CN1559034A - 用于处理故障假设的方法和系统 - Google Patents

用于处理故障假设的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN1559034A
CN1559034A CNA028186869A CN02818686A CN1559034A CN 1559034 A CN1559034 A CN 1559034A CN A028186869 A CNA028186869 A CN A028186869A CN 02818686 A CN02818686 A CN 02818686A CN 1559034 A CN1559034 A CN 1559034A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fault
hypothesis
checklist
model
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA028186869A
Other languages
English (en)
Inventor
G���ֶ�����
G·沃尔马
胡再军
P·卡博尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Research Ltd Switzerland
Original Assignee
ABB Research Ltd Switzerland
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Research Ltd Switzerland filed Critical ABB Research Ltd Switzerland
Publication of CN1559034A publication Critical patent/CN1559034A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0243—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults model based detection method, e.g. first-principles knowledge model
    • G05B23/0245—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults model based detection method, e.g. first-principles knowledge model based on a qualitative model, e.g. rule based; if-then decisions
    • G05B23/0248—Causal models, e.g. fault tree; digraphs; qualitative physics
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/22—Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing
    • G06F11/2257—Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing using expert systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Test And Diagnosis Of Digital Computers (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Debugging And Monitoring (AREA)

Abstract

本发明涉及当在技术设备内出现故障事件时用于在故障起因分析的范围内自动地处理故障假设的方法和适于执行该方法的系统。采用一个数据处理系统(1)，在其中设有：利用所述设备可以执行的设备功能和过程的物理模型(31)；用于故障起因分析的基于认识的模型(33)；通过访问该物理模型(31)和访问被存储在该技术设备的数据服务器(40)内的数据来计算和存储设备状态和过程状态的装置(21，32)；用于处理假设的装置(22)和输入/输出设备(11)。

