复杂系统中识别故障的过程和装置

摘要

本发明主要涉及用于在包含若干连接在一起的部件的复杂系统中识别故障的过程和装置。依照本发明，所述装置包括：—各部件组(E1，E2，E3)由基本部件(1至8)和与所述基本部件连接的至少一台计算机(C1，C2，C3，C4)组成，计算机能识别发生故障的部件；和—中央计算机(COMP)从所述计算机接收故障提示，将所述故障提示编组，和决定实际上发生故障的部件。

说明书

本发明涉及复杂系统中识别故障的过程和在这种类型的复杂系统中使操作提示和故障提示发生联系的过程，以及实现这些过程的装置。

在本发明的该文中，复杂系统应理解为包含若干呈现许多互连的部件和计算机的一个系统。此外，在这样的系统中，尤其为实用理由所述部件和所述计算机一般连接到公共电源，这样明显地增加这些互连数目。这种类型的复杂系统存在于非常广泛的领域中，例如在工业、汽车或航空业中。

每个所述计算机监视计算机和与其连接的部件，它根据这监视能发布故障提示和操作提示，故障提示能为负责保养所述复杂系统的操作者所使用，操作提示为所述系统的用户使用。

由于存在许多互连，一个部件的故障运行对该系统的其他部件产生直接或间接的影响，因此由不同计算机发布的多个故障提示可能起源于单个故障。

同样，一个电源的瞬间或长久停电在与这电源连接的各部件级会产生可能也被比拟为故障的若干影响。

由于要处理大量提示，所以这种类型的复杂系统的保养通常是冗长、困难和非常昂贵的。

这种保养通常由几个保养人员负责，每人专管一个或多个特定类型部件的修理。因此这些保养人员仅关心他们熟悉的部件，而对整个系统，尤其对所有存在的互连没有总体了解，这往往迫使保养人员个别地处理源于同一故障的各故障提示。

另外，为了进行保养，这些人员要使用特定文件，由于系统的复杂性，这文件编制一定是复杂的，因此在保养时必须进行的文件检索往往是冗长和困难的。

而且，一方面，这文件并不总是在系统改变时马上更新的，另一方面，在进行保养的现场也不总有可供使用的文件，那么这就迫使保养人员去分析故障的所有直接或间接的影响。这种分析往往包含错误诊断和因此无效和昂贵的保养工作。

本发明的目的是改正这些缺点。它主要涉及从在复杂系统中发布的一大堆所有故障提示中可能识别实际上发生故障的部件的过程。

为此，依照本发明，用于在包含若干连接在一起的部件的复杂系统中识别故障的过程，其特征如下：

a)所述复杂系统分为若干部件组，在这组的至少一个部件发生直接或间接的故障时，所述组的每组能发布包含识别指示符和源指示符的一个故障提示，识别指示符指示该组认为发生故障的部件，源指示符指示发布组；

b)所有的发布的故障提示被集中；

c)对于在预定时期内发布的故障提示：    

—其中一个所述故障提示的识别指示符对应于另一个所述故障提示的源指示符的故障提示被编成一组，分别为各第一数据级，和对于这样形成的每个第一数据组，再加上还未被编入组的，其识别指示符与该组的其中一个所述故障提示的识别指示符一致的故障提示；和

—未被编入所述第一数据组，而其识别指示符相同的故障提示被编成一组，分别为各第二数据组，这样形成的每个所述第一和第二数据组包含具有一个和相同的部件的故障作为源的故障提示；和

d)对于所述第一和第二数据组的每一个，和对于还没能与任何其他汇编成组的每一故障提示，决定实际上发生故障的各有关故障提示所源自的部件，这部件是：

—对于没能编入组的故障提示，该部件由识别指示符指定；

—对于第一数据组，视情况而定，或者该部件由并不与该组中任何源指示符一致的识别指示符指定，或者当该组中一故障提示包含相同的识别指示符和源指示符时，该部件由这些相同指示符指示；和

—对于第二数据组，该部件由识别指示符以公共方式指定。

这样，供助本发明，实际发生故障的部件被直接确定，这显然节省大量时间和因而降低保养费用。

此外，通过在寻找发生故障部件时将发生的提示汇编成组，查明直接或间接源自于一特定故障的提示，因此在保养时就不必考虑这些提示。

优越之处在于，所述预定周期是以使下列条件成立的方式被确定的：

—相隔时间大于所述预定周期的二个故障提示总是互为独立的；和

—相隔时间小于或等于所述预定周期的二个故障提示可能是互为相关的，即是说它们可能具有相同故障源。    

正如以上所述，在复杂系统中除了所述故障提示以外还产生操作提示，即是与系统各种部件的使用有关的提示，例如报警。

当然一旦发生故障就发布这些操作提示，在这情况下操用提示能客观地告知用户实际情况，使用户可以采取在这情况下所必需和相应的措施。显然，在这情况下重要的是要弄清这些操作提示所源自的即使是间接源自的故障。

本发明也涉及能使对应的操作提示与故障提示相联系的过程。在本发明的该文中所述操作提示与上述的故障提示一样，也包含识别指示符和源指示符两项。

依照本发明，所述过程的特征如下：

a)操作提示与故障提示共同地被集中；和

b)对于在预定义周期内发布的提示，所述操作提示或者与具有一个和相同的识别指示符的故障提示相联系，或者与其源指示符和所述操作提示的识别指示符一致的故障提示相联系。

最好，所述预定周期和所述预定义周期是相同的。

优点在于，每个所述操作和故障提示还可以附加地包含一故障评价指示符，指示该故障对于系统运行的重要性，除了在上述规定的过程中步骤b)所定义的条件以外，假如操作提示和故障提示的各自故障评价指示符是相同的，则这二提示相联系。这样的故障评价指示符又使系统的用户能采取实际上应付相应故障发生的措施。

为此目的，优点在于，该故障评价指示符能指示两个不同等级的故障，一个等级对应于重大故障，即系统不再能执行其功能，另一等级对应于次要故障，即尽管有故障，系统仍能执行其功能。

当然，故障评价指示符可以表示其他的提示和/或它可以被分细，例如能指示在重大故障和次要故障之间中间的其他等级的故障。

本发明也涉及用于实现上述任一过程的装置。    

优越之处，所述装置包括：

—各部件组包括基本部件和与所述基本部件连接的至少一台计算机，所述计算机能识别直接或间接遭受故障的一个部件；和

—中央计算机与所述组中每组的计算机连接，并接收来自所述计算机的故障提示和操作提示，所述中央计算机将所述故障提示分组，并从这些分组的故障提示中决定实际上发生故障的部件，和所述中央计算机还能使操作提示与相应的故障提示相联系。

当然，所述计算机可以直接向所述中央计算机发送相应的信息。然而，优越在于，所述中央计算机也包括存储器，用于存储能为所述中央计算机使用的各种故障提示，所述计算机能向所述中央计算机发送编码信号，使中央计算机能取出相应的存储的提示。

优越在于，所述中央计算机还包括时基，用于记录接收所有提示的时间，通过记录所述提示并一起记下它们接收的时间，使得汇集不是马上收到的，而是以后收到的提示成为可能。

唯一的附图清楚地阐明本发明可能实施的方式。这图表示依照本发明的用于复杂系统中识别故障的一个装置的原理图。

依照本发明的和由唯一的附图表示的装置根据其主要功能打算用于复杂系统中识别故障。

在本发明的该文中，正如以上提及的，一个复杂系统应理解为是包含由基本部件1至8构成的若干部件和计算机C1至C4的一个系统，所述部件有非常多的互连，这将在下面予以指定。更具体地，基本部件应理解是为复杂系统运行所必须的益为此目的安装在复杂系统内的任何装置和部件。关于复杂系统，飞机或任何其他具有上述特性的系统可以作为例子。

此外，在这种类型的复杂系统中，所述部件中大部分由电源S1和S2供电，电源S1和S2通常连接几个所述部件，这明显地增加互连数目。

由于大量的互连，一个部件的运行故障对该系统的其他部件产生直接或间接的影响，因此一个单个故障可以是非常多的直接或间接影响，能被比拟为故障的源。

同样，电源的瞬间或长久停电在与这电源连接的各部件级会产生可能也被比拟为故障的若干影响。

依照本发明的装置的目的在于改正这些缺点，一方面，通过能决定实际上发生故障的部件，另一方面，通过能决定这些故障的直接或间接影响，从而达到以上目的。

为此目的，所述装置包括：

—组E1到E3由该复杂系统的部件，若必需的话，以及以实现本发明的特定方式配置的部件所组成；和

—一中央计算机COMP与这些组E1至E3连接。

每个所述组E1至E3将该系统的几个部件构成一组，它包括至少一个计算机C1至C4，所述计算机或是在系统内存在的计算机，或是以实现本发明的特定方式配置的计算机。

更具体地说，在附图表示的实例中：

—组E1包括：

·计算机C1，和

·分别通过链路11和12与所述计算机C1连接的部件1和2；

—组E2包括：

·计算机C2，和

·分别通过链路13，14和15与所述计算机C2连接的部件3，4和5，和

—组E3包括：

·通过链路L1连在一起的计算机C3和C4    

·分别通过链路16和17与所述计算机C3连接的部件6和7，和通过链路18与所述计算机C4连接的部件8。

而且所述复杂系统还包括供其运行的电源S1和S2。电源S1一方面通过链路19相应分支地连接组E1的各部件，另一方面通过链路20也相应分支地连接组E2中除部件5以外的各部件。电源S2在其部分通过链路21以适当方式连接组E3中除部件8和计算机C4以外的各部件，计算机C4作为具有机内电源(未表示)的实例。

