使用故障传播图形的结构-时间分析进行情景通知的故障诊断诊断的系统和方法与流程

1.本公开内容总体上涉及飞行器维修，尤其是使用故障传播图形的结构-时间分析进行情景通知的故障诊断。
2.情景技术
3.给定一组可观察到的故障信号和故障传播模型，鉴于工程模型中的故障方式重叠和其他固有模糊源，可能存在许多可能的故障原因。这种固有的模糊性会导致更高的成本和更长的飞行器在地面上的停飞时间，因为为了测试、隔离、拆卸/维修或更换故障部件，必须执行多项维修任务。此外，当确定了多个潜在的根本原因时，通常没有应该检查这些根本原因的指定顺序。这通常会导致不必要的维护检查，以排除可能是根本原因的可能性较低的故障。
4.在整个故障隔离过程中，维修操作情景通常作为系统知识保存在维修人员的头脑中，这可能导致维修活动的执行不一致，例如不必要的检查、误判识别不良等。因此，希望有一个系统和方法，至少考虑到上述讨论的一些问题，以及其他可能的问题。


技术实现要素：

5.本公开的示例实施方式旨在改进故障数据与维护措施的诊断和关联性的技术，以及使用故障传播图形的结构-时间分析进行情景通知的故障诊断。示例实施方式提供了包括推理机的计算机和用于诊断飞行器上的故障的过程。
6.因此，本公开包括但不限于以下示例实施方式。
7.一些示例实施提供了一种诊断飞行器上的故障的方法，该飞行器包括多于一个飞行器系统和被配置为报告飞行器系统的故障方式的影响的多于一个监视器，该方法包括：接收故障报告，该故障报告指示一个或更多个报告了飞行器系统中的飞行器系统中的故障方式的影响的监视器；访问故障模式库，该故障模式库描述了可能的故障方式与被配置为报告可能故障方式的影响的那些监视器的模式之间的关系；根据进行报告的一个或更多个监视器诊断飞行器系统的故障方式，并使用故障模式库和贪婪选择算法；确定针对故障方式的维护措施；以及生成至少包括维护措施的维护消息。
8.在任何前述示例实施方式的方法的一些示例实施方式中，或任何前述示例实施方式的任何组合中，该方法还包括：执行故障方式影响分析(fmea)，从故障方式影响分析构造故障传播模型以描述故障方式和故障影响之间的因果关系，并将故障影响传播到被配置为报告故障影响中的可观察到的故障影响的监视器；并根据故障传播模型构建故障模式库。
9.在任何前述示例实施方式的方法的一些示例实施方式中，或任何前述示例实施方式的任何组合中，构建故障模式库包括对故障传播模型执行分析，以构建故障模式库，该故障模式库识别故障方式以及响应于故障方式而报告的那些监视器的模式。
10.在任何先前示例实施方式的方法的一些示例实施方式中，或任何先前示例实施方式的任何组合中，故障传播模型的分析包括结构-时间分析，并且故障模式库进一步识别报
告任何故障方式的多个监视器之间的任何时间序列。
11.在任何先前示例实施方式的方法的一些示例实施方式中，或任何先前示例实施方式的任何组合中，故障模式库识别任何故障方式组，对于所述任何故障方式组，进行报告的那些监视器的模式相同的。
12.在任何先前示例实施方式的方法的一些示例实施方式中，或任何先前示例实施方式的任何组合中，故障模式库进一步识别报告任何故障方式的多个监视器之间的任何时间序列。
13.在任何先前示例实施方式的方法的一些示例实施方式中，或任何先前示例实施方式的任何组合中，在接收进行报告的一个或更多个监视器时，使用贪心选择算法诊断故障方式包括匹配进行报告的一个或更多个监视器的模式和故障模式库中的模式，贪心选择算法执行以下步骤：选择模式组，使故障飞行器部件总数最小化；选择在时间序列中出现较早的模式组；以及选择具有最高计算时间分数的模式组，该时间分数指示进行报告的一个或更多个监视器的模式与被配置为进行报告的那些监视器的模式相比的准确性，其中时间分数与一个或更多个监视器的观察位置和预期位置之间的距离成反比，所述监视器基于被配置为进行报告的那些监视器的模式而报告了进行报告的一个或更多个监视器的模式中的早期故障影响。
14.在任何先前示例实施方式的方法的一些示例实施方式中，或任何先前示例实施方式的任何组合中，针对包含进行报告的一个或更多个监视器的每一组模式计算根本原因、次要症状和虚假症状的度量，该方法还包括基于包括为根本原因度量提供从最有可能到最不可能的初始排序的度量对监视器进行排序。
15.在任何先前示例实施方式的方法的一些示例实施方式中，或任何先前示例实施方式的任何组合中，确定维护措施包括应用描述操作员偏好的情景规则库来细化维护措施的排序序列，其中根据其解决故障方式的相应的概率将每个维护措施排序。
16.一些示例实施方式提供了一种用于诊断飞行器上的故障的装置，该装置包括多于一个飞行器系统和多于一个监视器，监视器被配置为报告飞行器系统的故障方式的影响，该装置包括存储器，该存储器被配置为存储计算机可读程序代码；以及处理电路，该处理电路被配置为访问存储器，并执行计算机可读程序代码，以使装置至少执行任何前述示例实施方式的方法，或任何前述示例实施方式的任何组合的方法。
17.一些示例实施方式提供了一种用于诊断飞行器上的故障的计算机可读存储介质，该飞行器包括多于一个飞行器系统和多于一个被配置为报告飞行器系统的故障方式是影响的监视器，计算机可读存储介质是非暂时性的，并且具有存储在其中的计算机可读程序代码，该计算机可读程序代码响应于处理电路的执行，使得装置至少执行任何先前示例实施方式的方法，或任何先前示例实施方式的任何组合的方法。