Description

用于处理故障假设的方法和系统
本发明涉及用于查明故障起因并在基于模型的故障起因分析的范围内对其进行确证的方法和系统。本发明适于在技术设备内或在利用其所执行的技术处理过程中出现故障事件的情况下支持故障起因分析。
例如在G.Vollmar，R.Milanovic，J.Kallela：Model-based RootCause Analysis，会议纪要，2001年4月2-4日Machinery Reliability会议，Phoenix Arizona，RELIABILITY杂志出版，c/o工业通信，Inc.1704Natalie Nehs，Dr.Knoxvil1e，TN37931 USA，曾讲述过基于模型的故障起因分析。在出现故障事件的情况下，该方法如此地给故障分析员提供信息，使其能快速和有针对性地找到故障起因。为此，故障分析员需要一个计算机，其装有Web浏览器并能通过因特网连接访问所述的故障起因分析模型。故障模型是一个层级式的树状结构。最上层由故障事件构成。其下面的层由分别描述了假设的节点构成。这些节点是树状地相互链接的。每个节点具有一个可被用来确证或否认假设的校验表。一个检验表由多个校验表点组成。这些校验表点给出以下指示，即分析员需要哪些信息以及他必须如何处理该信息，以便确证所述的假设。在寻找设备内的工作干扰时，故障分析员从一个节点导航到另一个节点，并借助所附的校验表检验其设备。当分析员以该方式接受一个假设时，他便导航到所属的故障模型，或者说导航到导致其设备产生干扰的故障。
然而，处理用于确证故障假设的检验表点可能非常费事。必须收集和处理所有具有证据力的数据。必须被考虑用来进行处理的数据通常不再存在，或者很难和费时地才能获得。还必须经常地利用复杂的数学函数进一步处理数据以获得具有证据力的信息。当为此所需要的时间耗费非常高或者当没有为该任务提供专业人员时，尤其会产生问题。
原则上，管理系统和用于存储具有时间参考的信号的数据库具有以下数据，这些数据可能被考虑用来对假设进行确证。也存在软件程序，其能够把这些数据压缩和处理成更高价值的信息。但在故障起因分析时，已知方案另外还有一个重大的缺点在于，管理系统及其数据库的信息并不是让故障起因分析系统自动地访问的，而且也不能通过计算机支持来对假设进行确证。
因此本发明所基于的任务在于，给出一种用于自动地处理预定的故障假设的方法和系统。
该任务通过具有权利要求1所述特征的用于在故障起因分析的范畴内处理故障假设的方法来解决。相应的系统和优选改进方案由其它权利要求给出。
据此，本发明涉及一种用于查明故障起因并在故障起因分析的范围内对其进行确证的方法和系统，包括基于用于确证假设的物理模型用计算机支持校验表点的处理。该方法和系统适合于在工业设备内出现故障事件的情况下支持故障起因查询。
在此，工业信息技术的、也即例如管理系统或规划系统的在线数据借助物理模型被实时地转化成更高价值的、用于故障起因分析的信息。因此，物理模型提供了为处理校验表点所需要的信息。在理想情况下，所有的校验表点通过物理模型自动地被处理，并由此确证预定的故障假设。由此获得的结果适当地通过XML接口被提供给故障起因分析系统。在处理故障树时，用信号给故障分析人员发送已由模型处理的假设和校验表点。
对该方法和适合于执行该方法的系统的进一步说明将在下面借助附图所示的实施例来给出。
其中：
图1示出了用于自动处理故障假设的系统，
图2示出了用于自动处理故障假设的方法，
图3示出了过程处理的物理模型，
图4示出了故障模型的原理图，
图5示出了故障树的结构，
图6示出了故障假设“能量输入太高”，以及
图7示出了自动确证的校验表。
图1描绘了一个用于借助物理模型自动地处理故障假设的系统1。该系统包括输入/输出设备10、假设处理设备20和数据存储器30。
输入/输出设备10包括有一个模型浏览器11，利用该模型浏览器，故障分析员可以处理基于故障树的、被称为RCA(根本原因分析)模型和基于认识的模型33。由此尤其可以预给定一个故障假设，其可自动地借助系统来进行确证。
假设处理设备20包含有一个被称为模型引擎的、用于物理模型31的处理设备21和一个在图1中被称为RCA模型导航器的假设处理器22。处理设备21循环地访问由数据服务器40提供的过程数据，并根据物理模型31的预给定而计算设备状态和过程状态，以及把结果存储在用于计算结果32的数据存储区中。假设处理器22在处理一个假设时访问该计算结果32，以及访问所述基于认识的模型33的校验表。
数据存储器30包括含有文件的存储区，其中存放了物理模型31和基于认识的模型33，并且还存储有计算结果32。
图2示出了用于借助图1一般性地给出的、而且在图3中示例地给出的物理模型而自动地处理故障假设的方法。故障分析员首先导航到一个故障假设以开始该方法。在方法步骤100中，由假设处理器22装入为确证该假设而需要的计算结果32。在接下来的步骤200中，另外还由假设处理器22从基于认识的模型33中装入该有关假设的校验表。图6示出了这种校验表的例子。在步骤300中，由假设处理器22利用校验表的校验表点对计算结果进行平衡。在此，为其被寄存了模型的校验表点是自动地被分析的。每个校验表点包含有一个用于确证假设的条件。在步骤400中通过假设处理器22表征该校验表点是否满足条件。图7示例地给出了如何在处理之后输出一个校验表。
图3示例地绘出了在一个反应器内的化学过程的物理模型。该模型以差分方程的形式被给出。该模型描述了在无故障状态下的过程参数。故障可以利用这种模型通过比较所计算出的参数和实测值而被测出。例如可以计算冷却水的进口和出口温度。若所计算出的出口温度偏离实测值，则通过考虑某些边界条件而利用相应的方程系统推导出一个测试值故障。借助所给出的差分方程，例如可以利用To诊断出温度测试故障，以及用V诊断出泄漏。
图4示出了作为基于认识的模型33的故障模型的原理图。被示出的最上层包含有一个具有过程步骤的过程模型。每个过程步骤可以被再分为进一步的过程步骤。在每个过程步骤处存在故障事件和紧急的分量。为此又有具有节点的故障树。故障树的节点表示了故障假设。故障假设的重要的和关于内容的组成部分是一个用于确证的校验表。在图5中详细给出了假设的内容。
图5示出了故障树的结构。该模型包括一个层级结构，并以最简单的特征包含有两个层。最上层表示故障事件。一个故障事件下可能有多个故障假设。按以下方式来描述逻辑依赖性：一个或多个故障假设可能是该故障事件的起因。故障事件和故障假设具有类似的内容描述。为了更深一步的分析，故障假设可以指向其它的故障模型，也就是说一个故障树可以由多个子树组成。通过属性“故障树参考”来产生链接。
图6示例地给出了系统如何给用户提出故障假设“能量输入太高”。在此，故障假设的描述解释了位于故障和可能的起因之间的关系。由定位给出可能的故障地点；在该例中这是反应器XY。通过处理确证校验表来确证该假设。检验“温度测试故障”和“泄漏到冷却壳”可以通过物理模型自动地确证。由一个故障树参考针对诊断判据“错误的操作指导”而实现对所属的故障树的访问，以便进行更深一步的诊断。
图7示例地示出了怎样显示一个自动被确证的校验表。在此，用斜体显示已被自动确证为否定结果的诊断判据。被确证为肯定结果的诊断判据被用粗体显示出，并用感叹号强调。仍需要被检验的诊断判据用粗体和问号显示。

