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1  引言

    以故障為研究對(duì)象是新一代系統(tǒng)可靠性理論研究的重要特色，也是過(guò)程系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向工程的重要一環(huán)。最近二十多年來(lái)，以故障檢測(cè)、故障定位、故障分離、故障辨識(shí)、故障模式識(shí)別、故障決策和容錯(cuò)處理為主要內(nèi)容的故障診斷與處理技術(shù)，已成為機(jī)械設(shè)備維護(hù)、控制系統(tǒng)系統(tǒng)可靠性研究、復(fù)雜系統(tǒng)系統(tǒng)自動(dòng)化、遙科學(xué)、復(fù)雜過(guò)程的異變分析、工程監(jiān)控和容錯(cuò)信號(hào)處理等領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注和廣泛研究的問(wèn)題。

    診斷（Diagnostics）一詞源于希臘文，含義為鑒別與判斷，是指在對(duì)各種跡象和癥狀進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上對(duì)研究對(duì)象及其所處狀態(tài)進(jìn)行鑒別和判斷的一項(xiàng)技術(shù)活動(dòng)[1]。故障診斷學(xué)則是專(zhuān)門(mén)以考察和判斷對(duì)象或系統(tǒng)是否存在缺陷或其運(yùn)行過(guò)程中是否出現(xiàn)異常現(xiàn)象為主要研究對(duì)象的一門(mén)綜合性技術(shù)學(xué)科。它是診斷技術(shù)與具體工程學(xué)科相結(jié)合的產(chǎn)物，是一門(mén)新興交叉學(xué)科。故障診斷與處理技術(shù)，作為一門(mén)新興技術(shù)學(xué)科，可劃分為如下三個(gè)不同的研究層次：

    (1)  以設(shè)備或部件為研究對(duì)象，重點(diǎn)分析和診斷設(shè)備的缺陷、部件的缺損或機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)失靈，這通常屬于設(shè)備故障診斷的研究范疇；

    (2)  以系統(tǒng)為研究對(duì)象，重點(diǎn)檢測(cè)和分析系統(tǒng)的功能不完善、功能異常或不能夠完成預(yù)期功能，這屬于系統(tǒng)故障檢測(cè)與診斷的研究范疇；

    (3)  以系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程為研究對(duì)象，考察運(yùn)行過(guò)程出現(xiàn)的異常變化或系統(tǒng)狀態(tài)的非預(yù)期改變，這屬于過(guò)程故障診斷的研究范疇。

    概而言之，故障診斷研究的是對(duì)象故障或其功能異常、動(dòng)作失敗等問(wèn)題，尋求發(fā)現(xiàn)故障和甄別故障的理論與方法。無(wú)論是設(shè)備故障診斷、系統(tǒng)故障診斷還是過(guò)程故障診斷，都有著廣泛的研究對(duì)象、實(shí)在的問(wèn)題背景和豐富的研究?jī)?nèi)容。本文將從故障診斷與處理技術(shù)的研究?jī)?nèi)容、典型方法和應(yīng)用情況等三個(gè)方面，對(duì)故障診斷及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r做一綜述，同時(shí)簡(jiǎn)要指出本研究方向的若干前沿。

2  故障診斷與處理的主要研究?jī)?nèi)容

    故障診斷與處理是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它包括故障分析、故障建模、故障檢測(cè)、故障推斷、故障決策和故障處理等五個(gè)方面的研究?jī)?nèi)容。

2.1  故障分析

    故障是對(duì)象或系統(tǒng)的病態(tài)或非常態(tài)。要診斷故障，首先必須對(duì)故障與帶故障的設(shè)備、系統(tǒng)、過(guò)程都有細(xì)致分析和深入研究，明確可能產(chǎn)生故障的環(huán)節(jié)，故障傳播途徑，了解故障的典型形式、表現(xiàn)方式、典型特征以及故障頻度或發(fā)生幾率，結(jié)合對(duì)象的物理背景了解故障產(chǎn)生的機(jī)理、故障關(guān)聯(lián)性和故障危害性。

    常用的故障分析方法有對(duì)象和故障環(huán)節(jié)的機(jī)理分析法、模擬法、數(shù)值仿真或系統(tǒng)仿真法和借助數(shù)學(xué)模型的理論分析法等。

