一种基于FMEA的故障诊断贝叶斯网络快速构建方法

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1、第7卷第3期2016年8月航空工程进展ADVANCESINAERONAUTlCALSCIENCEANDENGlNEERINGV01．7No．3Aug．2016文章编号：1674—8190(2016)03—316—09一种基于FMEA的故障诊断贝叶斯网络快速构建方法薛海红1，严拴航1，王瑶2，王锦妮1，郭鹏1(1．中国航空工业集团第一飞机设计研究院，西安710089)(2．西北工业大学航空学院，西安710072)摘要：贝叶斯网络(BN)建模问题一直是其在故障诊断应用领域的瓶颈，实际的工程系统中，贝叶斯网模型构建存在许多困难，提出一种基于故障模式影响分析(FMEA)的BN建模技术。首先，在分析现

2、有FMEA所包含的故障信息基础上，提出基于单条FMEA记录的贝叶斯网络片段构建方法；然后，利用故障模式与故障原因因果传递关系将贝叶斯网络片段集成为系统贝叶斯网络模型；最后，以某型飞机前轮转弯系统为例进行BN模型构建和分析。结果表明：本文基于FMEA建立的BN模型不仅避免了传统建模过程中对大量工程经验的需求，并且突破了FMEA定性分析能力，能够有效融合多源信息对工程系统进行定量分析和故障诊断。关键词：贝叶斯网络；FMEA；故障诊断；前轮转弯系统中图分类号：TBll4．3；V37文献标识码：ADOI：10．16615／j．cnki．1674—8190．2016．03．008AModelingMe

3、thodofFaultDiagnosisBayesianNetworkBasedonFMEAXueHaihon91，YanShuanhan91，WangYa02，WangJinnil，GuoPen91(1．TheFirstAircraftDesignandResearchInstitute，AviationIndustryCorporationofChina，Xi’an710089。China)(2．SchoolofAeronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：Bayesiannetwor

4、k(BN)modelingproblemhasalwaysbeenthebottleneckofitsapplicationinthefieldoffaultdiagnosis．TherearemanydifficultiesonthebuildingofBNmodelinthepracticalengineeringsystems．AmethodologyofBNmodelingbasedonfailuremodeandeffectanalysis(FMEA)isintroducedinthispaper．Firstofall，amethodofbuildingaBNsegmentbase

5、donasingleunitofinformationofFMEAisproposedafterstudyingthefailureinformationthatFMEAincludes．Then，theBNsegmentsareintegratedintoBNmodelingutilizingthecausalrelationshipoffailuremodesandfailurecauses．Finally，theBNmodelingisbuiltwiththeexampleofthefrontwheelsturningsystem．ThemodelexemplifiesthattheB

6、NmodelbasedonFMEApresen—tedinthepapercannotonlyavoidtheneedforalargeamountofengineeringexperienceinthetraditionalmodel—ingprocess，butalsocanbreaktheFMEAqualitativeanalysisability。whichcouldfusemulti—sourceinformationeffectivelytOperformquantitativeanalysisandfaultdiagnosisonasystem．Keywords：Bayesia

7、nnetwork；FMEA；faultdiagnosis；frontwheelsturningsystem0引言随着航空飞行器技术的进步，装备结构日益复杂，其故障诊断问题越来越受到各国重视。对于大收稿日期：2016—04—26；修回日期：2016-06—05通信作者：薛海红，xuehh0601@163．COIII型复杂机电设备，其构件之间的关系错综复杂，故障症状与故障原因之间的映射表现为随机性和不确定性[1。