Claims (3)

1.当在技术设备内出现故障事件时用于在故障起因分析的范围内自动地处理故障假设的方法，其中
a)采用一个数据处理系统(1)，在其中设有：利用所述设备可以执行的设备功能和过程的物理模型(31)；用于故障起因分析的基于认识的模型(33)；通过访问该物理模型(31)和访问被存储在该技术设备的数据服务器(40)内的数据来计算和存储设备状态和过程状态的装置(21，32)；用于处理假设的装置(22)和输入/输出设备(11)，以及
b)在通过该系统(1)的用户预给定一个故障假设之后，所述用于处理假设的装置(22)通过访问设备状态及过程状态的计算结果和通过访问基于认识的模型(33)的校验表而自动地根据被分配给所述校验表中的校验表点的条件对该故障假设进行确证，并在一个结果表中记录每个校验表点的确证结果，然后促使输出该结果表。
2.当在技术设备内出现故障事件时用于在故障起因分析的范围内自动地处理故障假设的系统，其中
a)设有一个数据处理系统(1)，在其中设有：利用所述设备可以执行的设备功能和过程的物理模型(31)；用于故障起因分析的基于认识的模型(33)；通过访问该物理模型(31)和访问被存储在该技术设备的数据服务器(40)内的数据来计算和存储设备状态和过程状态的装置(21，32)；用于处理假设的装置(22)和输入/输出设备(11)。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，
所述的数据处理系统(1)被设置用来在通过用户预给定一个故障假设之后，所述用于处理假设的装置(22)通过访问设备状态及过程状态的计算结果和通过访问基于认识的模型(33)的校验表而自动地根据被分配给所述校验表中的校验表点的条件对该故障假设进行确证，并在一个结果表中记录每个校验表点的确证结果，然后促使输出该结果表。
CNA028186869A 2001-09-24 2002-09-24 用于处理故障假设的方法和系统 Pending CN1559034A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10146901.2 2001-09-24
DE10146901A DE10146901A1 (de) 2001-09-24 2001-09-24 Verfahren und System zur Bearbeitung von Fehlerhypothesen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1559034A true CN1559034A (zh) 2004-12-29

Family

ID=7700018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA028186869A Pending CN1559034A (zh) 2001-09-24 2002-09-24 用于处理故障假设的方法和系统

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7246265B2 (zh)
EP (1) EP1451689A2 (zh)
CN (1) CN1559034A (zh)
AU (1) AU2002338765A1 (zh)
DE (1) DE10146901A1 (zh)
WO (1) WO2003029978A2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112817789A (zh) * 2021-02-23 2021-05-18 浙江大华技术股份有限公司 一种基于浏览器传输的建模方法及装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050038697A1 (en) * 2003-06-30 2005-02-17 Aaron Jeffrey A. Automatically facilitated marketing and provision of electronic services
US7409593B2 (en) * 2003-06-30 2008-08-05 At&T Delaware Intellectual Property, Inc. Automated diagnosis for computer networks
US7237266B2 (en) * 2003-06-30 2007-06-26 At&T Intellectual Property, Inc. Electronic vulnerability and reliability assessment
US7324986B2 (en) * 2003-06-30 2008-01-29 At&T Delaware Intellectual Property, Inc. Automatically facilitated support for complex electronic services
DE102004036912A1 (de) * 2004-07-29 2006-03-23 Siemens Ag Verfahren zur Bearbeitung von Computerprogrammproblemen, zugehöriges Computerprogramm und Computersystem
AT500855B1 (de) 2004-09-08 2006-04-15 Bioident Biometric Technologie Vorrichtung zum auswerten biochemischer proben
US7222003B2 (en) * 2005-06-24 2007-05-22 General Electric Company Method and computer program product for monitoring integrity of railroad train
US20140277612A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 General Electric Company Automatic generation of a dynamic pre-start checklist
WO2018226234A1 (en) 2017-06-08 2018-12-13 Cummins Inc. Diagnostic systems and methods for isolating failure modes of a vehicle

