的三维虚拟认知环境作为统一的平台，如图1所示。
[0035]步骤三:针对三维虚拟模型的各零件、部件、装置、子系统以及系统分别链接模型属性库；
[0036]集成在三维虚拟认知环境的三维虚拟模型的各零件、部件、装置、子系统以及系统在VC++中通过结构数据指针的方式链接模型属性库，模型属性库中的内容包括基本信息、层级信息和故障诊断信息；基本信息包括工艺系统具体对象名称、出厂信息、维护信息等；层级信息包括隶属关系和连接关系等，决定了该模型的层级链接方式；故障诊断信息包括数据流关系、异常状态确认关系、数据概值、上下阈值、故障特征、故障影响等；模型属性库中的内容采用结构数据库方式存储。数据流关系定义了数据调用和存储的关系。
[0037]步骤四:基于三维虚拟认知环境的故障诊断
[0038]如图2所示，工艺系统基于三维虚拟认知环境进行故障诊断的具体过程如下:图中的虚线表示数据的传输，实线表示系统的动作流程；
[0039]步骤41:将三维虚拟模型中各零件、部件、装置、子系统以及系统所对应的检测数据输入三维虚拟认知环境；
[0040]步骤42:调用模型属性库的故障诊断信息中的上下阈值，将所述检测数据与各零件、部件、装置、子系统以及系统的模型属性库中的上下阈值进行对比，若未超出上下阈值，则返回继续检测；若超出上下阈值，则该检测数据为异常检测数据，进一步设置该异常检测数据的异常状态标志；异常状态标志包括异常发生位置、异常形式等，异常形式包括波动、突变、漂移，波动、突变、漂移都是对超出上下阈值的检测数据更进一步的分析结果；
[0041]步骤43:查询模型属性库中异常检测数据所对应的各零件、部件、装置、子系统以及系统的异常状态确认关系，如存在异常状态确认关系，则将异常状态标志同时存储于异常检测数据所对应的零件、部件、装置、子系统以及系统和与其具有异常状态确认关系的零件、部件、装置、子系统以及系统的模型属性库中；如不存在异常状态确认关系，则将异常状态标志仅存储于异常检测数据对应的各零件、部件、装置、子系统以及系统的模型属性库中；
[0042]步骤44、遍历同一时间点上各零件、部件、装置、子系统以及系统模型属性库中的异常状态标志，对照模型属性库中预先存储的故障特征，如符合某故障特征，则输出相应的故障诊断结果，即故障模式、原因、定位、影响、控制措施等，实现故障诊断。
[0043]步骤五:进行故障诊断结果的三维虚拟增强认知。
[0044]当工艺系统三维虚拟模型中某零件、部件、装置、子系统以及系统的模型属性库中出现异常状态标志时，模型属性库将与该异常状态标志对应的故障影响输出，控制三维虚拟认知环境中出现异常状态标志的零件、部件、装置、子系统以及系统的动态表征。根据不同异常状态标志，触发不同的动态表征。如某仪表的异常状态标志为单点数据波动，则触发的动态表征为该仪表显示数据跳动，闪烁显示该仪表；如果存在具有多个异常状态确认关系的泄露故障异常状态标志，则触发的动态表征为泄露位置的粒子喷射，闪烁显示因泄漏故障而引起的具有异常状态的仪表，高亮显示具有异常状态确认关系的零件、部件、装置、子系统以及系统。
[0045]综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于三维虚拟认知环境的故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、构建工艺系统的三维虚拟模型； 步骤二、将三维虚拟模型进行分层链接，形成零件、部件、装置、子系统和系统的层级，建立三维虚拟认知环境； 步骤三:针对三维虚拟模型的各零件、部件、装置、子系统以及系统分别链接模型属性库；模型属性库包括异常状态确认关系、上下阈值和故障特征； 步骤四:基于三维虚拟认知环境进行故障诊断； 具体过程如下: 步骤41:将三维虚拟模型中各零件、部件、装置、子系统以及系统所对应的检测数据输入三维虚拟认知环境； 步骤42:将所述检测数据与各零件、部件、装置、子系统以及系统的模型属性库中的上下阈值进行对比，若未超出上下阈值，则继续检测；若超出上下阈值，则该检测数据为异常检测数据，进一步设置该异常检测数据的异常状态标志； 步骤43:查询模型属性库中异常检测数据所对应的各零件、部件、装置、子系统以及系统的异常状态确认关系，如存在异常状态确认关系，则将异常状态标志同时存储于异常检测数据所对应的零件、部件、装置、子系统以及系统和与其具有异常状态确认关系的零件、部件、装置、子系统以及系统的模型属性库中；如不存在异常状态确认关系，则将异常状态标志仅存储于异常检测数据对应的各零件、部件、装置、子系统以及系统的模型属性库中；步骤44、遍历同一时间点上各零件、部件、装置、子系统以及系统模型属性库中的异常状态标志，对照模型属性库中预先存储的故障特征，如符合某故障特征，则输出相应的故障诊断结果，实现故障诊断； 步骤五:进行故障诊断结果的三维虚拟增强认知，完成基于三维虚拟认知环境的故障诊断。2.如权利要求1所述的一种基于三维虚拟认知环境的故障诊断方法，其特征在于，所述模型属性库还包括基本信息和层级信息；基本信息包括工艺系统具体对象名称、出厂信息和维护信息；层级信息包括隶属关系和连接关系。
【专利摘要】本发明公开一种基于三维虚拟认知环境的故障诊断方法，一：构建工艺系统的三维虚拟模型；二：将三维虚拟模型进行分层链接，形成零件、部件、装置、子系统和系统的层级，建立三维虚拟认知环境；三：针对三维虚拟模型的各零件、部件、装置、子系统以及系统分别链接模型属性库；模型属性库包括异常状态确认关系、上下阈值和故障特征；四：基于三维虚拟认知环境进行故障诊断；五：进行故障诊断结果的三维虚拟增强认知，完成基于三维虚拟认知环境的故障诊断。本发明提供的三维虚拟认知环境能够给用户提供更加直观的、灵活的故障诊断方式。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105160081
【申请号】CN201510498189
【发明人】周磊, 耿卫国, 朱子环, 蔡睿, 田源, 宋绪勇, 方俊雅, 郝云择, 敖春芳
【申请人】北京航天试验技术研究所
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月14日