18.通过阅读以下具体实施方式以及附图，本公开内容的这些和其他特征、方面和优点将是明显的，附图将在下文简要描述。本公开内容包括本公开内容中所阐述的两个、三个、四个或更多特征或元素的任何组合，无论这些特征或元素是在本文所述的具体示例实施方式中明确组合的还是以其他方式叙述的。本公开内容旨在被整体地阅读，以使得本公开内容的任何可分离特征或元素，在其任何方面和示例实施方式中，应被视为可组合的，除非本公开的情景另有明确规定。
19.因此，将理解，提供该简要发明内容仅仅是为了总结一些示例实施方式，以便提供对本公开内容的一些方面的基本理解。因此，应当理解，上述示例实施方式仅仅是示例，不应被解读为以任何方式缩小本公开内容的范围或精神。通过以下结合附图的详细描述，其他示例实施方式、方面和优点将变得明显，附图以示例的方式图示了所描述的一些示例实施方式的原理。
附图说明
20.在已经对本公开内容的示例实施方式进行概括描述后，现在将参考附图，其不必按比例绘制，其中：
21.图1图示了根据本公开内容的一些示例实施方式的飞行器；
22.图2图示了根据本公开内容的示例实施方式的用于诊断飞行器上的故障的系统；
23.图3图示了根据本公开内容的示例实施方式的故障传播图形，该故障传播图形示出了通过故障影响链接到飞行器监视器的故障方式；
24.图4图示了根据本公开内容的示例实施方式，从包括松散时间序列的故障隔离模型开发的故障模式库；
25.图5图示了根据本公开内容的示例实施方式，从故障模式库开发的经修改的故障模式库；
26.图6图示了根据本公开内容的示例实施方式，通过将从监视器接收的模式与经修改的故障模式库进行比较而开发的候选假设集；
27.图7图示了根据本公开内容的示例实施方式，用于将模糊组的标记更新为候选假设的全局状态向量和查找表；
28.图8图示了根据本公开内容的示例实施方式的用于计算时间分数的迭代过程的流程图；
29.图9图示了根据本公开内容的示例实施方式，利用情景规则库作为细化维护措施的排序序列的过程的一部分；
30.图10a、图10b、图10c、图10d和图10e是根据示例实施方式的图示了用于诊断飞行器上的故障的方法中的各个步骤的流程图；以及
31.图11图示了根据一些示例实施方式的装置。
具体实施方式
32.现在，下文中将参考附图更充分地描述本公开内容的一些实施方式，在附图中示出了本公开内容的一些但非全部实施方式。事实上，本公开内容的各种实施方式可以以许多不同的形式体现，并且其不应当被解读为局限于本文所阐述的实施方式；相反，提供这些示例实施方式将使本公开全面和完整，并将充分地向本领域技术人员表达本公开的范围。相同的参考数字始终指代相同的元件。
33.除非另有规定或从上下文明确，否则对第一、第二等的提及不应被解读为暗示具体顺序。描述为在另一个特征之上的特征(除非另有规定或从上下文明确)可能是在下面，反之亦然；类似地，被描述为位于另一个特征左侧的特征，也可能位于右侧，反之亦然。此外，尽管本文可参考定量测量、数值、几何关系等，但除非另有说明，否则任何一个或更多个
(如果不是全部的话)都可以是绝对的或近似的，以解释可能发生的可接受变化，例如由工程公差等引起的变化。
34.如本文所用，除非另有规定或从上下文明确，否则一组操作数的“或”是“包含或”，因此当且仅当一个或更多个操作数为真时为真，而不是当所有操作数均为真时为假的“异或”。因此，例如，如果[a]为真，或者如果[b]为真，或者如果[a]和[b]都为真，“[a]或[b]”为真。此外，“一个(a,an)”物品是指“一个或更多个”，除非另有规定或从上下文明确旨为单数形式。此外，应当理解，除非另有规定，否则术语“数据”、“内容”、“数字内容”、“信息”和类似术语有时可以互换使用。
[0035]
本公开内容的示例实施方式针对将故障数据与维护措施进行诊断和关联的改进的技术，以及使用故障传播图形的结构-时间分析进行情景通知的故障诊断。示例实施方式提供了飞行器上或飞行器外的计算机，并且计算机包括推理机，一种通过计算机诊断飞行器上的故障的过程。
[0036]
图1图示了一种类型的飞行器100，其可受益于本公开内容的示例实施方式。尽管如此，本文描述的系统和方法可以在其他环境或其他机器上实施。如图所示，飞行器包括具有机身104、机翼106和机尾108的机体102。根据本公开的示例实施方式，机体或其部分(诸如可移动副翼、扰流板或机翼106上的襟翼)可称为飞行器控制表面。飞行器还包括多个高级系统110，诸如推进系统。在图1所示的具体示例中，推进系统包括两个安装在机翼上的发动机112。在其他示例中，推进系统可包括其他布置，例如，由飞行器的其他部分(包括机身和/或机尾)承载的发动机。高级系统还可以包括电气系统114、液压系统116和/或环境系统118。可以包括任何数量的其他系统。
[0037]
上述高级系统可包括提供故障和传感器数据的多个传感器和子系统，该故障和传感器数据经由飞行器数据通信总线网络和/或机载网络系统(ons)与飞行器状态监测系统(acms)通信。acms可以收集、监测、记录和报告实时飞行器系统数据，其中可能包括来自驾驶舱影响(fde)系统的错误消息、系统测试报告、故障报告和其他信息。除了许多其他飞行器性能功能外，由acms收集的数据例如还用于执行机舱压力和温度监视、硬着陆检测、机组人员监视和发动机监视。然后利用接收的数据分析飞行器性能、记录重大飞行事件、报告飞行器系统测试报告和故障报告，并排除故障。
[0038]
