复杂系统在国民经济中扮演着重要角色,但其日益复杂的结构和控制系统造成了其故障的多发性特点。对于用户来说,如何提高和保障系统的工作可靠性与有效性是一个亟待解决的问题;而对于装备制造企业来说,产品质量的竞争焦点集中到了设计开发阶段和售后服务阶段,为客户提供高可靠性的产品、迅速有效的诊断维护服务是众多装备制造企业所面临的共同问题。这些问题的解决具有重要的实际意义。 基于上述动机,本文提出了面向复杂系统生命周期的诊断维护理念,详细阐述了其内涵和三维视图,目的是以网络和远程通信技术为支撑,实现装备系统生命周期时间内故障诊断维护数据信息的集成和管理,建立、完善和保持复杂系统生命周期时间内的信息流,并以此为基础,开展相关的应用研究。本文的主要成果与创新为: 首先,提出了面向复杂系统生命周期的诊断维护理念,以此为指导研究了面向复杂系统生命周期的诊断维护系统,提出了其描述模型、总体结构和逻辑结构,分析了该系统与企业管理信息系统相融合的必要性、可行性及意义,对构建相关系统具有指导意义。 其次,提出了诊断维护知识的应用模型,定义了知识建模和知识单元的概念,建立了知识单元模型,并提出了基于知识单元的知识共享和创新应用方法。通过知识单元和知识编码实现了诊断维护知识的组织、管理和重用,提升了企业诊断维护知识资源的管理和应用水平,有利于产品的设计优化、可靠性提高和诊断系统的开发,架起了系统设计和诊断系统开发之间的桥梁。 再次,提出了从知识单元生成诊断规则和贝叶斯网络的方法思路,以知识单元为基础,设计了集成智能诊断系统总体结构。并提出了用粗糙集确定其提取的诊断规则的可信度的方法,给出了规则推理、实例推理和贝叶斯网络推理的集成诊断策略。其中贝叶斯网络很好地解决了故障的不确定性推理问题。 第四,指出了复杂系统健康管理的内涵及其监控模式和信息视图。提出了基于生物免疫机制的分布式多Agent健康监测体系,建立了免疫Agent模型和基于免疫机制的监测系统工作模型。提出了复杂系统健康评估的方法,并以故障的危害性大小来衡量其对系统健康状态的影响。 最后,提出了面向复杂系统生命周期的诊断维护系统的实施策略,以轨道交通自动门的诊断维护系统为例,介绍了其总体方案,以及计算机网络、无线通信等支撑技术的集成和系统功能的实现方法,并给出了系统的测试运行结果。