所述部件5和8作为例子包括供其运行的，专门电源(未表示)，或不需要任何电源供其运行。

组E1，E2或E3的所有部件因此连接所述组的至少一台计算机。所述各计算机又连接在一起。这样，计算机C2一方面通过链路L2与计算机C1连接，另一方面通过链路L3与计算机C4连接。当然可以设想其他链路。然而，为附图简化起见，只提及各种计算机之间的所述链路L2和L3。

然而，要注意，尽管所表示的实例不是如此，链路可以设想在不同组的部件和计算机之间。

所述计算机C1至C4监视各部件和它们所连接的计算机。此外，每组至少一台计算机与中央计算机COMP连接，从向能向其发送起源于这监视的提示。在图示实例中，计算机C1，C2和C4分别通过链路L4，L5和L6与所述中央计算机COMP连接。

一旦发生与一组的其中一个部件直接或间接有关的故障，与中央计算机连接的所述组的该计算机向中央计算机发送包含识别指示符IDM和源指示符IDS的一个故障提示，识别指示符指示它认为发生故障的部件，源指示符指示发布该故障提示的所述计算机。

显然组E1，E2和E3的所述计算机C1，C2和C4可以直接向中央计算机COMP发送相应的信息。然而依照一特定实施例，所述中央计算机COMP可以包括存储能为所述中央计算机COMP使用的各种故障提示的存储器(未表示)，那么组E1，E2和E3的计算机C1，C2和C4向所述中央计算机COMP发送编码信号，使中央计算机能取出相应的存储的提示。

所述中央计算机COMP从所接受的提示中决定实际发生故障的部件。

为此目的，所述中央计算机COMP首先将在预定周期T内接收的提示汇编分组：

—第一数据组，为其中一个所述故障提示的识别指示符与另一个所述故障提示的源指示符对应的故障提示加上还没编入组的和其识别指示符与该组的其中一个所述故障提示的识别指示符对应的故障提示；和

—第二数据组，为没有编入所述第一数据组的和其识别指示符为相同的故障提示。

周期T例如是根据实验确定的，考虑以下二个方面：

—相隔大于周期T的时间的二个故障提示，也就是二个故障总是互为独立的；和

—相隔小于或等于周期T的时间的二个故障提示可能是互为相关的。

所述中央计算机COMP包括机内时基(未表示)，使它可能记录接收提示的时间，和因而为它们分析选择在周期T内接收的提示。

这样形成的每个所述第一和第二数据组包含具有一个和相同的部件的故障为源的故障提示。

对于这些第一和第二数据组的每一个，和对于还没能与任何其他汇编成组的每一故障提示，所述中央计算机COMP接着决定实际上发生故障的各有关故障提示所源自的部件，这部件是：

—对于还没能编成组的故障提示，该部件由识别指示符指示；

—对于第一数据组，视情况而定，或者该部件由并不与该组中任何源指示符一致的识别指示符指定，或者当该组的一故障提示包含相同的识别指示符和源指示符时，该部件由这些相同的指示符指示，和

—对于第二数据组，该部件由识别指示符以公共方式指定。

为了清楚说明本发明，以下给定几个故障例子，使能说明在实用中可能发生的各种情况。

为此目的，只关心由与中央计算机COMP连接的计算机C1，C2和C4所发送的提示。

作为第一例，假定计算机C2发生故障，但它仍能发送提示。这故障通过链路L2和L3直接影响计算机C1和C4。

作为这故障的结果，因此所述计算机C1，C2和C4向中央计算机COMP发送由识别指示符IDM和源指示符IDS构成的故障提示。

在这情况：

—计算机C2发送提示

{IDM：C2

{IDS：C2

—计算机C1发送提示

{IDM：C2

{IDS：C1

—和计算机C4发送提示

{IDM：C2

{IDS：C4

所述提示被编为第一数据组，因为由计算机C1和C4发送的提示的识别指示符IDM对应于由计算机C2发送的提示的源指示符IDS。此外，因为由所述计算机C2发送的提示包含相同的识别指示符IDM和源指示符IDS，该部件由这些相的指示符指定，即是计算机C2按照本发明被认为是发生故障的部件，这正好与所设想的假定一致。

