基于

SOA 的监测、诊断与预测系统架构

   摘要：针对传统状态监测和故障诊断系统的紧耦合、扩展性及伸缩性差等问题,

提出一种基于

SOA 的设备监测、诊断和预测系统模型,能够解决企业内不同软件

资源之间的整合问题。在

.NET3.0 的基础上,利用 WCF 技术实现了企业级的设备

监测、诊断与预测系统

,并将状态预测技术应用到企业现场中。实际应用验证了该

体系的有效性和实用性。

 

1 概述
    软件设计经历 3 个阶段：基于过程(process-oriented)，基于对象(object-oriented)和基于组
件

(component-oriented)。在过去 20 年里，这些远程过程调用(Remote Procedure Call)，如分

布 式组 件对 象模 型

(Distributed  Component  Object  Model)和 通用 对象 请求 代理 体系 结构

(Common Object Request BrokerArchitecture)等，在许多领域取得较大成功。在设备故障诊断
领域，研究者主要利用这些技术来开发状态监测和故障诊断系统实现对重要企业重要设备
维修和维护，如风机、轴、蒸汽轮机、水力发电机等。然而，如果企业级系统功能繁多，企业
内部程序的开发平台、编程语言等很可能各不相同，要在企业内部实现诸多功能的整合是非
常困难的事情。同时还需要考虑到系统的安全性、扩展性等方面的要求。基于以往设计方法的
诊断系统存在着重用性差、异构平台调用困难、互操作性差、紧耦合等诸多缺陷。要实现易于
扩展的、功能可柔性组合、跨异构平台的企业级设备状态监测与故障诊断系统，基于以往的
设计方法已无法满足这样的要求。
    随着 IT 技术的发展，为解决异构性、互操作性以及软件系统不断改变的要求所带来的系
列问题，面向服务架构

(Service-Oriented Architecture, SOA)的研究已逐年深入并获得应用，

将

SOA 及其相关技术引入机械设备的状态监测与故障诊断系统应用开发领域都具有重要意

义。本文介绍基于

SOA 的状态监测与预测系统的架构设计，并应用 WCF 技术对预测模型加

以实现并验证。

2 基于 SOA 的设备诊断和预测系统体系架构
    目前，各个企业使用自身的故障诊断系统实现对机器设备的监测和故障诊断，有一定的
局限性。企业的知识库、规则库有限，可能无法对各种设备故障进行及时诊断。如果各个企业
和科研院所都将相关的知识库、方法库等商业逻辑通过

SOA 技术发布为服务，那么企业就

可以充分利用网络资源来实现机械设备的远程故障诊断，这能够大大提高效率，减少成本
并实现诊断资源共享的目的。将

SOA 技术引入机械设备远程故障诊断领域，将在很大程度

上提高故障诊断的准确性。
    在分布式故障诊断系统中，应用 SOA 技术能够更好地解决原有系统中的跨平台和跨防火
墙等问题，并且很好地改善系统的可扩展性和伸缩性。

SOA 的引入使得整个联合故障诊断

系统体现松耦合、开放等特点，这就能随时允许故障诊断服务的加入或退出，解决了以往无
法在异构平台间共享数据和服务的问题，提高网络诊断资源的利用率。
    面向服务框架(Service-Oriented Framework Architecture,SOFA)是整个基于 SOA 状态监测
和预测系统体系结构中的核心，它主要实现业务服务

(Business Service)和业务处理逻辑