Vol.15 No.6 高立新等：建立实用故障诊断专家系统知识库的新方法 ·587 分析时所用的逻辑树、是一种从结果到原因的逻辑树。 本文所提出的预测树，故障是未知的，通过已知的、可以观察到的现象来预测将要发生 的故障，而并不去追究故障产生的原因。显然，它适用于状态监测和故障诊断工作。 两种树与故障的关系如图1所示、可以根据不同需要，将这两种树分开使用或结合在一 起使用（例如，先通过预测树确定故障，再由分析型故障树查找原因）。 预测树所使用的符号，与故障树中所用符号意义相同。和故障树一样，预测树也是一个 逻辑图，人们所不期望的主要事件位于树的顶部、称为“顶部事件”。因果体系的逻辑关系 通过一系列相连的直线和符号表达出来。顶部事件和中间事件用矩形框表示，而圆圈则表示 那些底事件。门式符号“OR”和“AND”用于表示布尔(Boolean)逻辑关系。可以看到， 预测树描绘出产生故障时所有可以观察到的现象，很像一个家谱图。 图2所示预测树是由状态监测（初步预测）子树与故障诊断（精密预测）子树复合而 成。这2棵树既可以单独使用，又可以同时使用，十分灵活。通常，为了避免耗费不必要 的人力、物力，满足现场使用的需要，使用者可利用状态监测子预测树先作初步预测，判断 轴承处于何种状态、是正常还是不正常，如同医生首先对病人进行量体温等初步检查一样， 为下一步行动提供信息。若有必要，再作故障诊断。此时，常用振动诊断的方法，如有条 件，最好使用2种或2种以上不同的检测方法，如温度检测与振动检测、噪声检测与振动检 测等（图36）。 图3是图2所示2个中间事件“状态监测”与“故障诊断”的细化。图2底事件的含 义为：①位移特征值超过阀值：②速度特征值超过阀值；③加速度特征值超过阀值：④解 调谱时域波形异常；⑤滤波谱时域波形异常；⑥频域图异常，⑦噪声异常（声级计）；⑧ 声音异常（五官诊断）；⑨温度异常，图3b、3c中底事件的含义为：①故障倒谱及谐波； ②能量比值异常：③边频一般可见；④谐波幅值依次下降：⑤边频显著可见；⑥滤波谱 故障特征频率；⑦滤波谱故障特征频率及谐波；⑧解调谱故障特征频率；⑨解调谱故障特 征频率及谐波；D~⑧分别为KURT、RMS、MAX超过阀值和时域波形异常 机床主轴箱 机械性扭坏a A 预测树 预测 故障 分析 故障树 秋态监测 故摩诊断 (初步预测)儿 (精密预测)。 图1预测树、故障树和故障的关系 图2预测树中间事件 Fig.1 Forecast tree.fault tree and fault relation Fig.2 Middle events of forecast tree 由图3阳可见，状态监测子预测树是“O(或)门”，也就是说，任意使用一种检测手段 即可。至于用何种适宜，要视使用者所处的环境而定，并考虑设备类型、诊断设备投资、诊 断人员素质等因素。目前，我国大多数机械制造企业或其他行业的企业常常只能进行一种方 式的（常用的是振动）检测，故状态监测这一部分有很大的实用价值，根据笔者的体会，供应仪器 的厂家常会提供一些资料（包括用户使用案例、基本判据等），应充分利用之。例如，使用 者购买的是SPM类型的脉冲仪，就可以利用它的《常见冲击脉冲波形图及轴承工作状态的Vo l . 15 N 〔〕 . 6 高 立新 等 : 建立 实用 故障诊断 专家系 统知 识库的新方法 分 析时所 用 的逻辑树 , 是 一 种 从结 果到 原 因的逻 辑树 。 本文 所提 出的 预测 树 , 故 障是 未知 的 , 通 过 已 知 的 、 可 以 观 察到 的现象 来预 测将 要发生 的 故障 , 而并 不 去追 究 故 障产 生的原 因 。 显然 , 它适用 于状 态监测和 故障 诊断工 作 。 两种 树 与 故障 的关 系 如 图 1 所示 , 可 以 根据 不 同需要 , 将这 两种 树分 开使用或 结合 在一 起使 用 ( 例如 , 先通 过 预测 树确定故 障 , 再由分 析型 故障 树查 找原 因 ) 。 预测 树所使 用 的符 号 , 与故 障树 中所用符号意 义相 同 。 