飼料機(jī)械故障診斷專家系統(tǒng)的實現(xiàn)及應(yīng)用

崔俊英

（布勒（常州）機(jī)械有限公司，江蘇 溧陽 213300）

現(xiàn)階段，隨著我國技術(shù)水平越來越高，飼料工業(yè)不斷成熟，飼料機(jī)械故障診斷和管理已經(jīng)成為飼料加工企業(yè)經(jīng)濟(jì)利潤帶來影響的重要方面。造成機(jī)械故障的原因比較繁瑣，相同的故障往往存在許多原因，并且設(shè)計范圍比較廣，能夠?qū)收线M(jìn)行準(zhǔn)確診斷。這就需要診斷人員對設(shè)備基本原理進(jìn)行詳細(xì)了解，有著比較多的實踐經(jīng)驗和操作技能[1]。因為有著專家水平的人員比較少，不能對社會基本需求進(jìn)行滿足，進(jìn)而就需要對這個矛盾研究一種新型的診斷技術(shù)。在實際當(dāng)中，專家系統(tǒng)在計算機(jī)當(dāng)中完成對相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业哪７拢M(jìn)而才能夠?qū)I(yè)人才能夠解決的高難度問題進(jìn)行解決。飼料機(jī)械的故障診斷專家系統(tǒng)是應(yīng)用了專家系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)，對領(lǐng)域內(nèi)專家知識和經(jīng)驗進(jìn)行傳播和收集，并且對專家推理水平進(jìn)行模仿，給用戶帶來專家咨詢[2]。

1 飼料機(jī)械故障診斷專家系統(tǒng)的構(gòu)成

這個系統(tǒng)主要由下面幾個方面所構(gòu)成，分別為知識庫管理、信息查詢、故障診斷。下面我們分別對這些模塊進(jìn)行介紹。

1.1 故障診斷的模塊

故障診斷模塊是系統(tǒng)的核心。用戶將故障信息提供給專家系統(tǒng)，收集到專家的知識和建議。故障診斷模塊主要是通過推理機(jī)、知識庫所構(gòu)成。知識庫主要的功能為存儲專家系統(tǒng)相關(guān)知識。推理機(jī)為根據(jù)一些策略在知識庫內(nèi)選取相關(guān)知識，對用戶帶來證據(jù)不斷推理，一直得出結(jié)論[3]。

1.2 知識庫管理的模塊

有效構(gòu)建思路機(jī)械故障診斷專家系統(tǒng)知識庫管理系統(tǒng)，讓故障診斷轉(zhuǎn)接僅僅有著簡單計算機(jī)操作知識就能夠維護(hù)、編輯知識庫，進(jìn)而讓診斷專家發(fā)揮工程師的作用。

1.3 信息查詢的模塊

系統(tǒng)輔助模塊主要有常用的設(shè)備使用說明、加工設(shè)備列表、常用的設(shè)備圖形符號所構(gòu)成。它為故障診斷模塊的一種補(bǔ)充，更加便于用戶在診斷的時候?qū)崟r查詢飼料加工設(shè)備有關(guān)的知識[4]。

2 飼料機(jī)械故障診斷專家系統(tǒng)實現(xiàn)

2.1 設(shè)備故障診斷

設(shè)備故障診斷主要含有兩個環(huán)節(jié)，分別為征兆獲取、故障診斷。第一，征兆獲取主要是通過知識庫內(nèi)知識來讓用戶確認(rèn)故障現(xiàn)象。在對話框當(dāng)中存在一個搜索引擎，系統(tǒng)把知識庫內(nèi)搜索的全部含有的關(guān)鍵詞故障現(xiàn)象，進(jìn)而有助于用戶對故障現(xiàn)象進(jìn)行幫助。第二，故障診斷為推理機(jī)自行對知識庫知識進(jìn)行應(yīng)用以及推理上面征兆的一個診斷過程。專家系統(tǒng)重要特征為透明化的推理過程。此次系統(tǒng)給出了全部人機(jī)交互確定的故障征兆、推理過程、故障因素和處理建議[5]。

2.2 知識庫管理

在初步構(gòu)建專家系統(tǒng)之后，通過一定數(shù)量的運(yùn)行，將會發(fā)現(xiàn)在數(shù)量和知識方面含有一些問題。在這個時候需要增加一些新的知識，或者對某些存在的知識進(jìn)行刪除和修改，進(jìn)而更好的有助于管理知識庫。這個管理系統(tǒng)不僅將用戶對知識庫維護(hù)信息變成系統(tǒng)的內(nèi)部形式，還負(fù)責(zé)對知識庫實行完整性、一致性檢驗。

系統(tǒng)需要用戶分別對故障原因、規(guī)則可信度以及故障現(xiàn)象進(jìn)行輸入。當(dāng)輸入規(guī)則之后，系統(tǒng)將進(jìn)入到一致性檢驗，也就是知識庫一致性。它指知識之間不含有矛盾、包含、環(huán)路等電信的錯誤。全部能夠讓知識庫出現(xiàn)上面沖突的基本規(guī)則，知識庫將會拒絕對這個規(guī)則進(jìn)行輸入[6]。

