收 稿日期 : 2009-07-26; 修 回日期 : 2009-08-31 基 金项 目: 安 徽省 自然科 学基 金资助 项目( 070416250)
作 者简介 : 张 建军 ( 1963- ) , 男, 浙江宁 波人 , 副 主任 , 教 授, 硕导, 主 要研究 方向为 计 算机 集 成制 造 、制造 业 信息 化 等( zjj@ ialab. hfut. edu. cn) ;
冯静( 1980- ) , 男 , 江 苏扬 州人, 硕 士研究 生, 主要 研究方 向为网 格技 术、制造 业信息 化; 张利 ( 1955- ) , 女 , 安徽 蚌 埠人 , 教授 , 硕 导, 主 要研 究 方向 为
计算机 集成制 造; 徐娟 ( 1982-) , 女, 安徽 六安人 , 博士研 究生, 主 要研究 方向 为网络 化制造 、网格计 算.
故 障 诊 断 网 格 任 务 调 度 模 型 的 研 究
*
张建军
1
, 冯 静
1
, 张 利
2
, 徐 娟
2
( 1. 教育 部安 全关 键工 业测 控技术 工程 研究 中心 , 合肥 230009; 2. 合肥 工业 大学 机 械与汽 车工 程学 院, 合 肥
230009)
摘 要: 由 远程 协同 故障 诊断 与网 格技 术的 有机结 合所 形 成 的 故障 诊 断 网 格, 把广 域 分 布 的 专 家 知 识、检 测 设
备、分析软件 等定 义为 诊断 资源 , 而 诊断 资源 的组织 和 优化 调 度 是 系统 有 效 运 转 的 关 键。 从 而 提出 了 故 障 诊 断
网格 中任 务调 度的体 系结 构, 分 析了故 障信 号分 解、分 配至 诊 断 资源 的 工 作 流 程, 并 通 过 Gridsim结 合 多 种 调 度
目标 进行 模拟 仿真, 验 证了 该任 务调度 模型 的可 实施 性。
关键 词: 故 障诊 断网 格; 任 务调 度; Gridsim仿真
中图 分类 号: TP277; TH166 文 献标 志码 : A 文 章编 号: 1001-3695( 2010) 03-1002-04
doi: 10. 3969/j. issn. 1001-3695. 2010.03.053
Research on task scheduling model in fault diagnosis grid
ZHANG Jian-jun
1
, FENG Jing
1
, ZHANG Li
2
, XU Juan
2
( 1. Engineering Research Center of Safety Critical Industrial Measurement & Control Technology, Ministry of Education, Hefei 230009, China;
2. School of Machinery & Automobile Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China)
Abstract: Fault diagnosis grid was the organic integration of the remote collaborative faultdiagnosis and grid technology. This
paper defined the wide-areadistribution of expertise, test equipment, analysis software as diagnosis resources. And the organi-
zation and optimization scheduling of the diagnosis was a key to system operation effectively. It presented the task scheduling
architecture in fault diagnosis grid and the analysis of the process of the fault signals decomposition and allocation to the diag-
nosis resources. And through Gridsimsimulation combined with avarietyof scheduling targets, the validity of the task schedu-
ling model can be implemented.
Key words: fault diagnosis; task scheduling; Gridsimsimulation
网格技术是一种新兴技 术, 具有在 动态的、多机 构的虚 拟
组织中实现资源共享和协同解 决问题 的能力
[ 1]
。故 障诊断 网
格是故障诊断技术发展的新阶段, 为远程协同故障诊断的实现
提供了一种新思路。它通过网 格将分 散在不 同企业 和社会 群
体( 包括高 等院 校、研 究 院 所、专 家、服 务 机构 ) 中 的管 理、信
息、技术、智力、硬件和软件 资源通过封装 和集成, 屏蔽资源 的
异构性和地理分布性, 为 设备用 户提供 故障诊 断服务, 体现 了
远程协同故障诊断系统集中管 理和分 布式计 算相结 合的广 域
分布式资源共享的故障诊断思想。
目前国内外对此展开了很多的研究, 在欧洲建 立的 DAME
系统
[ 2]
, 它在飞行器引擎故障诊 断中引 入网格 技术, 将引擎 传
感器的数据快照理性引擎模型进行比较, 使系统尽早地发现偏
离正常运行引起的偏差数据 信号, 提供 包括引 擎数据 服务、数
据存储与挖掘、引擎建模、基于 案例的 推理支 持等在 内的各 项
服务, 兼具故障诊断 及故障 预警的 双重功 能。 在国内, 清华 大
学自动化系、国家 CIMS工程技术研究中心领导承担了“211 工
程”相关子项目———贵重仪器设 备网上 共享与 管理分 系统, 在
研究 与 开 发 过 程 提 出 了 基 于 仿 真 网 格 的 设 备 网 格 框 架
模型
[ 3]
。
本文提出了故障诊断网格中的任务调度模型, 其中故障分
解组件把诊断任务分解成不同领域专家的子任务; 资源管理组
件对广域范围中的资源进行维护和管理; 任务调度组件按照任
务的类型、所需资源、可用资源等情况安排运行日程和策略, 负
责任务的调度和 分派; 任 务 管理 组 件适 时与 资 源管 理组 件 交
互, 确保作业安全进行。针对任务调度模型设计了多种调度目
标, 用 Gridsim仿真工具进行了模型的验证。
1 故障诊断网格
1. 1 现代大型复杂装备的远程协同故障诊断
远程协同故障 诊断的数学 描述可表示 为 p = T
E
- T
P
( O
P
,
U
P
, C
P
, P
P
) 。
表 1 远 程协同 故障 诊断数 学描述 各变 量含义
变 量 名 称 变 量 含 义 变 量 名 称 变 量 含 义
T
E
期 望 诊 断 状 态
U
P
协 同 诊 断 人 员
T
P
当 前 诊 断 状 态
C
P
当 前 诊 断 所 受 约 束
O
P
当 前 诊 断 目 标
P
P
当 前 协 同 诊 断 过 程
其中: p 为 T
E
与 T
P
之间的 差距, 当其 能够被 指导设 备维护 和
维修的技术人员所接受时, 则对 此故障 的协同 诊断可 以结束。
第 27 卷 第 3 期
2010 年 3 月
计 算 机 应 用 研 究
Application Research of Computers
Vol. 27 No. 3
Mar. 2010