远程修复工程实现的必要性以及远程诊断的重要价值

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 远程诊断研究工作最先是从医学领域开始的，1988年开放式远程医疗系统的概念在美国首次被提出，国内就目前掌握的资料来看，上海交通大学、哈尔滨工业大学和南京航空航天大学等已经开始从事工业领域的远程诊断研究同时Bently、NI等国际大公司也纷纷将他们最新的网络化设备状态监测产品推向中国市场   现代工程机械的结构复杂、涉及的技术领域多，使维修难度增大、任务加重。面临的主要问题有：① 现代工程机械的维修十分复杂。由于其科技含量较高，使其结构变得更为复杂，涉及的技术领域增多，造成现场修理人员难以完成维修任务。②维修方法 的技术含量高。随着科学技术的快速发展，维修手段 的高技术含量也相应增加，这就决定了现代机械设备维修难度和维修任务进一步增大。③现代机械设 备破坏机理复杂、损坏率高，使机械设备保养维护难 度增大、任务增加。随着网络化发展及网络技术所带 来的巨大优势，传统工程机械的故障诊断及维修服务1工程机械远程诊断维修系统的结构1．1工程机械远程诊断维修系统的功能模型从系统功能角度该系统由数据采集维修终端、维修工程车组、机械设备维修指导中心、器材仓库、修理厂、制造厂、设计单位组成，如图1所示。系统的浏览器一web服务器一数据库服务器3层结构，如    器材仓库。储备各种工程机械的零部件，进行零  修理厂。是机械设备维修的主要协作伙伴，为机 械设备维修提供远程技术支援，解决现场抢修中的  技术难题。   制造厂。作为机械设备的生产单位，完全了解设  备的生产、装配，具有技术优势。
 
设计单位。作为机械设备的研制单位，有责任跟 踪机械设备的全寿命过程，为其在使用维修中出现的技术难题，提供技术支持，可作为机械设备维修远 程专家组，这样即可为施工单位提供技术支援，又可 为机械设备性能的改进积累使用与维修实践数据。
 
1．2工程机械远程诊断维修系统的结构模型整个系统又可根据结构体系分成现场维修实施 中心、现场维修技术支持中心、后方维修技术支援 组，系统结构模型及各结构单元三者之间信息流动    (1)现场维修实施中心包括数据采集维修终端与机械设备维修工程车组。数据采集硬件主要包括 WBK512采集器与WBK系列采集模块。软件包括WB部件的管理、维护与保养。拟测试分析软件MDSPl．0和操作系统平台Mi— crosoft Windows XP。实现对现场信息的采集、分 析，掌握机械设备的工作性能，可为故障诊断提供在线测量信号。对机械设备使用中出现的一般性故障可以提供故障诊断与维护。而对于实际使用中出现的较为复杂的故障，数据采集维修终端利用故障诊断专家系统很可能无法排除故障[‘]，因而需要请求远程智能故障诊断系统的支持。
 
(2)现场维修技术支持中心包括机械设备维修指导中心与工程负责中心。工程负责中心根据现场状况及机械设备损伤情况，制定维修任务，并组织协调维修实施中心，完成维修任务。利用与现场诊断系统交互过程中积累的大量经验，形成功能强大的故 图4故障诊断模块设计流程图障诊断知识库、数据库、模型库和方法库，为维修实 施中心提供更为有力的诊断支持。由于诊断对象的 2．2可视化模块可视化模块的实现要求客户端PC机要配有声卡、耳机、话筒及摄像头等多媒体视频会议设备。系
 
统通过开发基于Windows操作系统Netmeeting           COM组件的可视化模块，利用Netmeeting COM组    件提供的在线讨论、发送消息、共享程序、白板程序等二次开发函数，实现了客户端与服务器端的声频、 视频信息交流，使客户端与服务器端可方便地进行 及时、有效的信息交流。 目前普通的局域网都可以达到2M的传输速率 到桌面，对于无线传输系统，不论是卫星移动通信、  基于802．11b传输协议的无线局域网、蓝牙匹配网，均能满足视频传输的最低传输带宽要求128Kbps。 如果信息网Internet遵守TCP／IP协议，那么系统可建构基于T120数据协议与H．323通信协议的可视  化模块。图5为遵守H．323视频通信协议的系统可视化模块的网络结构。
 
2．3信息咨询模块信息咨询模块建立在故障诊断模块实现的基础上。在故障诊断数据库中我们同时建立了诊断历史 表，客户通过访问故障诊断模块后，对于故障频率 高、维修难度系数大的“故障现象”，可将“工程机械 名称”、“故障部件”、“最佳方案”字段存入历史诊断库中用户在下次同类故障发生后，即可通过信息咨 询模块，选择输入“访问时间”、“工程机械名称”、“故   障部件”后，通过关联查询直接得到保存在维修方案   中的“最佳方案”的历史记录，从而节约了客户端对  服务器端的访问时间，提高了网络的效率。图6为信    息咨询模块的工作机理。
 
