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通用专家系统平台

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商品信息
MAES-DT通用专家系统平台
 

    注意:人工智能的应用!高技术!可望而不可及?不!利用本专家系统平台能在极短时间内就可组成您所需的专家系统,没有经验的人员利用专家组成的专家系统也可达到专家水平!!!
      本平台是继本公司以前的产品MAES及MAES-JT,又新推出的新一代专家系统平台,它除了保留MAES及MAES-JT的全部功能外,还具有新开发的功能--多次推理的专家系统,即当进行第一次推理后,如果还得不到确信的结论,系统会提示还要输入哪类征兆,然后再进行第二次推理,如果还得不到确信的结论,还可进行多次推理。这样,逐步迫近,就很容易得出确信的结论。
   
1  前言
     国际上把人工智能视为21世纪的重大技术,专家系统是人工智能重要的领域,优点很多,其成功例子极多,应用范围非常广泛,大家都很感兴趣。但要实现好像深不可测,需要建立知识库,研究推理方法,特别是熟悉生产操作、工艺流程或其他专业知识的领域。专家大都不熟悉编制程序,更不了解专家系统软件的编制,难以组成有效而实用的专家系统,而熟悉软件知识的专家又缺乏领域知识,两方面往往很难协调。所以构成一个专家系统很费时间和人力,有许多困难要克服。
     其实只需一台PC(个人计算机),使用本公司开发的通用专家系统系列,经过两三天的简单培训,即便不懂软件和人工智能语言的领域专家也可在短时间内组成专家系统。由于本系统是面向用户的,正像我们使用电视机而无需了解其原理那样,领域专家所要做的事,就是按他本人思考问题的方法,例如对某个问题的推断,如:什么情况,有哪些结果,每种结果可能性如何等等。这样,只要把有多少种情况及其名称,以及有多少种结论,按规定填入MAES相应的表格中,并把推断思考方法,写成规则,就形成该问题的专家系统。人们就可利用该专家系统来推断问题了,即便没有经验的人借此也可得到有经验专家推断的结果。

    总结了从诊断、计划、设计、投标、市场预测等的应用实践,设计了通用专家系统 MAES 系列,其主要思想是:① 考虑到领域专家和知识专家的特点和实际存在的问题(熟悉生产操作或其他专业知识的领域专家大都不会编制程序,难以和不能直接或要耗费很多时间编制程序来组成专家系统,而熟悉软件的知识专家又缺乏领域知识);② 根据以往的经验教训而选择廉价的、可靠的、实用的商品专家系统开发工具作为核心,并开发面向用户的通用界面[1];③ 必须中文化以便使用;④ 考虑离线(许多系统的参数难以检测,必须人工输入,离线应用也是常用的)和在线(与数据采集相连)都可应用。最

样例2个[操作指导,故障诊断]
供填写的空知识库
帮助文件
输入接口:
1、  自然条件[专家系统名称、对象、推断日期等]
2、  推断所需的输入参数
输出接口[显示及报告等]
 
                               
                                             
输入文件
知识库
推理机
输出文件
  图1  DT 专家系统结构

后组成的结构如图1所示。

 

                    
图2  专家系统工作过程

推理机
 


征兆输入                                     第1次推理结果

分析检测
推理机
                 新征兆

分析检测
推理机
                                                 第2次推理结果

                         新征兆   
                                                 第N次推理结果

分析检测
推理机
                新征兆

                                            最终确定推断结果
图3 多级推理过程
2         MAES-DT 的规范
    (1)能输入任意定义的推断项目名称、规范、内容、编号及日期。
(2)能输入任意定义的推断结论名称。 例如:直流电机振动故障诊断结论的转子不平衡,转子部件松动,轴弯曲,定心不正确(轴心线成角度),定心不正确(轴心线平行),过盈不足(转子红套、轴承与衬瓦等)等16个结论,可多达30个结论以供不同用途的专家系统使用。
(3)能输入任意定义的推断的综合推断结论名称。例如:直流电机振动故障诊断结论的“原因不明朗”、“可能原因”或“原因确定”三个名称,可在输出显示中以笑脸、严肃或哭脸来直观表示。能打印推断报告。
(4)能输入任意定义的推断所需要的输入参数(如:直流电机振动故障诊断的征兆),可多达七类参数,共90多个参数。
(5)规则采用产生式规则,即:If……Then……或If……Then……Else……方式,可多达五千条规则。
(6)本通用专家系统有两个样例, 即电弧炉-炉外精炼生产操作指导和直流电机振动故障诊断。系统能储存十个可开发的知识库,可储存所开发的界面,供运行时任意选用。
(7)概率值即可信度采用独立概率 (-100~+100),其计算公式为:
1-[(1-概率值l)×(1-概率值2)] = 最终概率值
(8)有两种工作方式可选择,即:“一般推断”、“多次推断”。“多次推断”的推断次数不限。