acms可与机载部件/计算机120通信，该机载部件/计算机120也可被称为中央维护计算机(cmc)，飞行器健康管理或维护管理系统和诊断维护计算功能(dmcf)可以驻留在该中央维护计算机上。包括dmcf的机载计算机120可以接收飞行器系统测试报告和故障报告，并且还可以包括机载诊断模型。dmcf可以为机载诊断模型提供数据采集，该机载诊断模型接收测试报告和故障报告数据。
[0039]
图2图示了根据示例实施方式的用于诊断可以对应于飞行器100的飞行器202上的故障的系统200。如下文更详细地描述的，该系统可以包括用于执行一个或多个功能或操作的多个不同子系统(每个子系统都是单独的系统)中的任何一个。子系统可以位于共同定位或彼此直接耦接，或者在一些示例中，子系统中的不同的子系统可以通过一个或多个计算机网络204彼此通信。此外，尽管示出为系统的一部分，但应理解，子系统中的任何一个或多个都可以作为单独的系统起作用或操作，而不考虑其他子系统中的任何一个。还应理解，该系统可以包括除图2所示的子系统之外的一个或多个额外的或替代的子系统。
[0040]
如图所示，在一些示例中，系统200包括可对应于飞行器100的机载部件/计算机120的机载计算机206。机载计算机包括机载推理机208，并被配置为诊断包括被配置为向机载推理机报告故障的飞行器系统的飞行器202上的故障。至少当飞行器202对应于飞行器100时，合适的飞行器系统的示例包括推进系统112、电气系统114、液压系统116和/或环境系统118。可以包括任何数量的其他系统。
[0041]
尽管关于诊断飞行器202上的故障的进一步讨论可参考机载计算机206，但应理解，故障诊断可在飞行器上或飞行器下执行。在一些示例中，包括非机载推理器212的非机载计算机210可以以与机载计算机基本相同的方式执行诊断。并且可以参考本公开内容中的机载计算机或非机载计算机，其作为系统200的一部分执行或被配置为执行诊断。
[0042]
如图所示，在一些示例中，系统200包括至少一个数据源214。在一些示例中，源包括可能位于单个源处或分布在多个源的存储器。数据可以以多种不同的方式存储，例如存储在多种不同类型或格式的数据库或平面文件中。在这些示例的一些中，飞行器202上的acms可以收集、监视、记录和报告诊断数据。至少一些诊断数据可以从由acms生成的报告访问，并且可以直接或经由人造卫星216或(一个或多个)网络204无线传输到所示并且有时称为飞行器健康管理(ahm)系统214a的具体数据源。在这些示例中的其他示例中，诊断数据可以经由有线连接或便携式数据存储设备(例如，闪存、拇指驱动器)传输。
[0043]
根据本公开内容的示例实施方式，机载计算机206被配置为接收故障报告，该故障报告指示一个或更多个监视器，所述监视器报告飞行器系统中的一个飞行器系统中的故障方式的影响。机载计算机可被配置为访问故障模式库220，故障模式库220描述了可能的故障方式与被配置为报告可能的故障方式的影响的那些监视器的模式之间的关系。机载计算机还可被配置为根据进行报告的一个或更多个监视器诊断飞行器系统的故障方式，并使用故障模式库和贪婪选择算法。机载计算机还可以被配置为确定针对故障方式的维护措施222，并生成维护消息224，输出到显示器226，至少包括维护措施。
[0044]
在一些示例中，执行故障方式影响分析(fmea)，并基于从fmea收集的信息，构造故障传播模型228，以描述故障方式和故障影响之间的因果关系。在这些示例中，故障影响到监视器的传播被配置为报告可观察到的故障影响。机载计算机206被配置为根据故障传播模型构建故障模式库220。
[0045]
在一些示例中，如图3所示，使用fmea和故障传播模型228作为输入的故障传播图形300可以描述故障方式的影响如何通过系统200传播。功能影响e1-e6可被描述为由于部件故障方式fm1-fm4而导致的功能丧失，并且可分类为可观察或不可观察。对观察到的或可观察到的监视器的引用与描述进行报告的(一个或多个)监视器的语言同义。图形300示出了监视器m1-m4可针对可观察影响产生，监视器m1-m4包含被设计以检测和报告感兴趣的影响的编程逻辑。
[0046]
在故障传播分析阶段，由于与缺乏工程数据、缺乏测试数据、缺乏时间或预算相关的限制，可能无法确定影响发生的预期时间信息(例如，温度升高将在冷却剂系统内的阀门发生故障后5-10毫秒之间发生)。然而，仍然可以基于以下规则对图形的结构进行算法分析，以构建松散有序的监视器序列：可以假设，对于图形300中的每个功能影响节点(e1-e6)，传播时间是非零最小值；并且检测异常场景并生成监视器的时间实际上也是零，即在实现功能效果后立即检测并生成内置测试监视器。
[0047]
回到图2，在一些示例中，被配置为构建故障模式库220的机载计算机206包括被配置为执行故障传播模型228的分析以构建故障模式库的机载计算机，该故障模式库识别故障方式以及响应于故障方式而报告的监视器的那些监视器的模式。在这些示例中，对故障传播模型的分析包括结构-时间分析，并且故障模式库进一步识别报告任何故障方式的多个监视器之间的任何时间序列。此外，故障模式库可识别任何故障方式组，对于任何故障方式组，进行报告的那些监视器的模式是相同的，也可称为模糊组，并且故障模式库可进一步识别报告任何故障方式的多个监视器之间的任何时间序列。
[0048]
