维普资讯 http://www.cqvip.com 第２４巷第１２期 机 电 工 程 Ｖｏ１．２４ Ｎｏ．１２ ２００７年１２月 ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ＆ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＭＡＧＡＺＩＮＥ Ｄｅｃ．２００７ 基于ＥＡＭ系统的可靠性数据采集 曾 焱 。，刘德峰 （１．华南理工大学物理科学与技术学院，广东广州５１０６４０；２．中国设备管理协会计算机管理开发应用中心，广东广州５１０６４１） 摘 要：从可靠性分析和币靠性数据采集要求出发，研究了企业设备资产管理系统中设备基础信息结构 及设备单元运行状态信息对可靠性数据采集的影响，给出了企业设备资产管理系统中设备单元、功能参 数集及其阈值、运行状态之间的关系，提出了利用企业设备资产管理系统进行可靠性数据采集的数据结 构和方法，为统一的场外设备系统可靠性数据采集提供了优化的架构。 关键词：企业设备资产管理；可靠性数据采集；层次结构；功能参数集；运行状态 中图分类号：Ｖ２７１．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—４５５１（２００７）１２—００１３—０５ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＥＡＭ ｓｙｓｔｅｍ ＺＥＮＧ Ｙａｎ 一．ＬＩＵ Ｄｅ—ｆｅｎｇ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５ １０６４０，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅａｔ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｒｅ，Ｃｈｉｎａ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５ １０６４ １，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｉｎｇ ｏｆ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ—ｕｎｉｔ ｓｔａｔｅ ｉｎ ａｎ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ ａｓｓｅｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ（ＥＡＭ）ｓｙｓｔｅｍ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｕｎｉｔｓ，ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｓｅｔ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔａｔｅ ｏｆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｕｎｉｔｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｓｅｎ— ｔｅｄ．Ｄａｔａ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ａｐｐｒｏａｃｈ ｏｆ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＥＡＭ ｗｅｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ａｎｄ ａ ｏｐｔｉｍｕｍ ｆｒａｍｅ ｆｏｒ ｏｕｔ—ｆｉｅｌｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ ａｓｓｅｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ（ＥＡＭ）；ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ；ｈｉｅｒａｒｃｈｙ；ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｓｅｔ；ｓｔａｔｅ ０前言 运行状态的数据采集平台。