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摘要：随着科学技术的快速发展，近年来柴油机的结构日渐复杂，智能柴油机对故障诊断、设备维修提出的较高要求便与这种结构复杂化存在直接联系，基于此，本文简单分析了智能柴油机的常见故障及故障诊断系统需求分析，并详细论述了智能柴油机故障诊断系统设计，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。
关键词：智能柴油机；故障诊断系统；专家系统
据笔者调查得知，传统故障诊断技术早已无法满足智能柴油机的故障诊断需要，而应用单一诊断推理技术在多数时候也无法取得令人满意的成果，因此本文围绕MAN公司ME型智能柴油机故障诊断系统开展的研究融入了多种诊断推理技术，由此即可提高故障诊断的效率与质量。
一、智能柴油机常见故障及故障诊断系统需求分析
（一）常见故障
MAN公司ME型智能柴油机采用了新型电子系统，其在操作性能、安全防护能力、低排放领域有着不俗表现，这主要是由于该型号的智能柴油机简化了柴油机结构，电控系统实现的智能柴油机全寿命过程优化升级也大大提升了其实用性能，但这些也使得MAN公司ME型智能柴油机的故障更加多样化。据笔者调查得知，MAN公司ME型智能柴油机受结构复杂影响，故障原因不存在统一规律，这就使得一个零件故障引发一系列部位连续故障、一个故障现象受多个原因影响的情况均较为常见，控制系统故障、燃油系统故障、液压动力系统故障、滑油系统故障、排气系统故障、进气系统故障均属于其中典型，以其中的控制系统故障为例，主要包括软件故障死机、转速器信号不稳定或信号丢失、FIVA阀控制信号放大器电流不正常等。此外，主机停机、主机降速请求、起动困难等同样属于MAN公司ME型智能柴油机的常见故障[1]。
（二）故障诊断需求分析
结合MAN公司ME型智能柴油机故障实际，其故障诊断系统应以故障诊断为主并具备完备的知识库，且拥有咨询与教育培训功能，同时需保证整个系统管理方便、人机交互方便并拥有详细的说明文档，而为了真正满足这些需求，故障诊断系统的设计必须遵循实用最大化、稳定性好、操作简单易懂、推理方式多样化原则。
二、智能柴油机故障诊断系统的设计
（一）总体设计
为真正满足MAN公司ME型智能柴油机故障诊断需求，采用了融合规则推理和事例推理的两种诊断技术，由此建立的故障诊断专家系统故障知识库选用领域专家、实际用户、专业技术参考文献、机器学习作为知识来源，并由综合数据库、系统管理模块、诊断推理模块、诊断解释模块、教育咨询模块、知识库管理模块、帮助模块组成，其中知识库直接对接诊断推理模块、诊断解释模块、知识库管理模块，知识库由事例库、字典库、规则库组成，用户则通过人机接口对接六大模块，系统的智能柴油机故障诊断流程可以描述为：“用户输入→选择推理诊断方式→事例推理→规则推理→显示故障结论”。
（二）构建思路
为真正实现智能柴油机故障诊断专家系统的构建，本文总结了如下系统构建步骤：（1）基本设计。需明确故障诊断专家系统的基本概念、工作原理、实际用途以及具体应用，并由此确定推理求解方法和知识表示方法。（2）故障知识的获取与表示。需从各种途径获取故障知识，主要途径包括设备使用者、领域专家、专业文献等，获取的故障知识需进行整理并通过表示直观反映知识的连接关系、不确定性度量等内容，已知结论与知识推理的吻合情况推理也属于该环节的重要组成。（3）系统具体实现。需依次进行计算机数据库设计、应用程序语言实现推理求解方法、编写模块与功能方式，同时还需要提供更改系统设置、输入新知识等功能。（4）系统调试和修改。需使用典型事例测试运行，由此即可进行系统缺陷问题的修改，并保证智能柴油机故障诊断系统性能能够达到预期效果。（5）系统扩展。在投入实际使用后，系统使用者可通过知识获取程序进行系统的扩充[2]。
（三）详细设计
1、知识库。知识库由事例库、规则库、字典库组成，以其中的字典库设计为例，字典库的作用是将所有的条件和结论转化成一个符号，由此即可为索引程序、推理过程的快速有效开展提供支持，如具体设计中笔者使用系统标志S001、S002、S003、S004分别表示燃油系统、润滑系统、ECS系统、HPS系统。2、数据库。数据库的设计采用了微软的ACCESS，作为微软Office系列软件集成的数据库软件，其使用的标准SQL结构化查询语言在数据处理领域的表现较为优秀，由此即可进行存储表的设计，主要存储表包括系统用户表、字典库内系统名称表、字典库内子系统故障表、字典库内事例说明信息表、规则库内规则表、事例库内事例表等，由此即可明确用户操作的新规则建立流程、新实例建立流程，如其中的新规则建立流程可描述为：“若干规则条件→非新条件→选择所属系统标志→子系统故障表内建立新表项→自动组合成规则新条件N的标识符→完成所有规则条件建立→输入可信度→完成新规则建立”。3、软件界面。软件界面设计采用了VisualStudio2008集成开发环境，智能柴油机故障诊断系统为C/S架构，由此即可进行主界面、各模块界面设计，以其中的主界面设计为例，主界面为用户登录后界面，主要包括系统设置、故障诊断模块、故障教育模块、知识库管理模块、帮助文档、退出系统共6个功能按钮，用户仅需点击功能按钮便能够通过出现的相应对话框进行所需功能操作。
三、结论
综上所述，智能柴油机故障诊断系统具备较为广阔的应用前景，在此基础上，本文涉及的总体设计、构建思路、详细设计等内容，则提供了可行性较高的智能柴油机故障诊断系统设计路径，而为了实现该系统实用价值的进一步提升，柴油机运行状态实时监控、更全面计算方法的引入必须得到业内人士关注。
参考文献：
[1]尚前明,杨安声,陈辉,唐新飞.基于主成分分析的船舶柴油机故障监测方法[J].中国航海,2018,41(01):19-23+33.
[2]贾富,廉建秀.智能型柴油机实船应用及控制系统优化研究[J].中国水运(下半月),2017,17(06):139-140+149.
作者:安万兵 单位:中远海运发展股份有限公司
