【摘要】：伴隨著物聯(lián)網(wǎng)帶來的沖擊和工業(yè)4.0的浪潮,世界先進制造技術不斷興起,西門子公司的工業(yè)現(xiàn)場總線技術開創(chuàng)了機械裝備向智能化的轉型升級。數(shù)字控制機床等CNC(Computer Numerical Control,計算機數(shù)字控制)設備是作為總線上的現(xiàn)場工作設備。當設備發(fā)生故障時,需要進行故障確定和設備維修。因此,需要開發(fā)設備故障診斷系統(tǒng),使用軟件技術和機械控制技術相融合,通過互聯(lián)網(wǎng)服務對故障設備進行智能診斷,提供基于歷史案例的診斷和維修方案。論文設計和實現(xiàn)了 CNC設備故障云診斷系統(tǒng),完成了系統(tǒng)需求分析、架構設計、主要功能模塊的設計與實現(xiàn)以及系統(tǒng)測試等方面工作。該系統(tǒng)可劃分為三個部分,移動端、后臺服務器和樹莓派軟件,其中移動端是使用Cordova框架開發(fā)的混合移動應用程序,負責與用戶交互,上傳故障相關信息;后臺服務器基于Java EE平臺,采用Jersey框架實現(xiàn)的RESTful Web Server,負責提供API服務,管理CNC設備和診斷案例數(shù)據(jù),并對發(fā)生故障的CNC設備進行檢測,提供故障維修方案的多媒體步驟;樹莓派軟件是在基于嵌入式Linux的單片機電腦上運行的Dongle軟件,負責與CNC設備的通訊。系統(tǒng)采用了基于案例推理的診斷算法,分析故障原因并提供維修方案。論文對系統(tǒng)整體和各模塊的設計和實現(xiàn)進行闡述。本人負責后臺服務器子系統(tǒng)中的各個模塊的設計和實現(xiàn),獨立完成了用戶服務模塊、現(xiàn)象管理模塊、故障原因模塊和服務案例模塊的設計與實現(xiàn),參與了機床管理模塊和智能診斷模塊的設計與實現(xiàn)。論文開發(fā)的設備故障云診斷系統(tǒng)已經(jīng)投入運行,其故障解決率在可接受的范圍內,幫助用戶更好地管理和監(jiān)控現(xiàn)場總線上的機床工作狀態(tài)。隨著診斷案例庫的擴充,故障解決會越來越準確�；诎咐治鼋鉀Q問題的云設計架構在工業(yè)設備診斷領域及其他類似領域具有較好的應用前景。
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP311.52
【圖文】：

在遠程通信、工業(yè)控制領域擁有較好的實時性和穩(wěn)定性。逡逑樹莓派（Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ邋Ｐｉ）是一款基于嵌入式Ｌｉｎｕｘ的單片機電腦，預裝了邋Ｒａｓｐｂｉａｎ逡逑系統(tǒng)，體積僅信用卡大�。郏常眩�，如圖２－１，搭載ＡＲＭ架構處理器，擁有和智能手機逡逑相仿的運算性能，在工業(yè)控制領域相當受歡迎。在接口方面，樹莓派提供了可供逡逑鍵盤鼠標使用的ＵＳＢ接口，此外還配有高速以太網(wǎng)卡、ＳＤ卡擴展槽、ＧＰＩＯ端口逡逑和ＨＤＭＩ聞清輸出接口。逡逑圖２－２樹莓派３代Ｂ型逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２邋Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ邋Ｐｉ邋３邋Ｂ逡逑在物聯(lián)網(wǎng)時代下，樹莓派可以充當小型的控制服務器，運行腳本代碼來控制逡逑ＧＰＩＯ輸出，最終控制物理電路。同時樹莓派擴展性強，能方便地擴展Ｗｉ－Ｆｉ、藍逡逑牙模塊等。逡逑２．７邋Ｃａｓｅ－Ｂａｓｅｄ邋Ｒｅａｓｏｎｉｎｇ逡逑基于案例的推理是人工智能在發(fā)展到一定程度后誕生的，和基于規(guī)則的推理、逡逑神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法、模糊邏輯等這些人工智能技術相比，ＣＢＲ更多地被強調是逡逑—種方法論而不是一種技術［３］。逡逑２．７．１邋ＣＢＲ邋簡介逡逑ＣＢＲ最＃出現(xiàn)于耶魯大學Ｒｏｇｅｒ邋Ｓｃｈａｎｋ講授的論文中［２］，認為ＣＢＲ起源的靈逡逑９逡逑

這個抽象的過程可以看作是一個４Ｒｅｓ邋（Ｒｅｔｒｉｅｖｅ，邋Ｒｅｕｓｅ，Ｒｅｖｉｓｅ，Ｒｅｔａｉｎ）逡逑的循環(huán)：相似案例檢索、案例重用、案例修改、案例學習［９］。ＣＢＲ的循環(huán)過程可逡逑以用圖２－３來表示。逡逑Ｐｒｏｂｌｅｍ逡逑Ｔ逡逑邐？逡逑邐邐ＲＥＴＲＩＥＶＥ逡逑Ｒ逡逑＇！邐Ｅ逡逑Ｈ邐Ｕ逡逑Ｃａｓｅ邋Ｂａｓｅ邐Ｅ逡逑ＲＥＶＩＳＥ逡逑４邐逡逑Ｖ邐ｉ逡逑Ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ邐Ｐｒｏｐｏｓｅｄ逡逑Ｓｏｌｕｔｉｏｎ邐Ｓｏｌｕｔｉｏｎ逡逑圖２－３邋ＣＢＲ循環(huán)過程逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－３邋Ｔｈｅ邋ＣＢＲ－ｃｙｃｌｅ逡逑那么由此可以看出，ＣＢＲ的準確度依賴于以下四個因素：逡逑（１）案例庫的內容：案例庫中案例越多，覆蓋面越廣，推理得出的解決方案逡逑準確里也就越高。逡逑１０逡逑

３系統(tǒng)需求分析逡逑需求分析是貫穿軟件開發(fā)生命周期的重要工作，它完成的好壞直接影響后續(xù)逡逑軟件開發(fā)的成本和質量。本章將由對系統(tǒng)業(yè)務流程的梳理開始，從系統(tǒng)的功能性逡逑需求和非功能性需求兩個方面對ＣＮＣ設備故障云診斷系統(tǒng)進行需求分析，明確系逡逑統(tǒng)的目標和功能。逡逑３．１系統(tǒng)整體業(yè)務流程分析逡逑ＣＮＣ設備故障云診斷系統(tǒng)的診斷對象是，工業(yè)現(xiàn)場總線上的現(xiàn)場設備，即機逡逑床、銑床等。ＣＮＣ相當于機床設備的控制終端，用戶可以通過ＣＮＣ操作機床并獲逡逑取機床故障時的數(shù)據(jù)，如報警號、日志等。在云診斷系統(tǒng)中，用戶可以通過移動逡逑端應用對故障機床進行診斷，整體的業(yè)務流程如圖３－１所示。逡逑

【參考文獻】

相關期刊論文 前7條

1 沈斌;孫翔;趙淑玉;;基于報警號碼的數(shù)控機床故障診斷研究[J];制造技術與機床;2014年07期

2 王家海;黃江濤;沈斌;蘇依順;張燕青;;數(shù)控機床智能故障診斷技術的研究現(xiàn)狀與展望[J];機械制造;2014年05期

3 李張永;陳和平;顧進廣;;跨平臺移動Web開發(fā)框架與數(shù)據(jù)交互方法[J];計算機工程與設計;2014年05期

4 程德蓉;何玉林;陳陣軍;伍技祥;;基于本體和CBR的數(shù)控機床故障診斷教學系統(tǒng)框架研究[J];機床與液壓;2011年23期

5 王姣;祁美玲;;RBR和CBR在數(shù)控機床故障診斷專家系統(tǒng)中的應用[J];組合機床與自動化加工技術;2011年01期

6 李鵬南;尹喜云;黃振宇;;基于Web的CNC機床遠程故障診斷系統(tǒng)[J];機床與液壓;2007年03期

7 蔡明,陳永運;J2EE架構的研究與應用[J];計算機應用與軟件;2004年01期

相關碩士學位論文 前3條

1 秦奮;移動環(huán)境下RESTful WebService的研究與設計[D];北京工業(yè)大學;2015年

2 董冬;基于案例推理的醫(yī)學圖像智能診斷系統(tǒng)研究[D];哈爾濱理工大學;2009年

3 蔣文勝;基于規(guī)則與案例推理的注塑制品質量控制系統(tǒng)的研究[D];廣西大學;2007年

本文編號：2794719