如何使一个ＥＡＭ系统成 为一个有效的可靠性数据采集平台，也是ＥＡＭ发展的 设备可靠性分析和可靠性评估成为了现代装备制 一个重要方面。 造与管理的重要技术工作。设备的可靠性评估需要大 基于ＥＡＭ的运行模式和可靠性数据采集的要求， 量的设备运行数据，可靠性数据采集是可靠性评估的 笔者拟研究设备层次结构对可靠性数据采集的影响， 重要基础 。可靠性数据采集需要高效而严谨的方 提出在ＥＡＭ统一的基础上进行设备单元划分、功能参 法 。近几十年，美国、加拿大等国家均对可靠性数 数集、运行状态定义的基础上进行可靠性数据采集的 据的采集给予了足够的重视 。 数据结构和方法，为ＥＡＭ系统成为统一的可靠性数据 有研究设计了加速寿命试验的数据采集系统，用 采集建立优化的架构。 于可靠性试验数据采集 ，但限于场内数据采集，缺 乏场外可靠性数据采集的设备运行状态设计。还有研 １ ＥＡＭ系统与设备运行状态 究专门设计了针对电力设备可靠性数据采集方法 ， 根据可靠性分析和评估的要求，可靠性数据采集 但所涉及的系统是针对设备或设备系统的，没有进 需要获得以下关键数据：设备无故障运行时间、设备故 行设备单元的划分。也有研究设计了电子产品可靠 障发生时间、故障原因、故障部位、故障停机时间、故障 性数据采集的系统 ，但没有进行软件数据结构的 影响、失效模型等。因此，可靠性分析和评估要求对设 规范。 备进行系统结构划分，根据组成系统的部件／元器件所 近年来，企业设备资产管理（ＥＡＭ）系统在现代企 满足的统计规律，逐层进行系统可靠性统计综合，使系 业中应用日趋广泛。作为一个综合管理体系，ＥＡＭ在 统达到规定的可靠性目标。可见，要进行量化的可靠 技术上的目标是要提高设备可靠性 ；ＥＡＭ也是设备 性分析和评估，就需要进行系统及设备的划分、可靠性 收稿日期：２００７—０５—１１ 作者简介：曾 焱（１９６３一），湖南湘潭人，主要从事知识发现与机器学习方面的研究。 维普资讯 http://www.cqvip.com 机 电 工 程 第２４卷 建模、设备单元功能建模、数据采集、单元可靠性评估 以及可靠性综合等工作。 计算（事件空间法，路径追踪法）。组成系统的各单 元，其重要度不完全相同，分析单元重要度，可以找出 系统的薄弱环节。 １．２设备系统／单元运行状态 ＥＡＭ系统是在设备综合工程学的理论体系下建 立起来的设备全寿命周期的综合管理体系，其基础是 建立规范的设备基础信息体系结构。因此，一个实用 的ＥＡＭ系统实现了设备系统一设备一部件～备件的 设备结构划分，这恰好是设备可靠性数据采集的基础。 而ＥＡＭ重视设备运行状态信息的采集，因此，只需对 设备运行状态不仅仅有运行和故障（失效）两种 状态，实际的设备运行状态分类是一个非常复杂的体 系。以电力生产系统（机组）运行状态的运行状态为 例，列出装备运行状态的分类，如图２所示。 全出力运行 设备单元运行状态（即阈值）进行规范，即可用于设备 可靠性数据的采集。 １．１ ＥＡＭ设备层次划分与连接模型 １．１．１ 设备层次结构划分 ＥＡＭ作为一个技术管理体系，首先应实现设备结 构的划分。一般地，模块化的装备系统是复杂网络的 一个特例，即系统按一定的层次结构以“部件／零件一 部件／总成一设备一子系统一设备系统（机组／装置／ 生产线）”形式组成，同级单元关联后形成上一级系 统。其结构拓扑图可用一个多层的网状结构图表示， 如图１所示。这里，Ｃ 与Ｃ，为设备任意一个层次的组 成单元， 为单元连接方式。 膪 低 降 出 ｒ●Ｉ●Ｊ ｌ＿【 艏Ⅲ 出儿低 降 ，●ｒ●，、●【 第第第第 图１ 装备系统层次性结构拓扑图 类类类非非非类 非 划埘划埘 在本研究中约定：“设备单元”指具有一定功能及 行行行运力力力出出出低低低降降降运运运 行 力 出 低 降 特征的设备系统组成，可以是“设备子系统／单体设 备／部件／零件”。 