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0731537B2 (ja) 1987-09-11 1995-04-10 株式会社日立製作所 多重化制御装置
FR2636151B1 (fr) 1988-09-02 1990-10-12 Thomson Csf Dispositif de detection et de correction d'erreurs de donnees pour bus de transmission en parallele repondant triple
US5272704A (en) * 1989-08-18 1993-12-21 General Electric Company Method and apparatus for generation of multi-branched diagnostic trees
US5187773A (en) * 1990-07-06 1993-02-16 United Technologies Corporation Machine failure isolation using qualitative physics
US5604841A (en) * 1990-07-06 1997-02-18 United Technologies Corporation Hierarchical restructuring generic test templates and reusable value spaces for machine failure isolation using qualitative physics
JP2985505B2 (ja) * 1991-07-08 1999-12-06 株式会社日立製作所 品質情報収集診断システム及びその方法
EP0565761B1 (en) * 1992-04-15 1997-07-09 Mita Industrial Co. Ltd. An image forming apparatus provided with self-diagnosis system
US5793933A (en) * 1993-09-13 1998-08-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Computer-implemented system and method for constructing a system
US6282469B1 (en) * 1998-07-22 2001-08-28 Snap-On Technologies, Inc. Computerized automotive service equipment using multipoint serial link data transmission protocols
US6223143B1 (en) * 1998-08-31 2001-04-24 The United States Government As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Quantitative risk assessment system (QRAS)
US6633782B1 (en) * 1999-02-22 2003-10-14 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Diagnostic expert in a process control system
US6298454B1 (en) * 1999-02-22 2001-10-02 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Diagnostics in a process control system
JP2001249828A (ja) * 1999-12-28 2001-09-14 Toshiba Lsi System Support Kk 情報処理装置、不具合解析プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体、不具合解析方法、及びアプリケーションプログラム開発支援システム
WO2001055806A1 (de) * 2000-01-29 2001-08-02 Abb Research Ltd. Verfahren zum automatisierten generieren einer fehlerbaumstruktur
AU2000272739A1 (en) * 2000-08-09 2002-02-18 Abb Research Ltd System for determining error causes
US6820072B1 (en) * 2000-08-22 2004-11-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Validation of probabilistic troubleshooters and diagnostic system
US6941257B2 (en) * 2000-12-30 2005-09-06 International Business Machines Corporation Hierarchical processing of simulation model events
GB0127552D0 (en) * 2001-11-16 2002-01-09 Abb Ab Analysing events

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112817789A (zh) * 2021-02-23 2021-05-18 浙江大华技术股份有限公司 一种基于浏览器传输的建模方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
AU2002338765A1 (en) 2003-04-14
WO2003029978A3 (de) 2004-03-25
DE10146901A1 (de) 2003-05-15
WO2003029978A2 (de) 2003-04-10
US20040205400A1 (en) 2004-10-14
EP1451689A2 (de) 2004-09-01
US7246265B2 (en) 2007-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109947088B (zh) 基于模型全生命周期管理的设备故障预警系统
US7739216B2 (en) Methods and systems for monitoring and diagnosing machinery by incremently testing a rule
CN101989087B (zh) 工业化加工渣油的在线实时故障监测与诊断的系统装置
CN100412993C (zh) 基于状态监测的核电厂智能维护系统
CN107844567A (zh) 一种业务经验包推荐系统和方法
CN104254810A (zh) 用于一组工厂的条件监视的方法和系统
CN116578040B (zh) 一种面向机床故障诊断的数字孪生模型构建方法、系统及终端
Sträter et al. Assessment of human reliability based on evaluation of plant experience: requirements and implementation
CN1559034A (zh) 用于处理故障假设的方法和系统
CN116467674A (zh) 一种配电网智能故障处理融合更新系统及其方法
CN110311802A (zh) 网络运营方法、装置、电子设备及存储介质
CN110082287A (zh) 腐蚀监测预警方法、装置及服务器
CN102929241A (zh) 精对苯二甲酸装置安全运行指导系统及其应用
CN112488484A (zh) 人员可靠性评估方法、系统、计算机设备及存储介质
Schachinger et al. An advanced data analytics framework for energy efficiency in buildings
CN108023740A (zh) 监控中异常信息的风险提示方法和装置
US7251585B2 (en) Method and computer system for formulating potential measures for increasing the reliability of a technical system
Zhang et al. Research on condition monitoring and fault diagnosis of intelligent copper ball production lines based on big data
CN115225470A (zh) 一种业务异常监测方法、装置、电子设备及存储介质
CN115001948A (zh) 基于数据分析的设备健康状态检测方法及相关装置
EP3540542B1 (en) Method and apparatus for providing an instantiated industrial semantic model for an industrial infrastructure
Ciortea IoT analysis of manufacturing using petri nets
Bouhalouan et al. Knowledge-Intensive Decision Support System for Manufacturing Equipment Maintenance.
Cao et al. Towards an Ontological Representation of Condition Monitoring Knowledge in the Manufacturing Domain.
Gebus Knowledge-based decision support systems for production optimization and quality improvement in the electronics industry

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication