智能維修
智能維修旨在維修過程及維修管理的各個環(huán)節(jié)中，以計算機為工具，并借助人工智能（AI）技術(shù)來模擬人類專家智能（分析、判斷、推理、構(gòu)思、決策等）的各種維修和管理技術(shù)的總稱。
來源：智能維護網(wǎng)http://www.gyznwh.com/znwx/
智能維修的應(yīng)用現(xiàn)狀
人工智能在維修領(lǐng)域中主要應(yīng)用于在故障診斷、維修訓(xùn)練、維修管理、維修評估等方面，其中維修管理包括維修決策、維修規(guī)劃、預(yù)防性維修間隔期的確定等。
1、故障檢測與診斷
故障檢測與診斷是產(chǎn)品或設(shè)備進行修復(fù)性維修的前提，準(zhǔn)確的進行故障檢測、診斷和故障隔離是實施正確、及時維修的先決條件。采用專家系統(tǒng)，進行故障檢測診斷診斷是人工智能技術(shù)在維修領(lǐng)域最為廣泛的應(yīng)用。根據(jù)故障現(xiàn)象，利用匯集維修領(lǐng)域?qū)＜抑R和經(jīng)驗建立專家系統(tǒng)，包括建立故障特征信息庫、知識庫，維修策略信息庫等，或采用基于案例推理的方式，進行故障檢測與診斷，以便為設(shè)備管理人員或維修人員提供故障檢測與診斷的智能決策。
文獻[2] 提到了Kitchen等建立了一種集可靠性、維修性和測試性分析于一體的專家系統(tǒng)，該系統(tǒng)可根據(jù)潛在故障模式和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)框架，利用工程師和測試專家已有的知識和經(jīng)驗，運用基于案例的推理技術(shù)，推薦需要進行的測試工作和測試點，以便進行故障隔離，該系統(tǒng)已用于Martin Marietta電力供應(yīng)系統(tǒng)；北京理工大學(xué)將專家系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于柔性制造系統(tǒng)的故障診斷，并建立了智能型維修庫，將診斷和維修重要專家知識等以知識庫的提供給用戶和廠家。
一些智能診斷的軟件也相繼被開發(fā)并投入實際使用，文獻[3] 中描述了測試行業(yè)開發(fā)的多種輔助維修程序，如被稱為診斷專家的美國陸軍隊的SPORT和空軍的 IMIS診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)可協(xié)助設(shè)備管理人員進行自動機械的故障診斷，通過提供系統(tǒng)的故障特征，并逐步分析，為維修或服務(wù)提供建議；Xiaoguo Zhu等人開發(fā)的一個人工智能保障系統(tǒng)（IMSS）用于卡車的狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷和維修，以降低集成采油車等大型機電設(shè)備的維修費用；Milacic等人采用自動控制理論、知識模塊、人工智能工具和技術(shù)等元素，開發(fā)一個名為EXMS（專家維修系統(tǒng)）的專家系統(tǒng)模型已被開發(fā)，用于柔性制造系統(tǒng)（FMS）機械的診斷和維修。
2、維修管理
維修管理在設(shè)備維修中具有重要的作用，缺乏科學(xué)維修管理的企業(yè)將面臨嚴(yán)重的后果，如工廠關(guān)閉、公司破產(chǎn)，有時甚至?xí)?dǎo)致喪命的后果。而良好的維修管理可以帶來更好的作業(yè)環(huán)境、更好的效益。人工智能在維修管理方面也有許多應(yīng)用，利用專家系統(tǒng)的模擬和推理、知識發(fā)現(xiàn)等功能，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)特性，建立設(shè)備維修決策模型，實施設(shè)備維修的智能決策和管理，為企業(yè)提供維修決策、確定大型、復(fù)雜設(shè)備的維修間隔期，進行維修方案選擇等。
維修決策：智能維修決策系統(tǒng)可以根據(jù)維修人員輸入的相關(guān)信息，提供可選擇的維修方案。因為在具體的維修實踐中，維修人員的經(jīng)驗和水平是一個不可忽視的因素，一個具有豐富維修經(jīng)驗的人員所做出的維修決策和選擇的維修方案比一個缺乏經(jīng)驗的維修人員所做出的維修決策和選擇的維修方案，從時間、費用、效益等方面多要好得多，因此，可以充分利用領(lǐng)域?qū)＜抑R和實踐經(jīng)驗建立專家系統(tǒng)進行維修決策。采用專家系統(tǒng)進行維修決策，可用于各類復(fù)雜設(shè)備的維修管理。文獻[4]采用智能型維修系統(tǒng)，將診斷技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合在一起，從而獲得最佳的壽命周期費用；文獻[5]中描述了采用人工智能技術(shù)實現(xiàn)維修管理系統(tǒng)的集成，該系統(tǒng)不僅考慮公司設(shè)備維修工作，而且還考慮產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)系統(tǒng)效率和生產(chǎn)費用，實施基于人工智能的維修管理系統(tǒng)規(guī)劃，并控制維修活動。該項目已經(jīng)在香港中心紡織公司實施。
確定最佳修理間隔期，為維修部門提供合理的維修規(guī)劃。對于預(yù)防性維修活動，如定期潤滑，檢測和維護等，都是預(yù)先規(guī)劃并事先確定操作時間的。定期維護，不考慮設(shè)備工作狀況，其結(jié)果是造成大量的維修資源的浪費。文獻[6]采用可靠性工程中的概念，統(tǒng)計過程控制（SPC）技術(shù)，人工智能技術(shù)，開發(fā)了一個決策支持系統(tǒng)來根據(jù)設(shè)備的工作狀況動態(tài)的地規(guī)劃預(yù)防性維修活動。采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的遺傳算法，進行預(yù)防性維修優(yōu)化，該系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于核電力設(shè)備中；文獻[7]介紹了采用遺傳算法尋找最優(yōu)的時間規(guī)劃并選擇合適的維修人員配置，優(yōu)化核電力設(shè)備的預(yù)防性維修。