Ｕ Ｕ Ｕ Ｕ ｎ １．１．２设备结构模型 从可靠性分析的角度出发，各设备单元具有一定 的运行状态与功能，当某一单元出现故障时，对上一级 系统的影响由单元连接方式和单元重要性决定。 设备单元的连接方式可分为串联结构、并联（冗 余）结构、ｋ／ｎ表决结构及复杂结构。 由串联结构组成的系统，某一单元发生故障，则将 导致系统失效。在并联系统中，只要不是全部单元失 效，系统就可以正常运行，并联结构是利用冗余度提高 系统可靠性的方法。ｋ／ｎ表决结构由ｎ个单元组成的 系统，至少ｋ个单元同时正常工作系统才能正常运行。 复杂结构模型是由上述结构组合而成的系统，其分解 分析方法主要有：选择关键单元，先分解系统，再组合 ， （Ｆｓ） 运行ｌ ｆ（ｌ ｓ １【 降低出力运行 Ｉ （ＩＵＮＤ） Ｉ 全出 Ｊ备刚 ｌ备（Ｒ）｛用ｆ 【降低出力运行 （ＲＵＮＤ） 降 运运修类类类类类停停检●２修修日第第第第第大小节ｒ云汁●一 非ｌ 送一射统运运运运运系停停停停停用划划划划划 ； ｎ ● 事ｑ３ 、 ４ ５ 图２发电机组状态分类 虽然是机组运行状态分类，但其状态划分模式可 以延伸到设备组成单元。 另一方面，任何设备单元的功能或参数不是唯一 的，而可能有多个特征量，且一定的特征量对应一定的 运 阈值。 在ＥＡＭ中，现场设备运行动态信息的采集是一个 工作重点。如果要使ＥＡＭ具有可靠性数据采集的能 力，不仅需要完成设备组成结构的划分，而且需要规范 设备单元状态、设备单元功能及参数集以及相关阈值， 然后在此基础上进行可靠性数据采集。 ２装备可靠性数据采集设计 设备可靠性评价往往是从整个机组或装备系统进 行的，但可靠性分析需要从设备组成结构进行，即设备 结构的划分和设备可靠性模式的建立是一个自顶向下 的过程，而可靠性评估和分析是一个自底向上的过程。 对系统进行可靠性数据采集，首先需要建立设备 单元基础数据结构、设备单元功能／参数定义、参数阈 值以及单元状态定义，并在此基础上进行运行数据采 集，各种数据类及其基本关系，如图３所示。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第１２期 曾 焱，等：基于ＥＡＭ系统的可靠性数据采集 图３ 可靠性数据采集的数据类及其关系 ２．１ 设备单元层次性基础数据结构 设备单元的定义需要将“设备系统（生产线）一设 备一部件一备件”这样的层次关系结合起来，形成一 个开放的树形结构，在任意层次上可以进行相关的功 能定义。状态信息采集，如图４所示。 定义１从可靠性角度出发，设备系统某一层次 的系统单元ｕ可定义为一个具有层次关系的６元组 Ｃ ：＝（ｃ ， ，日，Ｆｒ，，Ｆ，Ｒｏｏｔ），其中：Ｃ 是一组下级 单元， 是ｃ 级单元问的联结方式， Ｃ ×Ｃ ，Ｈ是 有向的，传递的，无环的，自反的层次关系，Ｈ（ｃ ， ） 代表ｃ 是 的子系统（单元），ＦＴ是单元失效类型，Ｆ 为单元的设计功能，Ｒｏｏｔ是一个根系统，Ｖ Ｃ ∈Ｃ ， Ｈ（ｃ，，Ｒｏｏｔ）成立，一套装备中只有一个Ｒｏｏｔ。 图４设备系统层次性结构关系图 由此定义，设备单元状态的数据类可表示为： ＤｅｖｉｃｅＵｎｉｌ： ＋Ｄｅｖｉｃｅｌｄ：ｓｔｒｉｎｇ ＋Ｒｏｏｔ｜ｄ：ｓｔｒｉｎｇ ＤｅｖｉｃｅＬｅｖｅｌ：ｉｎｔ＝１；／／单元层次，即距离Ｒｏｏｔ的链路距离 ＤｅｖｉｃｅＴｙｐｅ：ｓｔｒｉｎｇ —ＬｏｗｅｒＵｎｉｔＮｕｍｂｅｒ： ＝０；／／下级单元数 ＦａｉｌｕｒｅＴｙｐｅ：ｓｔｒｉｎｇ —Ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ：ｃｈａｒ＝１；／／单元重要度 ＭａｉｎＦｕｎｃｔ￣ｏｎ：ｓｔｒｉｎｇ —ＤｅｖｉｃｅＣｏｄｅ：ｓｔｒｉｎｇ ＤｅｖｉｃｅＮａｍｅ：ｓｔｒｉｎｇ ＤｅｖｉｃｅＳｉｚｅ：ｓｔｒｉｎｇ ＋ａｓｓｉｇｎｅｄＦｕｎｃｔｉ０ｎｓ（）：ｓｔｒｉｎｇ ＋ｓｕｍｕｐＳｔａｔｅｓ（）：ｓｔｒｉｎｇ （１）ＤｅｖｉｃｅＩｄ是算法生成的设备单元唯一标识 码，无需手工维护； （２）ＲｏｏｔＩｄ说明单元归属，即标识单元所属的根 系统，从而利于统计单元状态对系统整体影响； （３）ＤｅｖｉｃｅＴｙｐｅ为单元类别，可单选”机组／设备／ 总成／机械部件／电子器件”，虽然ＤｅｖｉｃｅＬｅｖｅｌ标识了 单元在系统中的层次，但由于各种生产工艺的不同，同 一层次上可能有不同类别的单元； （４）Ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ标识单元重要度，可以单选”０／１／ ２”，分别表示”一般／重要／关键”； （５）ＭａｉｎＦｕｎｃｔｉｏｎ只是标识了单元在一个设备系 统中所体现的功能，或称为主要功能，它并不表示所有 功能或设备参数，因为设备／设备单元的功能和参数集 是一个复杂的体系，需要单独定义为一个附表； （６）对于数据采集系统而言，单元的可靠性指标 参量是动态的，不同时刻，这些参量是不同的，应从设 备运行状态得到； （７）设备单元的链接方式，如串连结构／并联结构 等，决定了当前层次单元对上一层次设备可靠性的影 响，但这种影响的实现是利用单元定义和运行状态定 义实现； 、 （８）概念定义中不含设备单元的具体描述，如编 号／名称／型号规格等，在数据结构中进行了简单定义； （９）ＳｕｍｕｐＳｔａｔｅｓ操作从相关的ＵｎｉｔＳｔａｔｅ中自动 汇总单元所有的状态。 例如，对于某企业一条生产线的高压供电系统，按 上述定义可以将部分设备单元的主要信息表示为： ２．２ 单元功能／参数集及其阈值数据结构 任何设备单元，通常都有多种功能，一般分为：主 要功能、次要功能、保护装置、冗余功能等，这些功能表 现为一个参数集。主要功能即设备／设备单元的设计 功能，在定义１中给出定义。次要功能一般包括密封、 支撑、外观、卫生、仪表等，设备单元越复杂，次要功能 越多。保护装置是包括运行预警装置、自动保护装置、 故障后果削除装置、备用的冗余结构单元等。冗余功 能往往是设备多余的功能。 作为可靠性数据采集的基础，设备单元的功能、参 数集应予以预先定义。 定义２设备单元的功能或参数集Ｆ是一组额定 的可检测或监测设备参数，这组参数标明了设备单元 的设计功能或额定运行状态指标。Ｆ与设备单元是 Ｎ：１的关系。 维普资讯 http://www.cqvip.com
机 电 工 程 第２４卷 据此，设备单元功能及其参数集的数据结构可表 ２．３ 运行状态及设备单元运行状态数据结构 示为： ＤｅｖｉｃｅＦｕｎｃｔｉｏｎ ＋Ｄｅｖｉｃｅｌｄ：ｓｔｒｉｎｇ ＋Ｆｕｎｃｔｉｏｎｌｄ：ｓｔｒｉｎｇ —Ｆｕｎｃｔｉ０玎Ｄｉｓｃｒｉｐｔｉ０“：ｓｔｒｉｎｇ —ＦｕｎｃｔｉｏｎＰａｒａｍｉｔｅｒ：ｆｌｏａｔ＝０；／／功能参数 一ＵｐＴｏｌｅｒａｎｃｅ：ｆｌｏａｔ：０；／／允差上限 一ＤｏｗｎＴｏｌｅｒａｎｃｅ：ｆｌｏａｔ：０；／／参差下限 一ＰａｒａｍｉｔｅｒＵｎｉｔ：ｓｔｒｉｎｇ —ＦｕｎｃｔｉｏｎＴｙｐｅ：ｓｔｒｉｎｇ —ＴｅｓＭｅｔｈｏｄ：ｓｔｒｉｎｇ —ＴｅｓｔｉｎｇＭｅｔｈｏｄ：ｓｔｒｉｎｇ —ＴｅｓｔｉｎｇＴｏｏｌ：ｓｔｒｉｎｇ ＋ＴｅｓｔｌｎｇＰｅｒｌｏｄ：ｉｎｔ：０；／／测试周期 一ＦａｉｌｕｒｅＭｏｄｅ：ｓｔｒｉｎｇ ＋ａｓｓＩｇｎｅｄＴｈｒｅｓｈ０ｌｄ（）：ｆｏｌａｔ ＋ｒｅＭａｉｎＦｕｎｃｔｉｏｎ（）：ｓｔｒｉｎｇ —ｇｅｎｅｒａｔｅＴｅｓｔｉｎｇ（） （１）一个设备单元一般对应于多个功能； （２）这些功能失效时即对应于一定的故障模式， 故障模式一般为：结构故障／卡死或捆结／振动／错位／ 泄漏等； （３）ＦｕｎｃｔｉｏｎＰａｒａｍｉｔｅｒ定义的功能参数为标称参 数及其允差，与状态相关阈值一般有多个，特别是对渐 发性故障，如某１０ ＭＷ的燃气轮机排气温度标称为 ５４０ ｃｃ（在透平机４ ｍ处测量），当温度超过５７５ ｏＣ即 触发报警，当温度超过６００ ｏＣ时即会发出关机信号； （４）单元功能／参数采集方式ＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄ分为 “定期”型和“非定期”型，分别表示定期采集数据和单 元本身失效或相关单元失效等事件发生时采集数据； （５）对重要设备单元的重要功能、参数，应设定测 试周期ＴｅｓｔｉｎｇＰｅｒｉｏｄ，定期采集相关运行数据。