3  MAES-DT的硬件和软件环境
3.1   硬件环境
    MAES-DT作为专业知识的领域专家系统,其软硬件系统的配置直接影响到系统的表现,并直接关系到能否满足其功能。作为开发这样一个系统的工具软件,应该在考虑到大多数应用所面临的软硬件环境的基础上,尽可能的提高系统各方面的效率,满足应用对系统响应时间和处理能力方面的需要。根据这个原则,对MAES-DT系统推荐以下基本配置:
CPU:        Pentium-III   主频500MHz或以上;
显示器:     分辨率800X 600或更高;
硬盘:       1GB 以上。

3.2   软件环境
    中文Windows-98或Windows-2000;Office-97;VB-6.0。

4   MAES-DT的操作
    (1)Windows环境下安装完本软件后,运行maes_dt.exe,出现“EA01专家系统名称”画面,菜单栏有“继续”、“帮助”、“退出”三个按钮,若击“继续”或“稍等”,则出现“EA02  MAES开发工具注意事项”画面,阅读后,单击“继续”按钮,出现“EA03 专家系统推断、对象、内容、日期、编号及结论名称等”空白画面,见图4。
                          图4  空白画面
    (2)在EA03画面的各空白项可供开发新专家系统填入之用,包括预计推断的对象、项目、规范、编号、日期以及推断结论名称等,以供推断结论报表之用。若按菜单栏的“样例1(电机振动故障诊断)”按钮,则在空白的EA03画面显示出电机振动故障诊断专家系统的各项,若按“存取界面”,则下拉菜单含“存储界面”(供存储开发新专家系统时在空白项填入的内容)和“取所存界面”(按此按钮时,出现对话框,上列以前开发的专家系统名称,选取后,该专家系统就显示在空白的各栏内)以及“删除一个界面”(按此按钮时,出现对话框:“请打开目录确认所删除项目”,可按“OK”按钮,此时,对话框消失,按“存取界面”,下拉菜单,选取“以前所存界面”,出现列有以前开发的专家系统名称对话框,再按“存取界面”,出现下拉菜单,若选“删除一个界面”,则列有以前开发的专家系统名称的对话框被增亮的项目将被删除,注意!打开对话框时,不要按“删除”一个界面“按钮”按“继续”按钮),将出现EA04画面。
     (3)出现“EA04 专家系统输入征兆及诊断结果画面”,在该画面上有已拷贝来的样例的各个征兆名称(Q1、Q2、Q3等),用户可按被诊断对象实际是否出现该征兆来进行选中与否,选好后,按“一般推理”或“多次推理”按钮(在这以前,先按菜单上推断方式选择,选取推断方式),于是MAES按预先由专家编制好的并放在知识库内的规则进行诊断,并显示诊断结果,包括可信度、脸谱等。用户可按“打印”按钮把报告打印出来。在新开发系统时还得在EA04空白画面中,像上述在EA03画面那样填入文字或调用已开发的界面,并开发或选择已有知识库(菜单栏上的“选择知识库”按钮,可用它来选择10个知识库中的一个,按菜单的“编制知识规则”按钮,即出现画面EH02,输入密码****,在“编辑知识库规则”选择空白知识库,就可打开知识库,编制规则,编制完全部规则后,专家系统就完成了).
5            MAES-DT的用途
诊断、计划、设计、投标、预测
5.1   电弧炉-炉外精炼生产操作指导
     1)如§4-(2)所述, EA03画面的各空白项(图4)可供开发新专家系统填入之用,若按样例“电弧炉-炉外精炼生产操作指导”,则出现图5,即已开发
 
