事件发生概率；对所述顶事件发生概率进行底事件发生概率的差值处理，得到底事件概率重要度；其中，所述动态故障树数据由所述顶事件发生概率以及所述底事件概率重要度。
[0012]在一种可行的实施方式中，将所述动态故障树数据与预设虚拟维修标准流程数据进行虚拟维修逻辑关系的构建，得到设备故障维修体系，具体包括：获取所述虚拟维修标准流程数据；其中，所述虚拟维修标准流程数据包括：维修作业的所有操作步骤数据、步骤数量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于虚拟维修的故障作业规划方法，其特征在于，所述方法包括：基于多种故障类型，通过预设故障树结构函数，将系统故障的树状逻辑因果关系图进行动态逻辑控制，得到动态故障树；将所述动态故障树中的各个事件与预设马尔可夫链中的各个故障节点进行相互对应转化，得到转化后的故障模型；通过所述故障模型，将所述动态故障树中的故障事件发生概率进行动态定量分析，得到动态故障树数据；将所述动态故障树数据与预设虚拟维修标准流程数据进行虚拟维修逻辑体系的构建，得到设备故障维修体系；根据不同虚拟维修场景，对所述设备故障维修体系中的操作步骤进行适应性调整，得到维修作业流程操作方案。2.根据权利要求1所述的一种用于虚拟维修的故障作业规划方法，其特征在于，在基于多种故障类型，通过预设故障树结构函数，将系统故障的树状逻辑因果关系图进行动态逻辑控制，得到动态故障树之前，所述方法还包括：根据设备的多种故障类型，并基于故障树中的顶事件因果结构与底事件因果结构，将设备状态进行顶事件与底事件的状态定义，得到基于所述故障树的顶事件状态以及底事件状态；其中，所述设备状态包括：设备故障以及设备正常；所述故障树的顶事件状态是由底事件状态所决定的；对所述顶事件状态以及底事件状态进行或门逻辑关系处理，并基于二值变量的定义，得到故障树或门结构函数；对所述顶事件状态以及底事件状态进行与门逻辑关系处理，并基于二值变量的定义，得到故障树与门结构函数；其中，所述故障树或门结构函数与所述故障树与门结构函数共同组成所述故障树结构函数。3.根据权利要求1所述的一种用于虚拟维修的故障作业规划方法，其特征在于，基于多种故障类型，通过预设故障树结构函数，将系统故障的树状逻辑因果关系图进行动态逻辑控制，得到动态故障树，具体包括：将所述系统故障的树状逻辑因果关系图进行动静态的子树分类，得到所述系统故障的动态子树以及静态子树；通过预设二元决策图法，将所述静态子树进行故障底事件的逻辑图转化，得到只包含故障底事件的二元决策图；根据设备故障的实际工况，调用预设动态逻辑门，对所述动态子树进行故障事件的多层树状分类，得到所述动态故障树；其中，所述动态逻辑门至少包括：优先与门、顺序强制门、冷备件门以及热备件门。4.根据权利要求1所述的一种用于虚拟维修的故障作业规划方法，其特征在于，将所述动态故障树中的各个事件与预设马尔可夫链中的各个故障节点进行相互对应转化，得到转化后的故障模型，具体包括：将所述动态故障树中的底事件、中间事件以及顶事件与预设影响要素模型的故障层节点、征兆层节点以及状态层节点进行一一对应，得到节点间的因果关系；
根据所述马尔可夫链，对所述故障层节点、征兆层节点以及状态层节点进行各节点条件概率的估计，生成条件概率表；其中，所述条件概率表用于表示动态故障树中各个事件之间的影响程度；将所述动态故障树中的逻辑门转化成所述马尔可夫链中的有向链，并确定出所述逻辑门与所述有向链之间的映射关系；基于预设设备零部件结构，根据所述节点间的因果关系、所述条件概率表以及所述映射关系，对所述马尔可夫链进行完整化的转化，得到完整的马尔可夫链；并根据所述完整的马尔可夫链，构造出所述故障模型。5.根据权利要求4所述的一种用于虚拟维修的故障作业规划方法，其特征在于，基于预设设备零部件结构，根据所述节点间的因果关系、所述条件概率表以及所述映射关系，对所述马尔可夫链进行完整化的转化，得到完整的马尔可夫链，具体包括：根据所述设备零部件结构、所述节点间的因果关系、所述条件概率表以及所述映射关系，对设备的零部件维护操作节点进行逻辑的构建以及节点层次的连接，得到故障操作节点；根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶胜平，黎伟，徐筱，李昀阳，王伟殿，
申请(专利权)人：北京君合创想科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：