如图4所示，可根据故障隔离模型402创建故障模式库400，该故障模式库400可对应于故障模式库220，该故障隔离模型402包含松散时间顺序404(表示为有序对的集合)，并且可基于图形300。该顺序可用于帮助消除误报和真实故障之间的歧义，以及具有仅通过监视器排序区分常见症状的故障方式之间的歧义。为了构建故障模式库，针对每个故障方式，对图形执行深度优先遍历，并为从一种影响到另一种影响的顺序、非分叉路径生成成对的监视器序列。
[0049]
然后，可以通过首先水平分析矩阵条目来修改和细化故障模式库400，以构造由于监视器的公共模式而彼此无法区分的故障方式集，这些集可以被称为模式组或模糊组。此外，可以沿垂直轴分析故障模式库，以识别模糊组之间的集重叠，对共享监视器集的模糊组进行重新编码，如图5所示。该分析的结果可包括经修改的故障模式库500，当飞行器202上发生故障时，该故障模式库500可用作诊断的输入。
[0050]
然后，经修改的故障模式库500可以经由机载计算机206部署在飞行器202上，也可以部署在飞行器外，集成到非机载计算机210的飞行后维护分析工具中，以便在触发监视器时执行故障诊断。在任何一种部署情况中，都可以以流式方式执行故障诊断。如图6所示，在每个时步t，诊断过程可基于一组新的和先前观察到的证据(对应于监视器m1至mi)形成对故障的假设集。如图6所示，可以通过将接收的证据的模式与故障模式库500中的匹配模式进行比较来生成假设集(表示为模糊组)。这可以生成候选假设集600，供下一步使用。
[0051]
在这些示例中，监视器可以表示为布尔值，其中“真”表示已检测到触发监视器的条件。如图7所示，监视器可以在真状态和假状态之间转换(观察到的条件可以是间歇的或周期性的)并且在时间上的每一步处，并且模式比较操作可以基于所考虑的所有监视器的全局状态700更新候选假设的列表。
[0052]
在一些示例中，用于匹配库中的模式并生成候选假设的模式匹配过程可包括，在接收新数据时，将全局状态向量700与当前观察到的状态向量进行比较，以生成其值已改变的监视器的列表。然后，对于与在查找表702中已经改变的监视器链接的每个模糊组，可以计算观察到的监视器的总数。如果对于模糊组，观察到的监视器总数大于零，则该模糊组可标记为候选假设。如果模糊组已被标记为候选假设，且观察到的监视器数量为零，则该模糊组可能未被标记。
[0053]
在一些示例中，在接收到进行报告的一个或更多个监视器时，机载计算机206被配置为通过被配置为匹配进行报告的一个或更多个监视器的模式和故障模式库220、400中的模式来使用贪婪选择算法来诊断故障方式。这可能包括被配置为选择使总故障飞行器部件数量最小化的模式组、选择在时间序列中较早出现的模式组，以及选择具有最高计算时间分数的模式组。
[0054]
更具体地说，贪婪选择算法可能涉及平衡简约原则与飞行器系统中故障通常如何发生的具体领域知识，包括，但不限于与预期到达模式相比的故障到达的模式和部件故障率的统计知识。贪婪选择过程可以通过计算每个候选模糊组的支持证据分数，并计算每个候选模糊组的松散时间分数来初始化。这些分数将在后面的段落中解释。该过程还可能包括初始化集合，该集合包含所有当前观察到的监视器集，该集合随后可能被称为未解释的监视器集，并且从候选模糊组的列表中选择可能使用以下标准：
[0055]
(1)在时间序列中较早检测到的故障方式以及其可观察到的证据是有序的故障方式更有可能是故障的根本原因。这是通过从候选集中选择具有最早的未解释的已观察监视器检测时间和最高时间分数的模糊组来实现的；
[0056]
(2)如果第一步导致平局(tie)，那么更完整的故障方式更有可能是故障的根本原因。这可以通过从步骤a的结果中选择具有最高支持证据度量的模糊组来实现；
[0057]
(3)如果第二步仍然导致平局，那么具有观察到的证据的更大集合的故障方式更有可能是故障的根本原因。这可以通过从第二个后续步骤的结果中选择模糊组来实现，该模糊组具有观察到的监视器的最高的基数；
[0058]
(4)如果第三步仍然导致平局，那么更频繁发生的故障方式更有可能是故障的根本原因。这可以通过从包含具有最高故障率的故障方式的步骤c的结果中选择模糊组来实现；以及
[0059]
(5)可计算所选模糊组和其他组的度量，如下文的段落中将进一步解释的。
[0060]
可以从未解释的监视器列表中移除来自所选模糊组的观察到的监视器集。选择的模糊组可以从候选假设列表中移除，并且过程可以返回到过程的开始。可以执行上述过程并计算度量，直到未解释的监视器集为空，或者不再保留来自候选的未探索模糊组。或者，也可以选择性地重复上述过程和计算度量，从之前的运行中保留选定的模糊组，并在每次连续递归迭代中增加秩数。二次运行和后续运行会产生候选故障方式集，如果之前的运行不能解决问题，这些候选故障方式将驱动维护措施。
[0061]
之前提到的时间分数可以指示进行报告的一个或更多个监视器的模式与被配置为进行报告的那些监视器的模式相比的准确性。并且时间分数可以与一个或更多个监视器的观察位置和预期位置之间的距离成反比，这些监视器基于被配置为进行报告的那些监视器的模式而报告了进行报告的一个或更多个监视器的模式中的早期故障影响。
[0062]
在一些示例中，针对包含进行报告的一个或更多个监视器的模式组中的每一个，计算根本原因、次要症状和虚假症状的度量，还使得装置基于所述度量对监视器进行排序，包括使得装置为所述根本原因度量提供从最有可能到最不可能的初始排序。
[0063]
根本原因、次要症状和虚假系统的分类可能与以下方面有关：
[0064]