2．4数据维护模块由于对数据维护模块的访问权限对用户角色的  级别要求较高，因此提高了应用程序开发过程中对  程故障诊断。  务系统也快速的走向了网络化发展之路。利用计算机、网络技术建立与维修保障中心相通的一体化网络，建立工程机械远程诊断维修系统，可及时准确了解施工现场动态，掌握机械设备技术性能，完成现场诊断维修与故障排除。
 
工程机械远程诊断维修系统是在计算机无线与有线网络技术基础上，将机械设备维修指导中心、维修工程车组、数据采集维修终端、器材仓库、修理厂、制造厂、设计单位联系起来[3]。实现各个工程机械维修单元的有机互连互通，充分发挥各种资源的因素，注重利用远程诊断专家的知识，为工程机械提供有效的远程故障诊断与现场抢修服务。
 
数据采集维修终端信号的在线采集是基于虚拟仪器技术，以虚拟仪器开发平台LabVIEW开发的。
 
它的主要功能是通过各种传感器采集机械设备的振动、压力、应变、温度、流量等状态信号，经调理变换后输入到WBK512数据采集器中进行A／D转换与处理，再输入到计算机中进行进一步的处理，为故障诊断提供在线测量信号。
 
机械设备维修工程车组主要负责各种类型工程机械的现场抢修加工，同时作为修理工运输车及零部件储备车，以工程机械修理工程车为例，其配备车床、刨床等加工机械设备可完成现场损伤零部件的二次加工，现在嵌入的数字化设备使其具备了定位导航、数据传输、远程技术支援、维修信息查询等功能，是数据采集维修终端的维修技术查询中心。
 
机械设备维修指导中心负责机械设备各种维修任务的上传下达，是机械设备维修工程车组与Inter—net网络连接的桥梁，处理协调各种维修任务，统筹部署各机械维修工程车与数据采集维修终端的维修工作。
 
复杂性，传统的诊断方法在处理不确定性知识时往往遇到很大的困难，我们的研究以建立诊断对象的结构模型为基础，利用Elman神经网络故障诊断与推理，最终得出诊断结果，为维修实施中心设计可行的敏捷维修与维修方案。
 
(3)后方维修技术支援组由器材仓库、维修厂，制造厂、设计单位组成。利用其具有的丰富的设计知识和制造过程知识，组成诊断及技术支援小组，通过系统的可视化模块实现与现场修理工的信息交互，通过远程检测与诊断模块实现对机械设备的全程监控，充分发挥技术专家的智能，为机械设备提供现场无法排除的机械设备故障诊断服务，保证故障机械设备的现场敏捷抢修。其次，诊断专家完成某项复杂故障诊断任务后，将获得的诊断知识存人知识库，从而可不断提高现场维修技术支持中心的智能，更好地为维修实施中心服务。
 
2工程机械远程诊断维修系统的实现2．1远程故障诊断模块根据机械设备上的传感器采集的信号，将检测信号经A／D转换后，通过系统基于移动卫星或基于802．11b传输协议的无线传输方案，将采集到的信号传输到维修中心的服务器上。通过系统的故障诊断模块，实现对机械设备的远程故障诊断[5]。
 
系统的故障诊断模块基于ASP．NET编程。主
 
要有两大功能：工程机械性能检测及故障诊断，模块流程如图4所示。模块实现基于故障树分析法，首先进行故障搜索定位，先将机械设备故障树结构存入数据库中，然后采用从上而下的方式进行故障定位搜索，诊断时，根据测试数据与故障数据库中各种标准进行比较，找出部件故障的各种可能原因，并逐个判断其真实性，最终搜索到故障的真正原因，找出可能出现故障的元器件。
 
此模块的加密度，数据维护模块采用了B／S模式的模块结构，由C#语言进行开发。只有在客户端安装数据维护模块子程序，并且用户在通过身份验证后，才有访问数据维护模块的权限。从而大大提高了系统的安全性。
 
数据维护模块除了进行系统用户的管理外，其主要功能就在于能扩展系统远程技术支援的工程机械I-7。。它为工程机械远程维修提供了一个开发平台。
 
只要对工程机械进行失效分析，并建立起故障树模型或故障诊断层次模型，并能提供工程机械的简介、技术参数、维修指导、原理讲解、操作方法、保养指南等机械性能指标，就可以将工程机械扩展到系统远程诊断维修机械数据库，从而扩展系统进行远程诊断维修的机械种类。
 
3系统安全性在工程机械远程诊断维修系统中，系统采用无线网络通信方案，无线通信设备提供了对传输数据的动态随机加密，在与Internet的连接时，采用加密路由器对数据进行128位加密，软件系统中服务器端采用了Windows 2000 Server作为网络操作系统，用Microsoft Internet Information Server作为Web服务器。在这个环境中，各个系统都提供了安全机制。
 
4   结   语针对现代工程机械结构复杂，现场故障诊断与维护工作难度大的情况，采用工程机械远程维修诊断系统对其进行研究，提出并分析了系统的功能模型和结构模型，并进行了软件系统的开发工作，将数据采集维修终端、维修工程车组、机械设备维修指导中心、器材仓库、修理厂、制造厂、设计单位通过网络集成在一起，实现了工程机械维修的远程信息查询、远程状态检测与故障诊断，为维修实施中心专家提供了交互式的监控、诊断环境，实现对工程机械的远