基于故障树和案例的装备维修知识库系统设计
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以定 义 及 描述 ， 以便 撷 取 及 应 用 ，并 以 “ 拟 ” 、 “ 模 转 换 ”、 “ 整 ” 、 “ 并 ”等 手 法修 改原 有 的解 决 方案 调 合 以适 应 新 的情 境 。 Ｃ Ｒ方法 大 大缩 短 了解 决 问题 的 时 间 Ｂ
部件 的故 障是相 互独 立的。现 以由ｎ 个相互独 立的底 事
１引言 ．
我军在装备维修保 障方面经过多年 的探索 ，积累了 丰富的经验 ，形成 了很多技术资料和数据。然而 ，由于
技 术人 员之 间 缺 乏 有效 的知 识 交 流和 沟 通 ， 以及 技术 人
件构 成的 故障树为 研究对象
件 数 ， 当
ｆ，百度文库 中ｉ ， ， ， ；１ ２ … ｎ，ｎ为 底 事
只 取 ０ １ ，或 门 的 结 构 函 数 为 ： 或 时
２１ 障树 分析 的数 学模 型 ．故
（＝ ∑ ： 一 １Ｘ ） ｌ （ 一
２ ． 于故 障树 的 维修 知 识 获 取 ２基
故障树是 由构成全部底事件 的 “ 与”和 “ 或”的逻 辑关系连接而成 ，为 了简化起见 ，假设所分析 的装备零
。
设 为表示底事件的状态变量 ， （） 表示顶事
件 的状 态 变量 ，两 者 取值 都 为０ １ 或 ，则有 如 下 的 定 义 ：
Ｘ ＝｛ 当 事 发 即 备 部 故障 取 ， 底 件 生时 装 零 件 时 ｆ
值 为 １ 当底 事件 不 发 生 时 即装 备 零部 件 正 常 时 取 值 ｉ
年 代 由美 国 贝 尔 实 验 室 的Ｈ． Ｗａｓｍ￣Ｄ．． ａｌ 先 Ａ． ｔ ｏ Ｄ Ｆ Ｈａｓ首 提 出 的 ，是 在 系统 设 计 过程 中 ，通 过 对 可 能造 成 系 统 故
‘ｆ
（ １） “ 与” 门的结构函数
巾 ） ＝
， １ ，， 为底事件数，当 式中 ２一
（） 值为 ， 取 ０ 。
顶事件 （）的状 态完 全取决于 底事件 的状 态
，
即顶事件巾 必然是底事件状态的函数，则有 （）
显得 非常困难。 因此 ，论文提 出了一种基于案例和故 障
树 的知 识 库 系 统 设计 方法 ，借 助 案例 推 理 技 术 和 故 障树
（） （ Ｘ ，． 。其中称 （） ＝ ，２． Ｘ ） ． ， 为故障树的结
５ ６
Ｓ Ｙ Ｓ Ｓ
Ｅ
基于故障树和案例 的装备维修知识库 系统设计
刘 伟 李胜利 杨学强 （ 甲兵工程学院 北京 １ ０ ７ 装 ０ ０ ２）
Ｃ
Ｕ Ｒ Ｔ Ｙ
系
统 安 全
摘要 ：阐述 了基于故障树 分析和 方法案例推 理的基本原理 ，分析 了二者在装备故障诊 断 中的优 势及其不足 ，在此基础 上提 出了一种基 于案例和故障树 的装备 维修知识库 系统 。重点 对 该 知 识 库 系统 的推 理 机 制 进行 了设 计 。 关 键 词 ：案 例推 理 ；故 障树 分 析 ；知 识库 系统
构 函数 ， 它表 示 系 统 状 态 的一 种 逻 辑 函数 ，其 自变量 为 该 系统 各 组 成 单 元 的状 态 。
分析方法各 自的优势设计装备维修知识库系统。
２故 障树 分析 方 法 ．
故 障树 分析法（ ｕｔｒｅａａ ｓ ，Ｆ Ａ 是２ 世纪６ ｆ ｌｔ ｎ ｌ ｉ Ｔ ） ０ ａ ｅ ｙｓ ０
殊 原 因进 行 分析 。 同时 ，其 围绕 某 些 特 定 的故 障 作 层 层 深 入 的 分析 ，表 达 系 统 的 内在 联 系 ，并 指 出元 部 件 故 障
与系统故 障之间的逻辑关系。故 障树建成后 ，它可 以清
晰地反映系统故障与单元故 障的关系，为检测、隔离及
菜 佣库
排除故 障提供指导。维修 人员可 以借助装备故障树分析 的结果，由故障树各级事件 间的因果关系获得大量基于
员的流动性 ，导致许 多装备维修知识无法共享和传承。 因此 ，有必要建立装备维修知识库系统 ，将各种维修知
识采 用 有 效 的 方 式表 示并 存 储 ，为基 于 知 识 的 装 备维 修
为 ｝ ＝ 当 事 发 时 装 系 故 ０。 ） ｛， 顶 件 生 即 备 统 障 （
时 取值为ｌ （ ） ；当顶事件不发生时即装备系统正常时
规则 的装 备 维 修 知识 。 这 些知 识 可 以有 效 的 指 导 装 备使 用 阶段 的故 障诊 断 。
图１ 案例 推 理的 一般 流程
４基 于 案 例 和 故 障树 的 知 识 库 系统 ．
４１ 统 推 理 原 理 ．系
３基 于案例 的推理 ．
基 于 案 例推 ￣ （ ａｅＢ ｓｄＲ ａｏ ｉｇ Ｂ ） 以案 Ｃ ｓ— ａｅ ｅｓｎｎ ，Ｃ Ｒ 是
部件和 系统只能取两种状态 ，即正常或故障 ：且假设零
Ｆ Ａ不是局 限于对 系统可靠性作 一般 的分析 ，而是 Ｔ
Ｉ Ｊ
ｓ ｓｓ ｃｕ ｌＹ 系 统 安全 Ｙ Ｅ ＲＴ
Ｊ７ ５
分析 系统 的各种故障状 态。这样不仅可 以分析某些元部 件故 障对 系统的影口 向，还 可以对导致这些部件故障的特