根本原因——当前处于活动状态且未被更高优先级诊断解释的预期故障监视器的相对百分比，这指示当前假设可被视为活动故障症状的根本原因的程度；
[0065]
次要症状——当前处于活动状态但已被更高优先级诊断解释的预期故障监视器的相对百分比，这指示该假设可被视为次要诊断的程度；以及
[0066]
虚假症状——当前处于活动状态的预期故障监视器的相对百分比，这指示该假设被认为是最有可能是无法通过维护采取措施的令人讨厌的指示的程度。
[0067]
贪婪选择过程可能会产生可用于识别根本原因的一些度量，以及用于排序和提供
其他情景信息的一些度量。此类度量的示例包括以下提供的度量。
[0068]
排序可能与模糊组是否被选为失败的主要假设有关。值的范围可能在1到999之间，这取决于如前一节所述执行的递归迭代次数。通过一次递归迭代(默认情况下)，推理器将为选定的假设生成为1的排序，为未选定的假设生成为999的排序；
[0069]
支持证据，由以下等式表示
[0070][0071]
其中ag是故障的假设(例如，模糊组)，观察的证据(ag)是h预期的观察到的监视器数量，预期的证据(ag)是h预期的观察到和未观察到的监视器总数。
[0072]
根本原因，由以下等式表示
[0073][0074]
其中观察到的选择的证据(ag)是当使用集合覆盖算法选择模糊组时，由该组覆盖的所有观察到的监视器将添加到此计数中。
[0075]
次要症状，由以下等式表示
[0076][0077]
其中观察到的替代证据(ags，ag)是当选择一个模糊组时，所有未选择的模糊组都会被更新，计算被主要症状“解释出”的监视器集。这是针对ags和ag的观察到的证据的集合交集。如果ags＝ag，则观察到的替代证据＝0。
[0078]
虚假症状，由以下等式表示
[0079]
虚假症状(ag)＝1-(根本原因(ag) 次级症状(ag))
ꢀꢀꢀ
等式(4)
[0080]
松散时间顺序——与计算相似性度量有关，该度量将预期证据顺序与故障场景期间发生的观察到的证据进行比较。时间评分测量观察到的监视器序列与假设的预期监器控序列的对应程度。观察到的监视器的假设局部时间分数随着将观察到的监视器移动到序列中的其预期位置所需的换位次数而降低。松散的时间顺序可以由以下等式表示
[0081][0082]
其中h是假设(例如，模糊组)，o是观察到的监视器，实际交换(h，o)是将o移动到其预期的位置所需的交换数量，最大交换(h，o)是如果o最大程度地无序所需的交换数量。
[0083]
假设“总时间分数”可根据等式从所有假设的观察到的监视器的交换计数计算出
[0084][0085]
其中如果任一分子为零，则(局部)时间分数为1，根据由h和h的预期监视器组成的故障传播子图形计算交换计数(即，h的子图形之外的监视器观察不影响h的时间分数)。
[0086]
如图8所示，可以经由迭代过程800来计算时间分数。首先，可以在框802处初始化时间状态。然后，对于每个观察到的监视器，可以访问监视器节点(框804)，对其交换进行计
数(框806)，并更新时间分数(框808)。对于进行报告的每个监视器，可重复框804至808。
[0087]
在一些示例中，被配置为确定维护措施的机载计算机206包括被配置为应用描述操作员偏好的情景规则库以细化维护措施的排序序列，其中根据解决故障方式的其相应概率将每个维护措施排序。
[0088]
如图9所示，一旦获得对故障的假设的分类作为集合900，排序902和过滤机制904可用于细化维护措施的排序序列。默认情况下，这些假设可能按以下顺序排序：升序、降序根本原因、升序次要症状和升序虚假症状。排序和过滤机制可以利用情景规则库906，情景规则库906可以是过滤器集合、可配置的排序机制以及可用于修改默认顺序的权重。情景规则库可用于表达可能回到与可操作维护目标相关的情景偏好。这方面的一些示例可能包括：
[0089]
始终核查安全关键部件，即使对于特定航班，由于可观察到的证据或其他因素，包含这些部件的假设可能排序较低；以及
[0090]
经过多轮修复后，可以看到当部件y故障时，部件x总是看上去是故障的(尽管不是)。在这种情况下，工程模型是模糊的，因为由于某些条件是不可观察的而无法区分这两个故障。对于这种故障模式，最好在移动到部件x之前核查部件y并可能将其进行更换。
[0091]
如图9所示，情景规则库906可以表示为应用于假设集900以产生精细结果的有序子句序列。可以构造执行以下操作的子句：
[0092]
排序——通过编写描述排序顺序的标准的子句，可以根据生成的度量对假设进行排序；
[0093]
过滤器表达式——可以构造谓词，对于每个假设，谓词指定评估为真/假值的条件，真/假值指示是否在最终结果中返回该假设；以及
[0094]
结果限制——可以限制从所有前面的步骤返回的结果数。
[0095]
情景规则库906的应用可产生维护措施的优化列表，其中故障的最可能根本原因与虚假和次要症状区分开来，并且以先执行最高值(就故障的解决而言)的方式使返回的部件序列有序。
[0096]
图10a是图示诊断飞行器202上的故障的方法1000中的各个步骤的流程图，该方法包括飞行器系统和被配置为报告飞行器系统的故障方式的影响的监视器。如框1002所示，该方法包括接收故障报告，该故障报告指示一个或更多个监视器，监视器报告了在多个飞行器系统的飞行器系统中故障方式的影响。如框1004所示，该方法还包括访问故障模式库220、400，该故障模式库描述了可能的故障方式与被配置为报告可能的故障方式的影响的那些监视器的模式之间的关系。