2.2  故障建模

    模型分析是現(xiàn)代分析的基本方法，對(duì)復(fù)雜對(duì)象的故障診斷同樣具有重要應(yīng)用價(jià)值。為了定量或定性地分析故障、診斷故障和處理故障，建立故障的模型和帶故障對(duì)象的模型是十分重要的。現(xiàn)代故障診斷技術(shù)，特別是下文將提到的各種基于解析冗余的故障檢測(cè)與診斷技術(shù)都離不開(kāi)準(zhǔn)確科學(xué)的故障模型。

    常用的帶故障故障對(duì)象模型有“加性（additive）”模型、“新息（innovation）”模型和復(fù)合型模型；故障分量模型有脈沖型故障模型、階躍型故障模型和過(guò)程漸變型故障模型等。

2.3  故障檢測(cè)

    簡(jiǎn)而言之，故障檢測(cè)是判斷并指明系統(tǒng)是否發(fā)生了故障，即對(duì)于某個(gè)正在運(yùn)行的系統(tǒng)或正在按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)的設(shè)備，辨別其是否超出預(yù)定或技術(shù)規(guī)范規(guī)定的無(wú)故障工作門(mén)限[2]。顯然，這是故障診斷的首要任務(wù)。

    根據(jù)處理方式和要求的不同，故障檢測(cè)可區(qū)分為在線(xiàn)檢測(cè)和離線(xiàn)檢測(cè)兩大類(lèi)。在航天器跟蹤測(cè)量和飛行控制系統(tǒng)研究中，在線(xiàn)檢測(cè)被稱(chēng)為實(shí)時(shí)檢測(cè)，離線(xiàn)檢測(cè)也被稱(chēng)為事后檢測(cè)。其中，故障實(shí)時(shí)檢測(cè)是運(yùn)載火箭安全控制系統(tǒng)的核心。
與故障檢測(cè)相近的還有一個(gè)常用名詞“故障監(jiān)測(cè)”。所謂故障監(jiān)測(cè)，實(shí)質(zhì)上也是所謂的故障在線(xiàn)檢測(cè)或?qū)崟r(shí)檢測(cè)，主要目的是對(duì)設(shè)備狀況或系統(tǒng)功能進(jìn)行及時(shí)觀測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)異常征兆出現(xiàn)則及時(shí)報(bào)警，承擔(dān)“監(jiān)控系統(tǒng)”的主要任務(wù)。

2.4  故障推斷

    故障推斷是通過(guò)足夠的傳感器（測(cè)量設(shè)備）檢索出所有可能得到的、從故障發(fā)生之前到故障發(fā)生之時(shí)全部時(shí)間內(nèi)的、與系統(tǒng)有關(guān)的信息，對(duì)故障部位、故障類(lèi)型和故障幅度等進(jìn)行系統(tǒng)分析和合理推斷。故障推斷是故障診斷技術(shù)研究的主體部分，包括如下幾個(gè)方面：

(1)  故障定位與故障分離

    對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備或工程系統(tǒng)而言，僅檢測(cè)出是否發(fā)生了故障往往只完成了任務(wù)的一半，更重要的是必須告知故障發(fā)生在哪個(gè)部件或子系統(tǒng)上，即必須指明已發(fā)生故障的材料、結(jié)構(gòu)、組成部分、過(guò)程或系統(tǒng)，這就是故障定位。
當(dāng)多個(gè)部位都發(fā)生了故障時(shí)，必須分離出所有故障源，即所謂的故障分離。故障分離是對(duì)故障進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)，在航天故障的分析與處理過(guò)程中有重要的價(jià)值。

(2)  故障時(shí)間確定

    對(duì)工程系統(tǒng)而言，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程實(shí)質(zhì)上是系統(tǒng)狀態(tài)隨時(shí)間演化的過(guò)程，故障總是發(fā)生在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)（或時(shí)間區(qū)間）上。有時(shí)，確定故障發(fā)生的時(shí)刻或時(shí)間區(qū)間對(duì)于分析故障，尤其是分析突發(fā)性故障，具有特別重要的意義。

(3)  故障辨識(shí)與故障模式識(shí)別

    故障幅度（或量級(jí)）和故障模式是故障的兩個(gè)基本特征，也是故障分析和故障診斷時(shí)的重要依據(jù)。

    故障辨識(shí)就是采用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)分析或統(tǒng)計(jì)方法，估算出故障特征參數(shù)或故障幅度的大小，而故障模式識(shí)別則較多用于對(duì)故障進(jìn)行歸類(lèi)[2]。

2.5  故障處理

    對(duì)具體的工程活動(dòng)而言，分析出故障產(chǎn)生的原因及部位后，下一步必須考慮故障的處理方法。比較典型的故障處理方法有順應(yīng)處理、容錯(cuò)處理與故障修復(fù)等三大類(lèi)。具體選用何種處理方法，與研究對(duì)象、故障特點(diǎn)以及影響程度等多方面的因素有關(guān)。

    自20世紀(jì)70年代以來(lái)，隨著控制系統(tǒng)故障診斷和過(guò)程變化檢測(cè)技術(shù)的迅速發(fā)展，上述五個(gè)方面的研究?jī)?nèi)容也出現(xiàn)了一些新的劃分方法：在控制系統(tǒng)故障診斷研究領(lǐng)域，將“檢測(cè)”從“診斷”中分列出來(lái)[3]，并將檢測(cè)與診斷或診斷中的某一項(xiàng)或幾項(xiàng)相結(jié)合形成故障檢測(cè)與診斷（FDD）、故障檢測(cè)與分離（FDI）、故障檢測(cè)與辨識(shí)（FDI），等等；在探討過(guò)程異變的研究領(lǐng)域[12]，沒(méi)有采用“診斷”而是在“檢測(cè)”之下展開(kāi)上述大部分內(nèi)容的研究。

3  故障診斷與處理的典型方法

    自20世紀(jì)50年代E.S.Page[4,5]和Robert[6]等人對(duì)控制圖表(Control Chart)技術(shù)研究以來(lái)，特別是60年代美國(guó)系統(tǒng)地開(kāi)展故障診斷（FD）技術(shù)研究以來(lái)，其理論和應(yīng)用受到世界各國(guó)理論界和工程界廣泛重視，現(xiàn)已發(fā)展成為以可靠性理論、控制論、信息論、統(tǒng)計(jì)學(xué)、決策論為理論基礎(chǔ)，以系統(tǒng)建模技術(shù)、過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)、統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理技術(shù)、信號(hào)獲取技術(shù)、機(jī)器計(jì)算和機(jī)器推理技術(shù)為處理手段，以系統(tǒng)及其運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的設(shè)備部件缺陷、功能性故障和過(guò)程異常變化為主要研究對(duì)象的一門(mén)新興的邊緣學(xué)科。

    故障診斷的前提是冗余，包括直接冗余或物理冗余（部分文獻(xiàn)中稱(chēng)硬件冗余）、解析冗余和知識(shí)冗余[7]等等。故障診斷技術(shù)實(shí)質(zhì)上就是研究任何獲取、分析和處理冗余信息的技術(shù)。

3.1  基于直接或物理冗余法

    一般地，直接冗余或物理冗余是指采用多個(gè)傳感器（從不同角度）對(duì)同一對(duì)象進(jìn)行觀測(cè)或采用同一傳感器對(duì)多個(gè)與診斷對(duì)象相當(dāng)?shù)膫浞菁M(jìn)行觀測(cè)的方式獲取冗余測(cè)量信息[8]。借助適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)方法對(duì)冗余信息之間的差異進(jìn)行分析處理，可以檢測(cè)或診斷研究對(duì)象是否發(fā)生了故障。

    對(duì)于上述兩種情況，可以很自然地利用統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⒕€(xiàn)性回歸模型、非線(xiàn)性回歸模型、廣義回歸模型或Logit模型，描述成如下的統(tǒng)計(jì)診斷問(wèn)題：

    (1)  已知樣本yi∈Rs（i=1,2,…）服從統(tǒng)計(jì)分布，檢驗(yàn)f(y)是等同于“標(biāo)稱(chēng)分布”g(y) ；

    (2)  判斷集合{yi，i=1,…,n}中是否有離群點(diǎn)，或檢驗(yàn)序列{yi，i=1,2,…}中是否含明顯偏離大部分樣本點(diǎn)所呈現(xiàn)變化趨勢(shì)的異常點(diǎn)；

    事實(shí)上，相當(dāng)多數(shù)的基于直接冗余或物理冗余的故障診斷問(wèn)題（例如，生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控與廢品檢測(cè)、飛行器跟蹤測(cè)量數(shù)據(jù)的合理性檢驗(yàn)[9-11]、教育與心理研究[12]、谷物生長(zhǎng)研究、記錄或傳輸信號(hào)的誤碼、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的突發(fā)性障礙等等）都可轉(zhuǎn)化成為問(wèn)題①或②。統(tǒng)計(jì)領(lǐng)域中對(duì)問(wèn)題①有廣泛而深入的研究，并且建立了一系列成熟的處理方法。例如，參數(shù)分布的序貫概率比檢驗(yàn)（SPRT）、極大似然比檢驗(yàn)、U-檢驗(yàn)、t-檢驗(yàn)和F-檢驗(yàn)；非參數(shù)分布的Kolmogrov擬合檢驗(yàn)、K.Person擬合檢驗(yàn)、秩和檢驗(yàn)、Kolmogrov-Smirnov兩子樣檢驗(yàn)等。

    問(wèn)題②的分析與處理技術(shù)，屬于20世紀(jì)70年代初期建立起來(lái)的統(tǒng)計(jì)學(xué)的一個(gè)新興研究領(lǐng)域-統(tǒng)計(jì)診斷學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容。早在20世紀(jì)50年代就有學(xué)者從事異常數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)診斷的研究[13-16]，甚至更早。但是，早期研究大多局限于獨(dú)立同分布情況下的離群點(diǎn)識(shí)別和處理，最有代表性的方法是Dixon距離法。60年代之后，這方面的逐步研究推廣到回歸模型、Logit模型、廣義回歸模型、非線(xiàn)性回歸模型 [17,18,21] ；對(duì)異常數(shù)據(jù)的定義也由早期的離群點(diǎn)、不一致點(diǎn)演化到趨勢(shì)偏離點(diǎn)[18,22] ；形成包括統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)、Cook距離、殘差（如Anscome殘差或Person殘差）分析、影響分析、圖形分析、基于Bayes統(tǒng)計(jì)的Box-Tiao方法、Chaloner-Brant方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法[23,24]等多種處理方法。

    近十幾年來(lái)，穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)、探索性數(shù)據(jù)分析和穩(wěn)健-抗擾性處理技術(shù)受到統(tǒng)計(jì)界的廣泛關(guān)注。由于基于直接冗余或物理冗余的故障診斷問(wèn)題，可轉(zhuǎn)換成適當(dāng)假定的統(tǒng)計(jì)模型下的統(tǒng)計(jì)判決問(wèn)題，因此統(tǒng)計(jì)學(xué)科的發(fā)展也推動(dòng)了故障診斷方法的改進(jìn)和發(fā)展。將穩(wěn)健-抗擾性辨識(shí)或?yàn)V波方法用于故障診斷是近期統(tǒng)計(jì)診斷技術(shù)的一個(gè)重要研究方向。這方面的一些探索性工作[25-28]顯示了具有良好的發(fā)展前景。

3.2  基于間接或解析冗余法

    間接冗余或解析冗余是指系統(tǒng)輸入信息和輸出信息之間瞬態(tài)關(guān)系的集合。對(duì)于連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)，描述這種關(guān)系常用模型是微分方程、偏微分方程、隨機(jī)微分方程模型或連續(xù)時(shí)間狀態(tài)空間模型；對(duì)離散時(shí)間系統(tǒng)，描述這種關(guān)系常用模型則是時(shí)間序列分析領(lǐng)域的AR模型、ARMA模型、ARXMA模型或離散時(shí)間的狀態(tài)空間模型。顯然，上述的解析關(guān)系含有豐富的冗余信息，對(duì)分析系統(tǒng)運(yùn)行狀況、診斷系統(tǒng)故障有較大參考價(jià)值。

