基于多Agent的远程故障诊断系统
科技信息2012年第35期
ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
0引言
故障诊断过程是一个系统识别过程,它是一个从信号到状态的映射,人们通过对故障诊断对象的监控,能正确地检测出该诊断对象的相应特征信号,由此辨别它的运行是否正常,或某种功能失调的原因及性质,预测不正常状态发展趋势及潜在的故障。随着设备的大型化、复杂化及非常规性,原有传统的故障诊断系统已不适应。而智能故障诊断系统能模仿人类专家在进行故障诊断时思维逻辑过程:包括观察、推断、分析和对策。它具有开放性、分布性、实时性及资源可公用等特点。这些特点相互联系,提高了分布系统的效率,同时降低了系统建立和维护的费用。Agent的引入,体现了分布式人工智能技术和多学科知识的结合与发展,使故障诊断系统能够适应动态的复杂环境。多Agent系统在故障的分辨、诊断和控制方面表现出了极大的优势。
本文探讨了利用多Agent技术对故障进行远程、协同诊断的可行性，提出了基于多Agent的远程故障诊断系统的总体结构和功能，并介绍了基于CORBA技术构建的远程故障诊断系统的实现。
1智能Agent及其构成
Agent是指能在动态领域中采取灵活、自治活动的计算机实体,是具有实时处理多维信息、相互作用和有效传递信念、承诺、意图等智能的自治的软件实体。它具有智能性、自治性、灵活性、开放性、适应性、协作性和推理机制等特点,能自主工作和具有语义互操作及协作交互能力的智能实体,并且具有数据和模型处理能力。为此,我们采用下面结构来描述，如图1所示。
图1智能Agent的框架结构
多Agent系统(Multi-Agent System,MAS)是将单个Agent集合起来，通过它们之间的相互作用或相互结合以产生更高的智能，系统是在努力提高单个智能体模块的处理能力的基础上，致力于研究和开发模块之间的相互作用和综合能力，以期提高系统的整体功能。MAS作为解决复杂系统的一种有效方法，能够利用并行分布式处理技术和模块化设计思想，把复杂系统分解成相对独立的智能体子系统，通过智能体之间的合作与竞争来完成对复杂问题的求解。实际系统中的智能体可由不同开发者在不同时间运用不同的工具和技术来实现，因此它们各自具有不同程度的问题求解能力。
2基于多Agent的远程故障诊断系统
远程故障诊断是指当用户系统出现故障时，系统经由通信网络(如局域网或者广域网)与远程故障诊断系统连接，诊断系统启动安装在系统中的诊断程序或向系统发送诊断程序，然后将获得的测试数据回送到远程故障诊断系统，经分析、比较、判断得出诊断结论，再将诊断结论和处理意见发送给用户的过程。本文基于多Agent的远程故障诊断系统的总体结构如图2所示。
由于制造系统内在的复杂性和关联性，传统的单因素监测和信息处理已经无法胜任。多传感器信息融合就是充分合理地选取各种传感器，提取对象的有效性信息，充分利用多个传感器资料，通过对它们合理支配和使用，把多个传感器在空间或时间上的冗余信息或互补信息依据某种准则来进行组合，以获得被测对象的一致性解释或描述，使该信息系统由此获得比它的各组成部分的子集所构成的系统更为优越的性能。从图2可见，本系统采用多传感器信息融合技术进行加工状态监视并提供故障情况下的状态信息，通过信息处理技术对状态信息分析提取特征以供监视或故障诊断子系统使用。采用该技术先对同一层次的信息进行融合，获得更高层次的信息，再汇入相应的信息融合层次，这样从低层至顶层对多元信息进行整理合并，逐层抽象，从而取得比单一传感器更准确更具体的诊断结果。
图2系统总体结构
本系统是集本地诊断和远程诊断为一体的集成诊断系统。首先，由系统的多传感器信号采集单元对数控加工设备、物料储运系统等底层功能设备的主要状态信息、可观察的信息、系统出现故障时的故障信息和数据进行采集，然后由多传感器信息融合处理单元对采集到的信号进行融合处理，再由检测监控单元将处理过的信息和控制器发出的控制信号写入公共数据库。系统报警和发生故障时，检测监控单元发送控制信号给控制器以控制发生故障的功能设备进行停机检查等动作，同时将出现故障时人为检测的特征数据和故障现象通过人机接口写入公共数据库。而综合知识库包含有关系统故障的物理知识、经验知识、设备运行过程状态知识、状态监测信息所反映的异常状态的知识以及它们彼此之间联系的知识等。多Agent远程故障诊断系统根据公共数据库中的信息和综合知识库中的知识，调用多个Agent并行地、协调一致地进行多种推理，并将诊断结果和诊断策略返回给用户。对于无法诊断的故障，本系统将启动视频会议子系统召集人类专家进行实时在线交流，人类专家在各种诊断工具的支持下，协同地对系统故障进行诊断。对于人类专家诊断成功的故障，可以通过例子学习算法实现知识的自动获取，从而扩充现有的综合知识库。
由于系统的控制计算机具有健全的自诊断功能，能对被控设备的主要软、硬件故障及异常工况进行报警显示和自动诊断，同时上报上一级控制计算机。本系统借助于各主要功能设备上报的故障自诊断信息以及来自各故障监测装置的报警信息，运用综合知识库中的知识，调用多个Agent进行故障分析和诊断，并将最终诊断结果和故障诊断策略显示给用户。
3系统设计与实现
3.1系统软件体系结构
制造系统中的诊断对象间通常具有内在的关联性，通常表现为一个诊断对象的征兆并不是由其内部故障所引起的，而是由某一关联对象的故障引发产生的。这种关联性增加了诊断的难度，所以本系统采用基于多Agent的结构，按照地理位置及功能和结构分解的原则，将问题分布在多个问题求解节点上，每个求解节点构成一个Agent，多个Agent可以并行地、协调一致地求解问题，在具体求解中就表现为多个诊断Agent诊断过程的耦合和关联，从而可以有效地实现并发性、关联性故障的诊断。
本文基于CORBA技术构建多Agent远程故障诊断系统。系统中
基于多Ａｇｅｎｔ的远程故障诊断系统
李彬彬
(安徽建筑工业学院安徽合肥230601)
【摘要】设备故障诊断技术在现代社会的应用越来越广泛,其应用对象多处于动态多变环境。现有的诊断软件尚不能适应这样的复杂环境。智能Agent是目前人工智能领域的研究热点之一。随着网络技术的成熟,实用型的智能agent系统越来越多地应用于各个领域。本文根据故障诊断系统的实际要求,探讨了利用多Agent技术对故障进行远程、协同诊断的可行性，提出了基于多Agent的远程故障诊断系统的总体结构和功能，并介绍了基于CORBA技术构建的远程故障诊断系统的实现。
【关键词】多Agent；故障诊断；
CORBA
○科教前沿○
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