[0097]
如框1006所示，方法1000还包括从进行报告的一个或更多个监视器诊断飞行器系统的故障方式，这可能包括在一些示例实施方式中使用故障模式库220、400和贪婪选择算法。该方法还包括确定针对故障方式的维护措施222，以及生成至少包括维护措施的维护消息224，分别如框1008和1010所示。
[0098]
在一些示例中，方法1000还包括执行故障方式影响分析(fmea)，从故障方式影响分析构造故障传播模型228以描述故障方式和故障影响之间的因果关系，如图10b中的框1012所示，并且，可以将故障影响传播到被配置为报告可观察到的故障影响的监视器。如框1014所示，该方法还包括从故障传播模型构建故障模式库220、400。
[0099]
在一些示例中，如框1014所示，构建故障模式库220、400包括执行故障传播模型228的分析，以构建故障模式库，该故障模式库识别故障方式以及响应于故障方式而报告的那些监视器的模式，如图10b中框1016所示。
[0100]
在一些示例中，在接收进行报告的一个或更多个监视器时，使用贪婪选择算法诊断故障方式，如框1006所示，包括将进行报告的一个或更多个监视器的模式和故障模式库220、400中的模式匹配，如图10c中的框1018所示。这可能包括贪婪选择算法，该算法执行以下步骤：如框1020所示，选择使总故障飞行器部件数量最小化的模式组，以及如框1022所示，选择在时间序列中较早出现的模式组。如框1024所示，贪婪选择算法还可以执行选择具有最高计算时间分数的模式组的步骤，该时间分数指示进行报告的一个或更多个监视器的模式与被配置为进行报告的那些监视器的模式相比的准确性。
[0101]
在一些示例中，针对包含进行报告的一个或更多个监视器的模式组中的每一个，计算根本原因、次要症状和虚假症状的度量，并且方法1000还包括基于度量对监视器进行排序，度量包括为根本原因度量提供从最有可能到最不可能的初始排序，如图10d的框1026所示。
[0102]
在一些示例中，如图10e的框1028所示，确定如框1008所示的维护措施包括应用描述操作员偏好的情景规则库来细化维护措施的排序序列。
[0103]
根据本公开的示例实施方式，包括机载计算机206的系统200及其子系统可以通过各种构件来实施。用于实施该系统及其子系统的构件可包括单独的硬件，或在来自计算机可读存储介质的一个或多个计算机程序的指导下的硬件。在一些示例中，一个或多个装置可被配置为作为本文所示和描述的系统及其子系统起作用或以其他方式实施本文所示和描述的系统及其子系统。在涉及多于一个装置的示例中，相应的装置可以以多种不同方式(诸如直接或间接地经由有线或无线网络等)彼此连接或以其他方式通信。
[0104]
图11图示了根据本公开的一些示例实施方式的装置1100，其可对应于图2中所示的系统200的计算设备206。通常，本公开的示例性实施方式的装置可以包含、包括或体现在一个或多个固定或便携式电子设备中。合适的电子设备的示例包括智能电话、平板计算机、笔记本计算机、台式计算机、工作站计算机、服务器计算机等。该装置可以包括多个部件中的每一个的一个或多个，例如，连接到存储器1104(例如，存储设备)的处理电路1102(例如，处理器单元)。
[0105]
处理电路1102可以由一个或多个处理器单独组成，或者与一个或多个存储器组合组成。处理电路通常是能够处理信息(诸如数据、计算机程序和/或其他合适的电子信息等)的任何计算机硬件。处理电路由电子电路的集合组成，其中一些电子电路可以被封装为集成电路或多个互连的集成电路(集成电路有时更普遍地被称为“芯片”)。处理电路可被配置为执行计算机程序，该计算机程序可被存储在处理电路上或以其他方式存储在(相同或另一装置的)存储器1104中。
[0106]
根据特定实施方式，处理电路1102可以是多个处理器、多核处理器或某个其他类型的处理器。此外，可以使用多个异构处理器系统来实施处理电路，在异构处理器系统中，主处理器与一个或多个辅助处理器一起存在于单个芯片上。作为另一说明性示例，处理电路可以是包含相同类型的多个处理器的对称多处理器系统。在又一个示例中，处理电路可以体现为或以其他方式包括一个或多个asic、fpga等。因此，尽管处理电路可能能够执行计
算机程序以执行一个或多个功能，但各种示例的处理电路可能能够在不借助计算机程序的情况下执行一个或多个功能。在任一实例中，处理电路可被适当地编程以执行根据本公开的示例实施方式的功能或操作。
[0107]
存储器1104通常是能够在临时基础上和/或永久基础上存储信息(诸如数据、计算机程序(例如，计算机可读程序代码1106)和/或其他适当信息)的任何计算机硬件。存储器可以包括易失性和/或非易失性存储器，并且可以是固定的或可移除的。合适的存储器的示例包括随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、硬盘驱动器、闪存、拇指驱动器、可移除计算机软盘、光盘、磁带或上述的一些组合。光盘可以包括压缩盘-只读存储器(cd-rom)、压缩盘-读/写(cd-r/w)、dvd等。在各种实例中，存储器可被称为计算机可读存储介质。计算机可读存储介质是能够存储信息的非暂时性设备，并且可区分计算机可读传输介质(例如能够将信息从一个位置携带到另一个位置的电子暂时性信号)。本文所述的计算机可读介质通常可指计算机可读存储介质或计算机可读传输介质。
