摘  要  介紹一種信息到技術(shù)的遠(yuǎn)程診斷模式，以基于Internet和PSIN來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)以設(shè)備制造商或供應(yīng)商為中心，用最低的成本、盡可能快的速度，將設(shè)備及用戶、制造商及設(shè)備和領(lǐng)域診斷專家結(jié)合在一起，使大家在設(shè)備研究、設(shè)計(jì)、制造和使用等方面共同獲取經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
        遠(yuǎn)程故障診斷就是在設(shè)備所在地設(shè)立狀態(tài)信息采集、存儲(chǔ)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在異地建立診斷中心，進(jìn)行異地間的故障診斷。它利用跨地域的豐富診斷
技術(shù)資源，通過(guò)快速地交換診斷信息，加快了故障診斷的速度，減少了診斷費(fèi)用，具有較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。
        隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的迅速發(fā)展及應(yīng)用和生產(chǎn)實(shí)際需要，人們對(duì)設(shè)備遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)進(jìn)行了研究和應(yīng)用，例如基于Internet/Intranet、WWW、C/S、B/S和CORBA等模型的遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)。綜合分析可以發(fā)現(xiàn)其實(shí)質(zhì)是診斷技術(shù)和設(shè)備的信息化過(guò)程，其關(guān)鍵是信息如何流動(dòng)。根據(jù)信息流動(dòng)方式可以定義遠(yuǎn)程診斷模式，指導(dǎo)如何構(gòu)建遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)。
        一、故障診斷的信息化過(guò)程
        設(shè)備故障診斷的內(nèi)容包括狀態(tài)監(jiān)測(cè)、分析診斷和故障預(yù)測(cè)三個(gè)方面，具體實(shí)施過(guò)程可以分為四個(gè)步驟：
        (1)信息采集。用傳感器拾取能表征設(shè)備工作狀態(tài)的信息，如振動(dòng)、壓力、溫度、電壓和電流等信號(hào)。
        (2)信息處理。將采集到的信息進(jìn)行分類處理、加工及保存，獲取能表征機(jī)器特征的參數(shù)，也稱特征提取，如對(duì)振動(dòng)信號(hào)從時(shí)域變換到頻域的頻譜分析。
        (3)狀態(tài)識(shí)別。按照一定的判別準(zhǔn)則和診斷策略，將獲得的設(shè)備特征參數(shù)與規(guī)定的允許參數(shù)或判別參數(shù)進(jìn)行比較，確定設(shè)備所處的狀態(tài)是否存在故障以及故障的類型和性質(zhì)等。
        (4)診斷決策。根據(jù)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的判斷，決定應(yīng)采取的對(duì)策和措施，或根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行趨勢(shì)分析，預(yù)測(cè)設(shè)備狀態(tài)可能發(fā)展的趨勢(shì)。
        從信息論的角度看，上述故障診斷過(guò)程是一個(gè)完整的信息過(guò)程：信息獲取、信息處理、信息再生和信息施效，是一個(gè)信息運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，其中，設(shè)備狀態(tài)信息的采集是為了獲取設(shè)備的信息表示，信息處理、狀態(tài)識(shí)別和診斷決策是診斷技術(shù)的內(nèi)容。
        二、遠(yuǎn)程故障診斷的模式
        在故障診斷中，設(shè)備由用戶管理和使用，可以稱設(shè)備用戶為DC(Diagnosis Client，診斷客戶）；故障診斷技術(shù)掌握在設(shè)備的開發(fā)商、供應(yīng)商、科研院所和大中專院校中，可以稱掌握診斷技術(shù)的單位或個(gè)人為DSP(Diagnosis Server Provider，診斷服務(wù)提供者)。
    DC和DSP處于不同的地理區(qū)域，只有將它們結(jié)合在一起，滿足診斷的信息化過(guò)程，才能完成故障診斷。如何結(jié)合，實(shí)際上就是故障診斷的模式問(wèn)題，如圖1所示。圖中，診斷技術(shù)的表現(xiàn)形式包括診斷專家和各種診斷工具，設(shè)備的表現(xiàn)形式是設(shè)備的狀態(tài)信息。