和 故 障树 一样 , 预测 树也是一 个 逻辑 图 , 人们所不期 望 的 主要事 件位 于 树的顶 部 , 称为 “ 顶 部 事件 ” 。 因 果体 系 的 逻辑 关系 通过 一 系列相 连的直 线 和 符号表 达 出来 。 顶部事件 和 中间事 件 用矩 形框表 示 , 而 圆 圈则表示 那些 底事 件 。 门式符 号 “ O R ” 和 “ A N D ” 用于 表 示 布 尔 (B o o lea n) 逻 辑 关 系 。 可 以 看 到 , 预测 树描绘 出产生故 障 时 所有可 以 观 察到 的现 象 , 很像 一 个家谱图 。 图 2 所 示预测 树 是 由状 态监 测 (初 步 预 测 ) 子 树与 故 障诊 断 (精 密预 测 ) 子 树复 合 而 成 。 这 2 棵树既 可以 单 独使用 , 又 可 以 同 时使 用 , 十分灵 活 。 通 常 , 为 了 避免 耗 费 不必 要 的 人力 、 物力 , 满足 现 场使用 的需 要 , 使 用者可 利 用状态监 测 子预测 树 先作初 步 预测 , 判 断 轴承处于 何种状态 、 是 正 常还是 不正 常 , 如 同 医生 首先 对病 人进 行量 体 温 等 初 步 检 查 一 样 , 为下一 步 行动提供信 息 。 若 有必要 , 再 作 故 障 诊断 。 此时 , 常 用振动 诊 断 的方 法 , 如有 条 件 , 最好 使用 2 种 或 2 种 以上 不 同 的检测方 法 , 如 温度检测 与振 动检 测 、 噪声 检 测 与振动 检 测等 ( 图 3b ) 。 图 3 是 图 2 所示 2 个 中 间事件 “ 状 态监 测 ” 与 “ 故 障 诊 断 ” 的 细 化 。 图 a2 底 事 件 的含 义 为 : ① 位移 特征 值超过 阀值; ② 速 度特征值超过 阀值 ; ③ 加 速度 特征 值超 过阀值 ; ④ 解 调谱时域波 形异 常 ; ⑤ 滤波 谱时域波 形异 常 ; ⑥ 频域 图异 常 ; ⑦ 噪 声 异 常 (声 级计 ) ; ⑧ 声音异 常 ( 五官诊断 ) ; ⑨ 温度 异 常 , 图 3b 、 3 c 中底 事 件 的 含 义 为 : ① 故 障 倒 谱 及 谐 波 ; ② 能 量 比 值异 常 ; ③ 边 频一 般可见 ; ④ 谐 波幅 值依 次 下 降; ⑤ 边 频 显 著 可 见 ; ⑥ 滤 波 谱 故障特 征频率 ; ⑦ 滤波 谱故 障特征频 率及 谐波 ; ⑧ 解 调谱 故 障特 征频 率 ; ⑨ 解 调 谱故 障特 征频率及 谐波 ; L 一L 分 别 为 K U R T 、 R M S 、 M A X 超过 阀值和 时域 波形 异 常 预测树 故障 故障树 机床主 轴箱 机械性 损坏 。 状态监 侧 故障诊断 ( 初步预 侧 ) b ( 精密预测 )c 图 1 预测树 、 故 障树和 故障的关 系 瑰 . I R 冲“ 卫成 。℃e 、 血utI 臼笼犯 a 闭 自utI 代 I a 垃抽 . 图 2 预测树 中间事件 】布9 . 2 凡】油kI e , 印七 of fo 比。 成 。锐 由图 a3 可 见 , 状态监测 子 预测树 是 “ O R ( 或 ) 门 ” , 也就是 说 , 任意使 用一 种检 测 手 段 即可 。 至于 用何 种适宜 , 要 视使 用者 所处的环境 而 定 , 并 考虑设 备类型 、 诊 断设备投资 、 诊 断人员 素质等 因素 。 目前 , 我国大 多 数机械 制造 企 业或其他 行 业的企业 常常 只能 进行一种 方 式 的 (常用的是 振动 ) 检测 , 故状态 监测 这一部 分有 很大 的实用价值 , 根据 笔者的体会 , 供应仪器 的厂家 常会提 供 一些 资 料 ( 包括用户 使用案 例 、 基 本判 据等 ) , 应 充分利 用之 。 例 如 , 使 用 者购买 的是 S P M 类 型 的脉 冲仪 , 就可 以利 用它 的 《常 见冲 击脉 冲波 形 图 及 轴 承 工 作 状 态 的