[0108]
除了存储器1104之外，处理电路1102还可以连接到用于显示、传输和/或接收信息的一个或多个接口。这些接口可以包括通信接口1108(例如，通信单元)和/或一个或多个用户接口。通信接口可以被配置为将信息传输到，例如(一个或多个)其他装置、(一个或多个)网络等和/或从(一个或多个)其他装置、(一个或多个)网络等接收信息。通信接口可被配置为通过物理(有线)和/或无线通信链路来传输到和/或接收信息。合适的通信接口的示例包括网络接口控制器(nic)、无线nic(wnic)等。
[0109]
用户接口可包括显示器1110和/或一个或多个用户输入接口1112(例如，输入/输出单元)，显示器1110可对应于系统200中所示的显示器226。显示器可被配置为向用户呈现或以其他方式显示信息，其合适的示例包括液晶显示器(lcd)、发光二极管显示器(led)、等离子体显示面板(pdp)等。用户输入接口可以是有线或无线的，并且可以被配置为从用户接收信息到装置中，例如用于处理、存储和/或显示。用户输入接口的合适示例包括麦克风、图像或视频捕获设备、键盘或小键盘、操纵杆、触摸敏感表面(与触摸屏分离或集成在触摸屏中)、生物特征传感器等。用户接口还可以包括用于与诸如打印机、扫描仪等外围装置通信的一个或多个接口。
[0110]
如上文所指示的，程序代码指令可存储在存储器中，并由由此编程的处理电路执行，以实施本文所述的系统、子系统、工具及其相应的元件的功能。如将理解的，任何合适的程序代码指令可从计算机可读存储介质加载到计算机或其他可编程装置上以产生特定机器，使得特定机器成为实施本文所指定的功能的装置。这些程序代码指令还可以存储在计算机可读存储介质中，该存储介质可以指导计算机、处理电路或其他可编程装置以特定方式起作用，从而生成特定机器或特定制品。存储在计算机可读存储介质中的指令可产生制品，其中制品成为实施本文所述功能的装置。程序代码指令可从计算机可读存储介质中检索，并加载到计算机、处理电路或其他可编程装置中，以配置计算机、处理电路或其他可编程装置来执行在计算机、处理电路或其他可编程装置上执行或由计算机、处理电路或其他可编程装置执行的操作。
[0111]
程序代码指令的检索、加载和执行可以按顺序执行，使得一次检索、加载和执行一条指令。在一些示例实施方式中，可以并行执行检索、加载和/或运行，使得多条指令被一起检索、加载和/或运行。程序代码指令的执行可产生计算机实现的过程，使得由计算机、处理
电路或其他可编程装置执行的指令提供用于实现本文所述功能的操作。
[0112]
由处理电路执行指令，或将指令存储在计算机可读存储介质中，支持用于执行指定功能的操作的组合。以这种方式，装置1100可以包括处理电路1102和耦接到处理电路的计算机可读存储介质或存储器1104，其中处理电路被配置为执行存储在存储器中的计算机可读程序代码1106。还应理解，一个或多个功能以及功能的组合可由执行指定功能的专用的基于硬件的计算机系统和/或处理电路，或专用硬件和程序代码指令的组合来实现。
[0113]
如上所述并在下文重申，本公开包括但不限于以下示例实施方式。
[0114]
条款1.一种诊断飞行器上的故障的方法，该飞行器包括多于一个飞行器系统和被配置为报告飞行器系统的故障方式的影响的多于一个监视器，该方法包括接收故障报告，该故障报告指示报告多于一个飞行器系统的一个飞行器系统中的故障方式的影响的一个或多个监视器；访问故障模式库，该故障模式库描述了可能的故障方式与被配置为报告可能故障方式的影响的那些监视器的模式之间的关系；根据进行报告的一个或多个监视器诊断飞行器系统的故障方式，并使用故障模式库和贪婪选择算法；确定针对故障方式的维护措施；以及生成至少包括维护措施的维护消息。
[0115]
条款2.根据条款1所述的方法，其还包括执行故障方式影响分析(fmea)，从fmea构造故障传播模型，以描述故障方式和故障影响之间的因果关系，并将故障影响传播到被配置为报告可观察到的故障影响的监视器；并根据故障传播模型构建故障模式库。
[0116]
条款3.根据条款2所述的方法，其中构建故障模式库包括对故障传播模型执行分析，以构建故障模式库，该故障模式库识别故障方式以及响应于故障方式而报告的那些监视器的模式。
[0117]
条款4.根据条款3所述的方法，其中故障传播模型的分析包括结构-时间分析，并且故障模式库进一步识别报告任何故障方式的多个监视器之间的任何时间序列。
[0118]
条款5.根据条款3或4所述的方法，其中故障模式库识别任何故障方式组，对于任何故障方式组，进行报告的那些监视器的模式是相同的。
[0119]
条款6.根据条款5所述的方法，其中故障模式库进一步识别报告任何故障方式的多个监视器之间的任何时间序列。
[0120]
条款7.根据条款1-6中任一所述的方法，其中在接收一个或多个进行报告的监视器后，使用贪婪选择算法诊断故障方式包括将进行报告的一个或多个监视器的模式匹配到故障模式库中的模式，贪婪选择算法执行以下步骤：选择最小化总的故障飞行器部件的数量的模式组；选择在时间序列中出现较早的模式组；以及选择具有最高计算时间分数的模式组，该分数指示进行报告的一个或多个监视器的模式与被配置为进行报告的那些监视器的模式相比的准确性，其中时间分数与一个或多个监视器的观察位置(300)和预期位置之间的距离成反比，所述监视器基于被配置为进行报告的那些监视器的模式而报告了进行报告的一个或多个监视器的模式中的早期故障影响。