圖1 遠(yuǎn)程故障診斷模式

        顯然，要將二者結(jié)合起來(lái)就必須移動(dòng)其中的一方，且只有兩種移動(dòng)方式：一是將診斷技術(shù)移動(dòng)到DC，二是將設(shè)備移動(dòng)到DSP。
        在第一種移動(dòng)方式中，將診斷技術(shù)移動(dòng)到DC是傳統(tǒng)的診斷。如果這樣做，那么就失去了遠(yuǎn)程診斷的意義。但是其中的診斷工具可以是計(jì)算機(jī)程序，是可以移動(dòng)的?？梢苑Q這種移動(dòng)方式為程序到信息的診斷
模式，簡(jiǎn)稱為PTI(Program To Information)。
        在第二種移動(dòng)方式中，將設(shè)備狀態(tài)信息移動(dòng)到DSP，供診斷專家和各種診斷工具使用?？梢苑Q這種移動(dòng)方式為信息到技術(shù)的診斷模式，簡(jiǎn)稱為ITT(Information To Technology)。按照由哪一方主動(dòng)發(fā)起設(shè)備狀態(tài)信息的移動(dòng)過(guò)程，ITT診斷模式可分為ITT-1和ITT-2兩種。其中，ITT-1為DSP主動(dòng)讀取設(shè)備狀態(tài)信息，ITT-2為DC主動(dòng)發(fā)送設(shè)備狀態(tài)信息。
        在PTI診斷模式中，可以通過(guò)下載和遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用(RPC)等方式使用遠(yuǎn)程診斷程序。與其這樣做不如直接將診斷程序放置在DC，完全沒(méi)有必要進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷。
        在ITT診斷模式中，通過(guò)通信及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以快捷、方便地移動(dòng)到DSP；另外，各種診斷工具僅僅是輔助措施，根據(jù)當(dāng)前的診斷技術(shù)現(xiàn)狀，最終的診斷結(jié)果還必須由診斷專家作出。因此，ITT診斷模式是目前遠(yuǎn)程診斷的優(yōu)選模式。
        ITT診斷模式的診斷過(guò)程，加上診斷請(qǐng)求、響應(yīng)和診斷結(jié)果等信息的傳遞，具體過(guò)程如圖2所示。

圖2 ITT診斷模式故障診斷過(guò)程

        三、遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
        根據(jù)遠(yuǎn)程故障診斷模式，結(jié)合通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展，可以采用基于Internet和PSTN的兩種實(shí)現(xiàn)方式。
        Internet通過(guò)路由器、數(shù)據(jù)通信設(shè)備和公共通信線路、基于一些共同的協(xié)議，將許多小的網(wǎng)絡(luò)（子網(wǎng)）或計(jì)算機(jī)互聯(lián)為一個(gè)大的邏輯網(wǎng)，是一個(gè)信息資源和服務(wù)共享的集合。它提供的服務(wù)有電子郵件、文件傳輸和信息查詢(WWW、Gopher、Archie、Telnet、Usenet)等。PSTN即公共電話交換網(wǎng)，是一個(gè)多層次結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)，提供基于模擬信號(hào)的語(yǔ)音雙向傳輸服務(wù)。
        對(duì)于遠(yuǎn)程故障診斷來(lái)說(shuō)，Internet具有信息傳輸速度快、提供服務(wù)內(nèi)容多的優(yōu)點(diǎn)，但其中的信息查詢服務(wù)均采用模式，要求服務(wù)器和信息源在一起，必須建立作為Internet節(jié)點(diǎn)的局域網(wǎng)。由于建立局域網(wǎng)及維護(hù)費(fèi)用較高，軟件開發(fā)專業(yè)性強(qiáng)、難度大，因此適合于經(jīng)濟(jì)效益較好的大中型企業(yè)用戶。PSTN僅能提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，且傳輸速度較慢，難以發(fā)揮領(lǐng)域?qū)＜业淖饔茫?br />還需要開發(fā)專用通信軟件，但PSTN具有能夠達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)任何角落、通信過(guò)程比較簡(jiǎn)單、軟件易于開發(fā)、使用費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，是一種經(jīng)濟(jì)、方便和有效的計(jì)算機(jī)通信方式，適合于中小企業(yè)及經(jīng)濟(jì)效益不好的企業(yè)用戶。
        為了發(fā)揮兩種實(shí)現(xiàn)方式的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合故障診斷模式和診斷雙方的實(shí)際工況綜合考慮，可以將它們結(jié)合在一起，構(gòu)成一個(gè)多層次的遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)，如圖3所示。
        系統(tǒng)分為本地故障診斷系統(tǒng)LFDS(Local Fault Diagnosis System)和遠(yuǎn)程單機(jī)故障診斷系統(tǒng)RSFDS(Remote Stand-alone Fault Diagnosis System)
和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化故障診斷系統(tǒng)RNFDS(Romote Network Fanlt Diagnosis System)三個(gè)層次。在RSFDS層次中，采用ITT-1