智能控制：開發(fā)智能控制維修管理系統(tǒng)，以解決設(shè)備管理中控制、維修和管理相互獨立，自動化和信息的角度被分割在不同的層次，形成獨立信息孤島的問題。文獻[8]提出了一個智能控制維修管理系統(tǒng)（ICMMS）。該系統(tǒng)是集成的、分布式的、開放的和智能的，解決了設(shè)備管理中的信息孤島問題，并將開發(fā)的 ICMMS成功的應(yīng)用在一些水利力發(fā)電設(shè)備和配套的中心電力設(shè)備上。
質(zhì)量評估：利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)特性，實現(xiàn)對管理專家評估思想的學(xué)習(xí)與模擬，建立了航空維修質(zhì)量評估專家系統(tǒng)，為航空維修工程的宏觀質(zhì)量管理提供決策支持[9]。
3、維修訓(xùn)練
對于大型化、復(fù)雜化的關(guān)鍵設(shè)備而言，一旦發(fā)生故障造成的經(jīng)濟損失往往是巨大的，因此就要求維修人員能夠迅速、準(zhǔn)確判斷故障性質(zhì)和故障部位，及時處理故障，恢復(fù)系統(tǒng)正常運行，這就要求有合適的維修訓(xùn)練環(huán)境，能培養(yǎng)一批具有豐富經(jīng)驗的維修人員。智能維修訓(xùn)練系統(tǒng)就能滿足維修訓(xùn)練的需要，為受訓(xùn)者提供了一個模擬的工作環(huán)境使他們能在計算機上安全可靠地進行維修操作，使“新手”很快能成為一名熟練的維修人員，加快了維修人員的培養(yǎng)周期，提高了維修保障水平，同時節(jié)約了費用。文獻[10]描述了“AEA敏捷方法”訓(xùn)練管理系統(tǒng)，采用訓(xùn)練或跟蹤“智能”來自動復(fù)習(xí)評審和存儲，并作為常規(guī)下載發(fā)送，標(biāo)明臨近老化或故障信息，立刻發(fā)出“警報”對發(fā)出“警報”。該系統(tǒng)優(yōu)化了用戶的維修管理系統(tǒng)，使用戶能夠在正確的時間實施正確的維修，采用正確的可以利用的器材料、以及獲得發(fā)現(xiàn)故障的正確信息；我軍部分裝備維修部門也針對一些大型裝備開發(fā)了相應(yīng)的智能維修訓(xùn)練系統(tǒng)。
智能維修的發(fā)展趨勢
隨著人工智能技術(shù)是發(fā)展和應(yīng)用，在維修中的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)饾u擴展，不再僅僅局限于以上領(lǐng)域。概括起來，在維修過程中直接運用人工智能的領(lǐng)域主要有：a、智能診斷，借助人工智能方法，在監(jiān)測的基礎(chǔ)上對復(fù)雜系統(tǒng)的故障進行分析和判斷，確定出故障位置、原因等，并給出解決方法；b、機器人學(xué)，采用機器人的視覺和模式識別本身需要人工智能的方法才能解決。例如讓機器人完成特殊環(huán)境下的維修任務(wù)；c、智能設(shè)計，在維修性設(shè)計中引入人工智能。有很多設(shè)計難于建立數(shù)學(xué)模型和用數(shù)學(xué)方法求解，與人工智能相結(jié)合的CAD、CAPP等為維修性設(shè)計開辟了新的途徑；d、智能控制，主要有專家控制系統(tǒng)與專家控制器，仿人智能控制器，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)等。
計算機技術(shù)和信息技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，促使智能維修將向著綜合化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。其綜合化包括功能的綜合化和技術(shù)的綜合化，是指未來所開發(fā)的智能維修系統(tǒng)將不僅針對某項維修職能或任務(wù)，而是集成化、綜合化的智能維修功能，可能包括故障診斷、維修決策、維修規(guī)劃、維修訓(xùn)練等多項功能，開發(fā)的智能維修系統(tǒng)所采用的技術(shù)是綜合化的，可能包括專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，還可能融合了網(wǎng)絡(luò)、仿真、虛擬等各項技術(shù)；其網(wǎng)絡(luò)化則是通過網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)智能的遠(yuǎn)程監(jiān)控，及時獲得設(shè)備的狀況，發(fā)出故障警告，相關(guān)的維修信息實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享。隨著互聯(lián)網(wǎng)和無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進一步發(fā)展，未來各大型制造企業(yè)的制造實施將從傳統(tǒng)的工廠集中體系向電子工廠和電子供應(yīng)鏈體系轉(zhuǎn)變，網(wǎng)絡(luò)化的電子維護將為公司提供智能性的預(yù)測工具通過互聯(lián)網(wǎng)無線連接系統(tǒng)來監(jiān)控公司資產(chǎn)，防止出現(xiàn)不可預(yù)料的故障。一個“看門狗”裝置可以作為“黑匣子”使用。一旦出現(xiàn)失敗，操作員可以從“黑匣子”中得到最后幾分鐘的導(dǎo)致機床損壞的信息。這樣就可以迅速確定故障的位置，進行迅速的修復(fù)。同時，相關(guān)知識信息也可以和其他用戶在聯(lián)網(wǎng)或無范圍約束環(huán)境下實現(xiàn)資源共享，運用網(wǎng)站通過資源優(yōu)化來得到近乎零停工的性能。
參考文獻
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