保障提供基础支撑。 目前 的知识库系统大多使用基于规
则 、模 型 等 形 式 的知 识 表 示 及推 理 机 制 来 求 解 问题 。 由 于 知识 表 达 不 尽理 想和 知 识 获 取 存 在瓶 颈 ，建 造 和使 用 完 备 的 、可 供 推理 用 的 系统 模 型 以 及获 得 大 量 的规则 就
基 于 案 例 推 理 其 解 决 问题 的 思 路 是 寻 找 一 个 类 似 的、成 功 的过 去案 例 ，并 对 其 进 行 修 改 直 至符 合 当前 问 题 的 需 要 。此 方法 克 服 了分 析 系 统 机理 的 费 时工 作 ，并
例或累积的经验作 为储存知识的基础 ，针对 新的问题加
。
只取０ 时，与门的结构函数为： （） 或１
（ ）“ ２ 或” 门的结构 函数
障的各种 因素进行分析 ，画出逻辑框图 ，从而确定系统 故障原因的各种可能组合及其发生概率 ，以计 算系统故 障概率 ，采取相应的纠正措 施 ，提高系统可靠性 的一种
设 计 分析 方法 。
（） ＝
部件 的故 障是相 互独 立的。现 以由ｎ 个相互独 立的底 事
１引言 ．
我军在装备维修保 障方面经过多年 的探索 ，积累了 丰富的经验 ，形成 了很多技术资料和数据。然而 ，由于
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。
设 为表示底事件的状态变量 ， （） 表示顶事
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即顶事件巾 必然是底事件状态的函数，则有 （）
显得 非常困难。 因此 ，论文提 出了一种基于案例和故 障
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基于故障树和案例 的装备维修知识库 系统设计
刘 伟 李胜利 杨学强 （ 甲兵工程学院 北京 １ ０ ７ 装 ０ ０ ２）
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摘要 ：阐述 了基于故障树 分析和 方法案例推 理的基本原理 ，分析 了二者在装备故障诊 断 中的优 势及其不足 ，在此基础 上提 出了一种基 于案例和故障树 的装备 维修知识库 系统 。重点 对 该 知 识 库 系统 的推 理 机 制 进行 了设 计 。 关 键 词 ：案 例推 理 ；故 障树 分 析 ；知 识库 系统
构 函数 ， 它表 示 系 统 状 态 的一 种 逻 辑 函数 ，其 自变量 为 该 系统 各 组 成 单 元 的状 态 。
分析方法各 自的优势设计装备维修知识库系统。
２故 障树 分析 方 法 ．
故 障树 分析法（ ｕｔｒｅａａ ｓ ，Ｆ Ａ 是２ 世纪６ ｆ ｌｔ ｎ ｌ ｉ Ｔ ） ０ ａ ｅ ｙｓ ０
殊 原 因进 行 分析 。 同时 ，其 围绕 某 些 特 定 的故 障 作 层 层 深 入 的 分析 ，表 达 系 统 的 内在 联 系 ，并 指 出元 部 件 故 障
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晰地反映系统故障与单元故 障的关系，为检测、隔离及
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排除故 障提供指导。维修 人员可 以借助装备故障树分析 的结果，由故障树各级事件 间的因果关系获得大量基于
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图１ 案例 推 理的 一般 流程
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基 于 案 例推 ￣ （ ａｅＢ ｓｄＲ ａｏ ｉｇ Ｂ ） 以案 Ｃ ｓ— ａｅ ｅｓｎｎ ，Ｃ Ｒ 是
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分析 系统 的各种故障状 态。这样不仅可 以分析某些元部 件故 障对 系统的影口 向，还 可以对导致这些部件故障的特
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基 于 案 例 推 理 其 解 决 问题 的 思 路 是 寻 找 一 个 类 似 的、成 功 的过 去案 例 ，并 对 其 进 行 修 改 直 至符 合 当前 问 题 的 需 要 。此 方法 克 服 了分 析 系 统 机理 的 费 时工 作 ，并
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只取０ 时，与门的结构函数为： （） 或１
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设 计 分析 方法 。
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