[0121]
条款8.根据条款7所述的方法，其中针对包含进行报告的一个或多个监视器的模式组中的每一个计算根本原因、次要症状和虚假症状的度量，该方法还包括基于度量对监视器进行排序，包括为根本原因度量提供从最有可能到最不可能的初始排序。
[0122]
条款9.根据条款8所述的方法，其中确定维护措施包括应用描述操作员偏好的情景规则库，以细化维护措施的排序顺序，其中根据解决故障方式的其相应的概率使每个维
护措施有序。
[0123]
条款10.一种用于诊断飞行器上的故障的装置，该飞行器包括多于一个飞行器系统和多于一个监视器，监视器被配置为报告飞行器系统的故障方式的影响，所述装置包括被配置为存储计算机可读程序代码的存储器；以及处理电路，其被配置为访问所述存储器并执行所述程序代码，以使所述装置至少接收故障报告，所述故障报告指示一个或多个监视器，所述监视器报告多于一个飞行器系统的飞行器系统中的故障方式的影响；访问故障模式库，该故障模式库描述了可能的故障方式与被配置为报告可能故障方式的影响的那些监视器的模式之间的关系；根据进行报告的一个或多个监视器诊断飞行器系统的故障方式，并使用故障模式库和贪婪选择算法；确定针对故障方式的维护措施；以及生成至少包括维护措施的维护消息。
[0124]
条款11.根据条款10所述的装置，其中该装置进一步被导致以执行故障方式影响分析(fmea)，根据fmea构造故障传播模型，以描述故障方式和故障影响之间的因果关系，以及将故障影响传播到被配置为报告可观察到的故障影响的监视器；并根据故障传播模型构建故障模式库。
[0125]
条款12.根据条款11所述的装置，其中导致构建故障模式库的装置包括导致对故障传播模型执行分析以构建故障模式库的装置，该故障模式库识别故障方式以及响应于故障方式而进行报告的那些监视器的模式。
[0126]
条款13.根据条款12所述的装置，其中故障传播模型的分析包括结构-时间分析，并且故障模式库进一步识别报告任何故障方式的多个监视器之间的任何时序。
[0127]
条款14.根据条款12或13所述的装置，其中故障模式库识别任何故障方式组，对于任何故障方式组，进行报告的那些监视器的模式是相同的。
[0128]
条款15.根据条款14所述的装置，其中故障模式库进一步识别报告任何故障方式的多个监视器之间的任何时间序列。
[0129]
条款16.根据条款10-15中的任何一项所述的装置，其中在接收进行报告的一个或多个监视器后，通过被导致将进行报告的一个或多个监视器的模式与故障模式库中的模式匹配，该装置被导致使用贪婪选择算法来诊断故障方式，其中导致所述装置来匹配模式包括被导致以选择使总故障飞行器部件的数量最小化的所述模式组；选择在时间序列中较早出现的模式组；并选择具有最高计算时间分数的模式组，该分数指示进行报告的一个或多个监视器的模式与被配置为进行报告的那些监视器的模式相比的准确性，其中时间分数与一个或多个监视器的观察位置和预期位置之间的距离成反比，监视器基于被配置为进行报告的那些监视器的模式而报告了进行报告的一个或多个监视器的模式中的早期故障影响。
[0130]
条款17.根据条款16所述的装置，其中针对包含进行报告的一个或多个监视器的模式组中的每一个，计算根本原因、次要症状和虚假症状的度量，还使得基于所述度量对所述监视器进行排序的所述装置包括被导致为根本原因度量提供从最有可能到最不可能的初始排序的装置。
[0131]
条款18.根据条款17所述的装置，其中被导致确定维护措施的装置包括被导致应用描述操作员偏好的情景规则库以细化维护措施的排序序列的装置，其中根据解决故障方式的其相应的概率使每个维护措施有序。
[0132]
条款19.一种计算机可读存储介质，包括计算机可读程序代码，其用于响应于处理
电路的执行来诊断飞行器上的故障，飞行器包括多于一个飞行器系统和被配置为报告飞行器系统的故障方式影响的多于一个监视器：并且计算机可读程序代码从而导致装置至少接收故障报告，该故障报告指示一个或多个监视器，该监视器报告多于一个飞行器系统中的一个飞行器系统中的故障方式的影响；访问故障模式库，该故障模式库描述了可能的故障方式与被配置为报告可能故障方式的影响的那些监视器的模式之间的关系；根据进行报告的一个或多个监视器中诊断飞行器系统的故障方式，并使用故障模式库和贪婪选择算法；确定针对故障方式的维护措施；以及生成至少包括维护措施的维护消息。
[0133]
条款20.根据条款19所述的存储介质，其中装置进一步被导致执行故障方式影响分析(fmea)，从fmea构造故障传播模型，以描述故障方式和故障影响之间的因果关系，以及将故障影响传播到被配置为报告可观察到的故障影响的监视器；并根据故障传播模型构建故障模式库。
[0134]
受益于在前述描述和相关联的附图中呈现的教导，本公开所属领域的技术人员将会想到本文所阐述的本公开内容的许多修改和其他实施方式。因此，应理解，本公开内容不限于所公开的具体实施方式，并且修改和其他实施方式旨在被包括在所附权利要求的范围内。此外，尽管前述描述和相关联的附图在元件和/或功能的某些示例组合的上下文中描述了示例实施方式，但是应理解，元件和/或功能的不同组合可以在不脱离所附权利要求的范围的情况下由可选实施方式提供。在这方面，例如，还可以设想与以上明确描述的元件和/或功能不同的元件和/或功能的组合，如可以在一些所附权利要求中阐述的。尽管本文采用了具体术语，但是它们仅以一般和描述性意义使用，而不是出于限制的目的。