    1971年，美國(guó)學(xué)者R.V.Beard提出了利用解析冗余代替物理冗余得到系統(tǒng)故障信息的新思想[29]。R.V.Beard的工作標(biāo)志著基于解析冗余故障診斷技術(shù)的開(kāi)始（文獻(xiàn)[8]認(rèn)為，前蘇聯(lián)學(xué)者Britov和Mironovski（1972）幾乎同時(shí)也獨(dú)立地提出了這種思想），也標(biāo)志控制系統(tǒng)故障診斷技術(shù)研究的開(kāi)端[20]。在隨后20多年時(shí)間里，基于解析冗余的故障診斷技術(shù)得到了廣泛而深入的研究，先后提出了一系列可用于故障檢測(cè)、故障辨識(shí)、故障定，故障分離、故障模式識(shí)別和故障容錯(cuò)處理的處理方法。例如，基于新息（Innovations）的方法、基于檢測(cè)濾波器/觀測(cè)器的方法、基于等價(jià)關(guān)系或等價(jià)空間的方法、基于特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)辨識(shí)方法以及基于統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)（特別是基于似然比檢驗(yàn)）的方法等等。

    不過(guò)，這一階段的研究工作大多是以線(xiàn)性連續(xù)變量動(dòng)態(tài)系統(tǒng)（CVDS）、可展成線(xiàn)性系統(tǒng)或可用線(xiàn)性系統(tǒng)逼近的CVDS為主要研究對(duì)象[3,15,30]，力求將故障診斷問(wèn)題轉(zhuǎn)化成殘差生成（Residuals Generating）與殘差分析問(wèn)題[7]，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法或幾何學(xué)方法進(jìn)行處理。

    近年來(lái)，這種狀況有所改變。首先是處理方法更加豐富和實(shí)用，無(wú)論是基于系統(tǒng)仿真的方法[31]、基于容錯(cuò)處理的方法或各種穩(wěn)健化方法[25]，還是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法的方法都充分考慮了實(shí)際進(jìn)行故障診斷時(shí)可能面對(duì)的困難；其次，診斷對(duì)象也逐步由線(xiàn)性CVDS向復(fù)線(xiàn)性CVDS、非線(xiàn)性CVDS和離散事件系統(tǒng)（DEDS）[32-34]及各種網(wǎng)絡(luò)模型拓展。

3.3  基于規(guī)則或知識(shí)冗余法

    無(wú)論是直接冗余還是間接冗余，實(shí)質(zhì)上描述的都是對(duì)象、故障、故障征兆三者之間（或自身內(nèi)部）的量化關(guān)系。但是，許多實(shí)際問(wèn)題并不都是可以嚴(yán)格量化的，一些經(jīng)驗(yàn)豐富的專(zhuān)家在進(jìn)行故障診斷時(shí)也并不都是采用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)算法從一串串計(jì)算結(jié)果中來(lái)查找問(wèn)題。

    事實(shí)上，對(duì)于一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)，當(dāng)其運(yùn)行過(guò)程發(fā)生故障時(shí)，人們?nèi)菀撰@得的往往是一些涉及故障征兆的描述性知識(shí)，以及各故障源與故障征兆之間關(guān)聯(lián)性的知識(shí)。盡管這些冗余知識(shí)大多是定性的而非定量的，但對(duì)準(zhǔn)確分析故障能取到重要的作用。

    利用冗余知識(shí)，通過(guò)符號(hào)推理的方法進(jìn)行故障診斷，這是故障診斷技術(shù)的又一個(gè)分支-定性故障診斷。早在1962年，Bell研究所H.A.沃森采用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分解方法知識(shí)創(chuàng)立了故障樹(shù)分析(FTA: Fault Tree Analysis)[35]技術(shù)。美國(guó)航空和宇航局（NASA）以之為基礎(chǔ)進(jìn)行發(fā)展，建成可用于復(fù)雜系統(tǒng)災(zāi)害分析和安全分析的有效方法，這是基于知識(shí)冗余的定性故障診斷技術(shù)早期工作之一。故障樹(shù)方法在定性故障診斷技術(shù)的發(fā)展初期起著重要作用，它為分析系統(tǒng)故障提供了一種操作性強(qiáng)的處理手段。

    對(duì)于中小規(guī)模的、結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，采用故障樹(shù)分析方法進(jìn)行故障診斷是合適的。但是，對(duì)于大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)，故障樹(shù)方法實(shí)現(xiàn)的難度大，效果也不好[35]。70年代以后，隨著專(zhuān)家系統(tǒng)（ES：Expert System）、知識(shí)工程和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，復(fù)雜系統(tǒng)定性故障診斷過(guò)程的智能化成為一種趨勢(shì)，建立故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)成為基于知識(shí)冗余定性故障診斷技術(shù)的重要研究方向。

