基于Jess 的專家故障診斷系統研究

權建軍，劉克仁，張兆江

（1.蘭州石化職業技術學院，甘肅蘭州 730060；2.甘肅紅日自動化信息技術有限公司，甘肅蘭州 730060）

0 引言

在工業控制現場，變頻器使用量十分巨大。大型化工廠的一套設備，往往變頻器就需要幾十臺，設備的維保量很大。因此，迫切需要故障診斷設備，協助維保人員現場進行設備故障診斷。基于人工智能的設備故障專家檢測系統，正是為了滿足這樣的應用需求背景。

1 基于Jess 反向鏈推理的故障診斷系統

選擇基于規則的、支持反向鏈推理的Jess 語言，深入研究其反向鏈推理的內在機理，歸納總結提煉，給出Jess 反向鏈推理的聲明以及回溯規則建立的具體方法，提出基于規則的、反向鏈推理、問答式診斷專家系統設計開發的一般模式。在理論研究的基礎上，以常規電氣運行的故障設備為研究對象，以協助維修人員診斷設備故障為研究目標，運用計算機技術、信息技術和人工智能技術，結合企業現場需求，開發一套針對具體電氣運行設備的故障診斷專家系統，為維修人員提供參考。

基于規則的、反向鏈推理、問答式診斷專家系統設計開發的一般模式，實際應用到電氣設備的故障診斷上，開發了故障診斷專家系統。

2 系統開發平臺

Jess 是Java 平臺上的規則引擎，它是CLIPS 程序設計語言的超集，由美國Sandia 國家實驗室開發。它提供適合自動化專家系統的邏輯編程，常被稱作“專家系統的外殼”。建立開發平臺的步驟：①安裝Java 開發環境；②安裝ECLIPS 環境；③安裝Jess 開發環境。

3 故障樹和規則的建立

根據自動化設備的故障及原因建立故障樹，除了依據設備相關資料，現場維護人員的經驗數據也是不可多得的一手資料。圖1 是西門子M430 變頻器的核心故障樹。依據故障樹，要建立反向推理規則，圖2 是建立反向規則的流程。

圖1 M430 變頻器部分故障樹

4 診斷系統的可維護性

由于故障診斷與設備維修經驗密切相關，因此，系統的可升級、可添加規則很重要。需要添加的工作僅僅是再制作相對應的故障樹和對應規則的添加，問題模板、回答模板、GUI 界面等均不用修改，即可實現系統的擴展，故系統可維護、升級性極高。

圖2 反向推理規則的建立流程

5 結語

本系統已用于企業工作現場，對自動化設備的現場維保有極大的指導作用。

基金：蘭州市西固區科技局資助，文號西科發［2019］22 號。