测试 周期应小于该类的最小Ｐ—Ｆ间隔 ，测试记录由操 作ｇｅｎｅｒａｔｅＴｅｓｔｉｎｇ（）生成。 设备单元运行时其功能往往达不到设计功能，即同 一个功能可有多个状态，以不同的阈值来区分。因此，阈 值是与具体的组件功能相关联，通过阈值划分功能状况。 定义３ 阈值是设计功能Ｆ的一个函数， ＝ Ｆ），功能与阈值之间是１：Ｎ的关系，而阈值与状态 是１：１的关系。阈值的数据结构为： Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ＋Ｆｕｎｃｔｉｏｎｌｄ：ｓｔｒｉｎｇ —Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｄ：ｓｔｒｉｎｇ —Ｔｈｒｅｓｈ０ｌｄＲｅｌａｔｉ０ｎｕｐ：ｉｎｔ：０；／／闽值关系 一ＴｈｒｅｓｈｏｌｄＵｐ：ｆｌｏａｔ：ＦｕｎｃｔｉｏｎＰａｒａｍｉｔｅｒ；／／阈值上限 一ＴｈｒｅｓｈｏｌｄＲｅｌａｔｉｏｎＤｏｗｎ：ｉｎｔ：０；／／闽值关系 一ＴｈｒｅｓｈｏｌｄＤｏｗｎ：ｆｌｏａｔ：０；／／阈值下限 一ＴｈｒｅｓｈｏｌｄＳｔａｔｅ：ｓｔｒｉｎｇ Ｎｕｌｌ；／／阈值对应状态 ｇｅｔＦａｉｌｕｒｅＭｏｄｅ（）：ｓｔｒｉｎｇ ｇｅｔＳｔａｔｅ（）：ｓｔｒｉｎｇ （１）阈值关系有“大于、大于等于、小于、小于等于”； （２）通过操作ｇｅｔＦａｉｌｕｒｅＭｏｄｅ得到相关参数的故 障模型； （３）阈值对应的状态有状态类给出。 运行状态用于定义基础的设备功能状况，不与具 体设备单元关联，在功能阈值中被引用。 定义４运行状态ｓ是一个标识设备单元运行情 况的类，设备单元的状态与其故障模式有关，状态 定义应符合相关故障类型，不同类型的故障其状态分 布是不同的。系统单元故障类型Ｐ和系统状态分布ｓ 可以形成一个二维表Ｑ，因此，Ｑ的一个元素ｑ。 即表 示单元故障类型Ｐ的状态Ｓ。 由此定义，设备单元状态的数据结构可表示为： （１）实际的故障类型非常复杂，这里只是为了标 识单元状态对设备整体功能的影响，因此，可分为”渐 发性故障”和”突发性故障”两类，前者有ＦＳ、ＩＰＤ、 ＩＵＤ、ＦＲ等多值状态，而后者只有Ａ／Ｕ二值状态； （２）状态关系通过ＳｔａｔｅＩｄ建立树型结构，以便进 行状态统计。 定义５ 设备单元的运行状态（Ｒｕｎｎｉｎｇ Ｓｔａｔｅ， ＲＳ）是设备单元、单元功能、状态与时间的函数，可表 示为ＪＲ．ｓ（ｃ ， ，ｓ ， ）。 由此，可得到设备运行状态数据结构为： ＤｅｖｉｃｅＳｔａｔｅ ＋ＤｅｖｉｃｅＩｄ：ｓｔｒｉｎｇ ＋ＤｅｖｉｃｅＦｕｎｃｔｉｏｎｌｄ：ｓｔｒｉｎｇ —Ｔｅｓｔｉｎ Ｐａｒａｍｉｔｅｒ：ｆｌｏａｔ＝ＤｅｖｉｃｅＦｕｎｃｔｉｏｎ．ＦｕｎｃｔｉｏｎＰａｒａｍｉｔｅｒ／／狈 量值 一ｓｔａｔｅｌｄ：ｓｔｒｉｎｇ —ＦａｉｌｕｒｅＣａｕｓｕａｌ：ｓｔｒｉｎｇ Ｎｕｌｌ；／／故障原因 一ＦａｉｌｕｒｅＥｆｆｅｃｔ：ｓｔｒｉｎｇ Ｎｕｌｌ；／／故障影响 一Ｆａｉ｜ｕｒｅＳｅｖｅｒｉｔｙ：ｉｎｔ：０；／／故障严酷度 一ＲｕｎｎｉｎｇＴｉｍｅ：ｆｌｏａｔ＝０；／／运行时间 一ＳｔｏｐＴｉｍｅ：ｆｌｏａｔ：０；／／停机时间 ｇｅｔＤｅｖｉｃｅＵｎｉｔ（） 一ｇｅｔＦｕｎｃｔｉｏｎ（） 一ｇｅｔＴｈｒｅｓｈｏｌｄ（） （１）单元运行状态是可靠性数据采集的关键，状 态实例的生成分为“定期”和“不定期”两种模式，其中 定期的由ＤｅｖｉｃｅＦｕｎｃｔｉｏｎ类生成； （２）ＤｅｖｉｃｅＩｄ和ＤｅｖｉｃｅＦｕｎｃｔｉｏｎＩｄ是对定义２的引 用，即明确所采集的设备单元及其功能，同时可知道标 准参数值； （３）ＳｔａｔｅＩｄ是根据测试参数值（ＴｅｓｔｉｎｇＰａｒａｍｉｔｅｒ） 的情况，引用定义４的阈值得出的判断； （４）假设设备单元状态过程的概率分布满足各态 历经，这一函数可对应到设备系统的故障／失效率 （ＲＯＣＶ），可以在相应的故障分析中进行分析。 （下转第２７页） 维普资讯 http://www.cqvip.com 第１２期 程金’『义，等：基于ＤＭ６４２的嵌入式实时车辆跟踪系统 ・２７・ 一目标跟踪时间为６０ Ｉｎｓ～６５ ｎｌＳ ０ 为了与一般的基于颜色特征的Ｍｅａｎ Ｓｈｉｆｔ ５ 结束语 作比较，本研究同时列出了仅利用颜色特征跟踪和利 ＤＭ６４２是ＴＩ公司推出的一款面向数字多媒体应用 用空间边缘信息与颜色信息结合，并且加入Ｋａｌｍａｎ滤 的ＤＳＰ，提供了和视频的无缝连接。本研究设计的基于 波器跟踪的结果图。实验显示，本研究提出的方法对 ＤＭ６４２的车辆跟踪系统是车辆辅助驾驶系统的一部分。 车辆跟踪，特别是快速运动车辆具有很好的鲁棒性和 本系统采用Ｍｅａｎ Ｓｈｉｔｆ作为。为了增强系统的准 准确性。利用原始Ｍｅａｎ Ｓｈｉｆｔ跟踪算法的结果图，如 确性，把车辆外型特征作为的输入特征，同时加入 图４所示。实验显示在车速过快时，不能很好地跟踪。 Ｋａｌｍａｎ滤波器提高鲁棒性。本系统同样也存在不足之 本研究提出的跟踪系统跟踪的结果图，如图５所示。 处，没有对多个目标进行跟踪，当对多个目标进行跟踪的 可以看出本研究提出的跟踪系统对快速运动物体具有 时候对程序的实时性提出了很大的挑战，所以多目标的 良好的效果。原始算法和本研究所提算法输出结果数 跟踪和ＤＭ６４２程序的优化将是笔者下一步的工作目标。 据对比，如表１所示。 参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）： ［１］Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２ Ｖｉｄｅｏ／Ｉｍａｇｉｎｇ Ｆｉｘｅｄ— Ｐｏｉｎｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：Ｄａｔａ Ｍａｎｕｌ［Ｍ］．Ｔｅｘａｓ ｉｎ— ｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，１９９９． （ａ）跟踪结果１ ｆｂ）跟踪结果２ （ｃ）跟踪结果３ （ｄ）跟踪结果４ —ｌ—ｌ—【ｌ—ｌ— ２ 李方慧，３ ４ ５ ６］Ｊ］ 王 飞， ］Ｊ何佩琨．ＴＭＳ３２０Ｃ６０００系列ＤＳＰｓ原理与 ］Ｊ］Ｊ 图４利用原始Ｍｅａｎ Ｓｈｉｆｔ跟踪结果图 应用：第２版［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００３． ＦＵＫＵＮＡＧＥ Ｋ．Ｈ０ＳＴＥＴＬＥＲ Ｌ Ｄ．Ｔｈｅ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒａｄｉｅｎｔ ｏｆ ａ ｄｅｎｓｉｔｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｐａｔｔｅｒｎ ｒｅｅ－ ｏｇｎｉｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ，１ ９７５， ２１（１）：３２—４０． （ａ）跟踪结果１ － ● （ｂ）跟踪结果２ （ｃ）跟踪结粜３ （ｄ）跟踪结果４ ＣＨＥＮＧ Ｙ．Ｍｅａｎ Ｓｈｉｆｔ，ｍｏｄｅ ｓｅｅｋｉｎｇ ａｎｄ ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ［Ｊ］． 图５利用本文提出的跟踪系统跟踪的结果图 ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ｐａｔｔｅｒｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｌｌｉ－ ｇｅｎｃｅ，１９９５，１７（８）：７９０—７９９． 表１原始算法和本研究所提算法输出结果数据对比 邓自立．最优滤波理论及其应用——现代时间序列分析 方法［Ｍ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，２０００． ＪＪＬＩＥＲ Ｓ．ＵＨＬＭＡＮＮ Ｊ Ｋ．