    20多年來(lái)，先后出現(xiàn)了多個(gè)以各具體領(lǐng)域?yàn)檠芯繉?duì)象的定性故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)。如Regenine等人研制的飛行器控制系統(tǒng)監(jiān)視器（EEFSM）、Malin研制的汽車(chē)故障診斷系統(tǒng)（FIXER）、美國(guó)宇航局Langley研究中心主持開(kāi)發(fā)的飛行器故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)（Fault Finder）、飛船故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)（FAITH）、飛行器姿態(tài)自動(dòng)檢測(cè)與診斷系統(tǒng)（AES）和國(guó)內(nèi)有關(guān)單位開(kāi)發(fā)的衛(wèi)星控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)等等。這些系統(tǒng)都已達(dá)到了實(shí)際應(yīng)用水平，并得到實(shí)際使用。

    P.M.Frank（1990）認(rèn)為，基于知識(shí)的故障診斷（專(zhuān)家系統(tǒng)）方法是對(duì)基于解析冗余和數(shù)據(jù)計(jì)算的定量故障診斷方法的補(bǔ)充，為具有不完整過(guò)程知識(shí)的復(fù)雜系統(tǒng)故障診斷開(kāi)辟了新的空間[7]。

    近年來(lái)，基于知識(shí)的故障診斷技術(shù)在定性知識(shí)量化處理和定性知識(shí)與定量知識(shí)相結(jié)合等方面的研究和發(fā)展受到人們的關(guān)注。采用模糊數(shù)學(xué)方法將不精確的、描述性的知識(shí)量化處理，不但有助于提高故障推理過(guò)程的嚴(yán)謹(jǐn)性和診斷結(jié)果的可靠性，也為采用解析冗余法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算方法處理知識(shí)冗余創(chuàng)造了條件；將定量知識(shí)納入知識(shí)庫(kù)且在推理機(jī)制中引入解析求解算法及門(mén)限邏輯與假設(shè)檢驗(yàn)技術(shù)，不但可以明顯增加知識(shí)裕度，也可有效提高推理的嚴(yán)謹(jǐn)性。

4  故障診斷技術(shù)的工程應(yīng)用

    眾所周知，航空航天是故障多發(fā)且危害極大的領(lǐng)域，也是故障檢測(cè)與故障診斷技術(shù)得到較早使用的領(lǐng)域，包括航天測(cè)控、導(dǎo)航控制、軌道監(jiān)視以及航天器可靠性與安全性等[25,36-38]在內(nèi)的多個(gè)分支，都有故障檢測(cè)與診斷技術(shù)成功應(yīng)用的先例。對(duì)此，文獻(xiàn)[36,37]有較為詳盡的論述，并提供了一系列實(shí)用的處理方法和大量的仿真或?qū)崪y(cè)數(shù)據(jù)算例，在此不再贅述。

    近三十年來(lái)，航天故障診斷一直是故障診斷方法研究和技術(shù)應(yīng)用的主戰(zhàn)場(chǎng)。這不僅表現(xiàn)在故障診斷的理論與技術(shù)中一些有影響的重要分支（例如，故障樹(shù)分析、故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)）其發(fā)展過(guò)程與航天故障分析技術(shù)有著很深的歷史淵源，也不僅表現(xiàn)在大量故障診斷方法都曾在航空航天領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，更重要的還在于航天故障的復(fù)雜性對(duì)故障診斷技術(shù)發(fā)展不斷產(chǎn)生推動(dòng)作用。

    故障診斷的理論和處理技術(shù)在工業(yè)和其它工程領(lǐng)域中也有極為廣泛的應(yīng)用，已被成功地用于包括疾病診斷[8]、質(zhì)量控制[4-5,8]、系統(tǒng)監(jiān)控、工業(yè)過(guò)程維護(hù)、機(jī)械系統(tǒng)、化工系統(tǒng)、管線(xiàn)檢測(cè)、系統(tǒng)的容錯(cuò)處理、機(jī)器人系統(tǒng)、核電站和核反應(yīng)堆管理、工程測(cè)量數(shù)據(jù)合理性檢驗(yàn)等廣泛領(lǐng)域。