作为第二例，假定计算机C2发生故障，并不再能发送提示至中央计算机COMP。所述故障直接影响计算机C1和C4，当然它们本身仍能向所述中央计算机COMP发送提示。

所述中央计算机COMP因而接收：

—从C1，提示为{IDM：C2

             {IDS：C1

—和从C4，提示为{IDM：C2

               {IDS：C4

在将所述提示编为第二数据组以后，这就有可能决定发生故障的部件，即是由所接收到所有识别指示符以公共方式指定的计算机C2。

作为第三例，假定部件3发生故障。

在这情况，计算机C1和C4通过计算机C2受到这故障的间接影响。

因此，中央计算机COMP接收下列提示：    

—从计算机C2  {IDM：部件3

             {IDS：C2

—从计算机C1  {IDM：C2

             {IDS：C1

—和从计算机C4{IDM：C2    

             {IDS：C4

这些提示被汇编为第一数据组，和发生故障的部件是由并不与该组中任何源指示符IDS一致的识别指示符IDM所指定的，即是部件3，这正好与设想的假定一致。

作为第四例，假定部件1发生故障。这故障由计算机C1直接检测到，一方面，它通过所述计算机C1影响计算机C2，另一方面，它通过所述计算机C2影响计算机C4。

因此，在这情况中央计算机。COMP接收下列提示：    

—从计算机C1  {IDM：部件1

             {IDS：C1

—从计算机C2  {IDM：C1

             {IDS：C2

—和从计算机C4{IDM：C2

             {IDS：C4

所述提示被汇编第一数据组，和发生故障的部件是由并不与该组中任何源指示符IDS一致的识别指示符IDM所指定的，即是部件1与所设想的假定相一致。

作为第五和最后一个例子，假定电源S1或以同一方式连接的一部件(未表示)发生故障。此外假定电源S1的故障并不干扰与其连接的计算机C1和C2的运行，所述计算机C1和C2仍得到充分供电，从而能执行它们功能和能向中央计算机COMP发送提示。在所述电源S1中故障因而直接影响这些计算机C1和C2，和通过所述计算机C2间接影响计算机C4。

在这情况，中央计算机COMP接收下列提示：

—从计算机C1   {IDM：S1

              {IDS：C1

—从计算机C2   {IDM：S1

              {IDS：C2

—和从计算机C4 {IDM：C2

              {IDS：C4

从计算机C2和C4来的故障提示首先被汇编为第一数据组，因为计算机C4的识别指示符IDM与计算机C2的源指示符IDS相对应。那未在这样形成的该组中加上从计算机C1来的故障提示，因为它的识别指示符IDM对应于计算机C2的识别指示符IDM。在这例中的发生故障的部件是由不与该组中任何源指示符IDS一致的识别指示符IDM指示，即为电源81，与初始假定相一致。

应当指出，可能发生所发布的故障提示可能不与其他故障提示相关，例如当故障影响只与中央计算机COMP连接的一隔离计算机(未表示)时。在这情况，当然发生故障的部件就是所发布的所述故障提示的识别指示符所指示的部件，这已在以上提及。

依照本发明的装置还能使操作提示与所述故障提示，也就是与以上述方式决定的发生故障的部件相联系。依照本发明，一旦故障发生，从中央计算机COMP也发送例如警报的操作提示，即与系统的部件的使用有关的提示。

依照本发明，操作提示与故障提示一样，包括识别指示符和源指示符。

所述中央计算机COMP将所述操作提示与故障提示共同地集中，对于在预定义周期T′内发布的提示，所述中央计算机COMP使所述操作提示或者与具有一个和相同的识别指示符的故障提示相联系，或者与其源指示符和所述操作提示的识别指示符一致的故障提示相联系。

当然，所述预定义周期T′可以不同于在将故障提示编组时使用的上述周期T。然而，特别为简化实现依照本发明的二个过程的条件，在一些情况中可以使用相同的周期T和T′。

为了提高，每个所述操作和故障提示还可以附加地包含一故障评价指示符，指示该故障对于系统运行的重要性。除了上述条件以外，假如操作提示和故障提示的自故障评价指示符是相同的，则中央计算机COMP使这一操作提示和这一故障提示相联系。

这样的故障评价指示符又使系统的用户能采取实际上适宜现存情况的措施，所述故障评价指示符事实上能指示例如在故障之后该系统是否仍能实现其功能。    

依照本发明和以实例在以上描述的装置，对于其联系的复杂系统的保养提供极大的帮助，尤其是所述保养的周期和费用的降低。