Ａ Ｎｅｗ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ［ｃ］／／Ｔｈｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｅａｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｅｅ，ＩＥＥＥ Ｐｒｅｓｓ，１９９５：１６２８一ｌ６３２． ［编辑：张 翔］ （上接第１６页） Ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅ Ｍａｒｋｅｔ［Ｃ］．ＩＥＥＥ Ｓｕｍｍｅｒ Ｐｏｗｅｒ Ｍｅｅｔｉｎｇ Ｐａｎ－ ３ 结束语 ｅｌ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｓｅａｔｔｌｅ，Ｊｕｌｙ １７，２０００：５—１５． 总之，可靠性分析与设计对设备的可靠性数据采集 ［４］ ＢＡＲＴＯＮ Ｒ Ｒ．Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ ａ ｒｅｌａｔｉｏｎａｌ ｄａｔａｂａｓｅ ｆｏｒ ａｎ 提出了深入而细致的要求，这些要求可划分到设备的最 Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ－ｌｉｆｅ－ｔｅｓｔ ｆａｃｉｌｉｔｙ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ｒｅｌｉａ－ ｂｉｌｉｔｙ，１９９４，４３（１）：１１—２１． 小单位及其相关的功能表现，因此，对可靠性数据采集 ［５］ ＦＡＲＲＯＫＨＺＡＤ Ｄ．ＦＲＩＵＺＡＢＡＤ Ｍ． Ａ Ｄａｔａ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ 本身应提供相关的分解与定义。根据 卜述设计开发的 Ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ—Ａ Ｐｒａｅ． 系统在ＥＡＭ系统中实现了完备的可靠性数据采集。 ｔｉｅａｌ Ｃａｓｅ ｉｎ ＩＲＡＮ［Ｃ］．ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ，２００４：９９９—１ ００４． 参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）： ［６］ 李颖，潘 勇．电子设备现场可靠性信息采集与分析 ［１］ 俞敏雯，曾辉，刘正高．系统可靠性评估技术发展综述 ［Ｊ］．电子产品可靠性与环境试验，２００３（６）：８０—８４． ［Ｊ］．质量与可靠性，２００５（２）：３２—３５． ［７］ 刘德峰，温旭辉．现代企业设备管理信息化的技术与方法 １２ ｌ ＧＲＯＥＮ Ｇ Ｊ，ＪＩＡＮＧ Ｓ． Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ Ｄａｔａ Ｃｏｉｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ （一）［Ｊ］．中国设备工程，２００４（２）：３２—３６． Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ，Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ Ｍａｉｎｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙ『Ｃ］．２００４ ［８］ ＭＯＵＢＲＡＹ Ｊ．以可靠性为中心的维修：第１版［Ｍ］．石磊， Ａｎｎｕａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，ＲＡＭＳ，ＩＥＥＥ，２００４：４３—４８． 谷宁昌，译．北京：机械工业出版社，２０００． １ ３ ＢＡＲＢＥＲ Ｐ，Ｂ１ＬＬＩＮＴＯＮ Ｒ．Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ ａ ［编辑：罗向阳］