圖3多層次設(shè)備遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)

        診斷模式；在RNFDS層次中，采用ITT-2診斷模式。
        系統(tǒng)采用層次結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行分級(jí)故障診斷。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，DC首先使用LFDS進(jìn)行診斷。如果能夠排除故障，則速度最快，且避免了影響更多人的工作；如果不能夠排除故障，則請(qǐng)求RSFDS提供服務(wù)。當(dāng)RSFDS進(jìn)行診斷時(shí)，如果能夠查明故障原因，則速度較快，且避免了影響領(lǐng)域?qū)＜遥蝗绻荒軌虿槊?，再?qǐng)求RNFDS進(jìn)行診斷。
        系統(tǒng)以設(shè)備制造商或供應(yīng)商DP(Device Provider)為中心，減少用戶的麻煩。一方面，DP對(duì)自己的產(chǎn)品最了解，是提供技術(shù)服務(wù)的首要選擇；另一方面，當(dāng)DC需要領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行診斷時(shí)，且不論服務(wù)費(fèi)用問(wèn)題，僅就DC認(rèn)識(shí)并能夠聯(lián)系到多少領(lǐng)域?qū)＜襾?lái)說(shuō)就是一個(gè)非常實(shí)際的問(wèn)題，而DP接觸領(lǐng)域?qū)＜逸^多。實(shí)際上，當(dāng)出現(xiàn)DC無(wú)法排除的設(shè)備故障時(shí)，往往總是向DP請(qǐng)求技術(shù)服務(wù)。當(dāng)DC需要領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行診斷時(shí)，一般通過(guò)DP由三方共同來(lái)實(shí)施。
        系統(tǒng)的特點(diǎn)有：(1)對(duì)于DC來(lái)說(shuō)，可以用最低的成本得到遠(yuǎn)程診斷技術(shù)服務(wù)。一方面，在LDFS的基礎(chǔ)上只要添加一條PSTN用戶線和一個(gè)普通的MODEM即可連接到RSFDS;另一方面，通過(guò)來(lái)獲取領(lǐng)域?qū)＜业募夹g(shù)服務(wù)，減少了用于支持故障診斷的開銷。(2)對(duì)于DP來(lái)說(shuō)，可以用最低的成本為所有的DC提供遠(yuǎn)程診斷技術(shù)服務(wù)。一方面，僅需要一條PSTN用戶線、一個(gè)普通的MOSEM和一臺(tái)PC機(jī)即可連接到所有的LFDS；另一方面，通過(guò)RSFDS可以主動(dòng)獲得自己設(shè)備的當(dāng)前狀況，有助于產(chǎn)品的改進(jìn)。(3)DP具有DSP和DC的雙重地位，可以作為“中介”進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，將設(shè)備及用戶、制造商及設(shè)備和領(lǐng)域診斷專家結(jié)合在一起，使大家在設(shè)備研究、設(shè)計(jì)、制造和使用等方面共同獲取經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
        四、結(jié)論
        根據(jù)故障診斷的信息化過(guò)程，遠(yuǎn)程診斷模式可以分為PTT、ITT-1和ITT-2三種。在實(shí)際應(yīng)用中， PTT模式?jīng)]有多大的意義，ITT-1模式適用于基于Internet/Intranet的遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)，ITT-2模式適用于基于PSTN的遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)。將Internet和PSTN結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)多層次遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)具有更大的實(shí)用價(jià)值，能夠滿足不同診斷用戶的需求，可以針對(duì)不同復(fù)雜程度的故障進(jìn)行分級(jí)診斷，盡可能快地進(jìn)行故障診斷。

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