修改－規(guī)則的子模塊含有對故障現(xiàn)象、故障原因以及規(guī)則可信度方面的修改。在對某一個規(guī)則進(jìn)行修改之前，系統(tǒng)會有助于用戶對修改的規(guī)則進(jìn)行確定。系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶所輸入故障現(xiàn)象和故障原因關(guān)鍵詞，從知識庫內(nèi)查詢含有關(guān)鍵詞的規(guī)則，并且及時進(jìn)行顯示，更好的給用戶進(jìn)行查詢。用戶對故障現(xiàn)象搜索規(guī)則進(jìn)行選取，輸入關(guān)鍵詞為制粒的時候，系統(tǒng)搜索知識庫內(nèi)全部含有制粒的故障現(xiàn)象。用戶選取的現(xiàn)象為制粒機(jī)壓不出顆粒料。系統(tǒng)當(dāng)中體現(xiàn)含有這種現(xiàn)象的規(guī)則，此例當(dāng)中存在五個待選擇的規(guī)則。用戶將會對規(guī)則進(jìn)行確定之后再對操作進(jìn)行修改。

3 結(jié)論和討論

3.1 相關(guān)結(jié)論

第一，通過關(guān)鍵詞搜索引擎來對故障現(xiàn)象確定，人機(jī)交互提問等措施，讓系統(tǒng)可以對領(lǐng)域的專家思維過程進(jìn)行模擬。第一，這個系統(tǒng)設(shè)置跟蹤的解釋模塊，可以更好地有助于用戶對專家系統(tǒng)求解的結(jié)論進(jìn)行理解，便于人們通過對全部知識是不是科學(xué)進(jìn)行檢驗。這個模塊讓系統(tǒng)有著比較大的人機(jī)交互功能，其可以和各種用戶共同建立成人機(jī)思考系統(tǒng)。第三，這個系統(tǒng)有著健全的知識庫管理系統(tǒng)。知識庫的管理子模塊為完成系統(tǒng)靈活的主要構(gòu)件，其讓領(lǐng)域?qū)＜夷軌驅(qū)χR庫進(jìn)行修改，同時不必須對知識庫內(nèi)知識表達(dá)方式、知識庫機(jī)構(gòu)等問題進(jìn)行詳細(xì)了解，進(jìn)而大大提升了系統(tǒng)的擴(kuò)充性。第四，這個系統(tǒng)使用了推理機(jī)、知識庫相互進(jìn)行獨立，進(jìn)而完成了系統(tǒng)模塊化。由于對知識庫和領(lǐng)域關(guān)系存在比較大的關(guān)系，進(jìn)而要經(jīng)常進(jìn)行修改和查閱。所以，此次系統(tǒng)在設(shè)計過程當(dāng)中需要嚴(yán)格遵守知識庫和推理機(jī)相互進(jìn)行獨立的基本原則。通常情況下，知識庫修改不會對執(zhí)行程序變動產(chǎn)生影響。這類知識庫和推理機(jī)相互進(jìn)行獨立的結(jié)構(gòu)大大提升了系統(tǒng)靈活性，更加便于知識庫進(jìn)行不斷的健全和擴(kuò)充。

3.2 相關(guān)討論

專家系統(tǒng)的構(gòu)建是一個不斷擴(kuò)充、健全和修改的過程。飼料機(jī)械故障診斷專家系統(tǒng)給飼料的加工機(jī)械故障診斷帶來新的研究思路。然而，它還存在一定的改進(jìn)，其主要含有：第一，在知識庫知識方面還需要進(jìn)一步健全和擴(kuò)充。因為系統(tǒng)還不夠完善，一些相關(guān)飼料加工設(shè)備的故障知識還不能完全收集和整理，知識方面存在制約，進(jìn)而在對問題進(jìn)行解決的時候受到一些方面的影響。第二，自動獲取知識方面的問題。獲取知識主要存在兩類方式，分別為自動獲取、人工獲取。長時間以來，獲取知識主要是通過手工來進(jìn)行獲得。此系統(tǒng)在建立知識庫的時候，主要應(yīng)用了手工方法來對知識進(jìn)行得到，利用和領(lǐng)域?qū)＜覍υ捄褪占嚓P(guān)知識來得到領(lǐng)域知識。自動獲取知識可以在系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗過程當(dāng)紅智能個對知識和老知識進(jìn)行總結(jié)，自動讓知識庫內(nèi)知識進(jìn)行豐富、更新。它為專家系統(tǒng)、人工智能領(lǐng)域內(nèi)前沿的課題。此次系統(tǒng)應(yīng)用知識庫管理擴(kuò)充模塊、修改知識庫內(nèi)容并且?guī)碇R庫檢驗制度，其有著一些獲取知識的能力，然而也能夠大大對知識獲取模塊進(jìn)行簡化，其還和自動獲取存在一定差距。然而，我們從知識工程研究和發(fā)展觀點來分析，需要對這些問題進(jìn)行逐一解決。