5  EA03 输入画面(专家系统推断、对象、内容、日期、编号及结论名称等)
 
好的(填了推断的对象、项目、规范、编号、日期以及推断结论名称等)电弧炉-炉外精炼生产操作指导专家系统。按“继续”按钮,将出现EA04画面。
     2)如§4-(3)所述, EA04图左上方有供专家系统输入征兆的Q1、Q2、Q3等,揿Q1、Q2、Q3等任意按钮,出现相应的输入征兆用的Qx,原来EA04画面的Qx是各项空白的(图6)可供开发新专家系统填入之用,由于已选择样例电弧炉-炉外精炼生产操作指导,故出现图7画面,即已开发好的电弧炉-炉外精炼生产操作指导专家系统的实际征兆,此时就是一个可供实际使用的电弧炉-炉外精炼生产操作指导专家系统了。

                          图6  空白征兆
7  EA04 专家系统输入征兆
 
3)如§4-(3)所述, 用户可按被诊断对象实际是否出现该征兆来进行选中与否,选好后,按“一般推理”或“多次推理”按钮(在这以前,先按菜单上推断方式选择,选取多次推断方式),于是MAES按预先由专家编制好的并放在知识库内的规则进行诊断,并显示诊断结果。    
4)若在EA04画面的Q1选中P<0.015%后,揿“多次推理”按钮,系统将工作,推断结果为“看其它参数再确定”(见图8)。这样,我们遵照专家系统诊断结果指
8  EA04 专家系统诊断结果
示输入其它实际测得的参数,即选中Q1的“C<规定中限”及“C>=规定下限-[合金增加量-0.05%]”,再揿“多次推理”按钮,系统将进行第二次推理,推断结果为“看钢水温度再确定”,如果钢水温度<1620℃,我们只好选中Q2的“钢水温度<1620℃”,再揿“多次推理”按钮,系统将进行第三次推理,推断结果为“提高电压”、“提高电流”和“看钢水温度再确定”,于是我们遵照专家系统诊断结果指示,提高电压和提高电流,过一段时间后,看看温度,结果钢水温度>=1620℃,于是选中Q2的“钢水温度>1620℃”并取消 “钢水温度<1620℃”, 再揿“多次推理”按钮,系统将进行第四次推理,专家系统诊断结果为“钢水合格,出钢”(图9)。至此,操作结束。
9  EA04 专家系统4次诊断结果
5.2   电机振动故障诊断专家系统
     1)和§5.1所述类同, 在EA03画面若揿菜单栏的“样例1(电机振动故障诊断)”按钮,则在空白的EA03画面显示出电机振动故障诊断专家系统的各项。
     2)和§5.1所述类同, EA04图左上方有供专家系统输入征兆的Q1、Q2、Q3等,揿Q1、Q2、Q3等任意按钮,出现相应的输入征兆用的Qx。
     3)在EA04选取多次推断方式后,揿“多次推断”按钮,出现第一次推断结果,有15个原因,每个可信度均为20%,且提示:“请输入故障征兆然后便于找故障原因”,于是输入故障征兆,由于Q1要使用示波器而较麻烦,故先输入容易感觉到的征兆,先看看Q2(“占优势振动平面”),由于发现现场实际振动是径向的,故选中Q2的“径向”,进行第二次推断(揿“多次推断”按钮),出现第二次推断结果:转子不平衡、转子部件松动等13个原因,比第一次推断结果有进步,原因少了,可信度高了(25%),但原因仍多,可信度仍低,综合结论为:原因不明朗。故输入其它征兆,看看Q3(“振动振幅与转速关系”),由于发现现场实际振动振幅与转速关系是振动振幅随转速而增加的,故选中Q3的“随转速而增加”,进行第三次推断(揿“多次推断”按钮),出现第三次推断结果:转子不平衡、转子部件松动可信度高了,达到40%,其余还有10个原因的可信度为25%,1个原因的可信度为20%,这次推断结果似乎集中在转子不平衡、转子部件松动这两个原因,但由于可信度未超过50%,综合结论为:原因不明朗,故还要看其它征兆。看看Q4(“振动出现场合”),由于发现现场实际振动出现一切场合,高转速时更显著,故选中Q4的“一切场合,高转速时更显著”, 进行第四次推断,出现第四次推断结果:转子不平衡、转子部件松动可信度达到52%,其余还有10个原因的可信度为25%,1个原因的可信度为20%,综合结论为:可能原因。这样一来,原因基本明确。但为更可靠,用示波器看看,结果发现fr频率成分增大,于是选中Q1的“fr频率成分增大”, 进行第五次推断,出现第五次推断结果:转子不平衡可信度为96%、转子部件松动可信度为52%。综合结论为:原因确定。至此,操作结束。
10 EA04 电机振动故障诊断专家系统5次诊断结果