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    (1)知識(shí)庫(kù)

    知識(shí)庫(kù)是專家系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，知識(shí)庫(kù)的設(shè)計(jì)就是對(duì)知識(shí)表現(xiàn)形式的設(shè)計(jì)。知識(shí)庫(kù)中存放鍋爐所有部件的故障案例集，案例集中包括教材、專家和維修人員的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，具體是利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)記錄表示一條案例。因此，對(duì)案例庫(kù)的管理和維護(hù)完全可以由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)來完成。

    (2)推理機(jī)

    推理機(jī)是專家系統(tǒng)的核心，其主要作用是根據(jù)用戶的輸入處理知識(shí)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行案例搜索和案例匹配，最后得到診斷結(jié)果和診斷解釋。

    (3)數(shù)據(jù)庫(kù)

    數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)知識(shí)庫(kù)、中間推理結(jié)果和最終得出的結(jié)論，與推理機(jī)結(jié)合以提高推理效率。

    (4)知識(shí)獲取器

    知識(shí)獲取器實(shí)際上是一個(gè)知識(shí)獲取子程序，是專家系統(tǒng)與領(lǐng)域?qū)＜业慕涌冢渥饔檬切轮R(shí)(案例)的錄入，原有的知識(shí)(案例)的修改和擴(kuò)充。

    (5)解釋器

    解釋器模擬專家在解決問題時(shí)對(duì)其推理過程和結(jié)論進(jìn)行解釋，這是專家系統(tǒng)透明特點(diǎn)的集中表現(xiàn)。這樣做可以使用戶更容易接受整個(gè)推理過程和所得出的結(jié)論，同時(shí)也為系統(tǒng)的維護(hù)和專家經(jīng)驗(yàn)的傳授提供了方便。

    (6)人機(jī)界面

    人機(jī)界面是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與用戶交互的模塊， 一方面領(lǐng)域?qū)＜铱梢酝ㄟ^人機(jī)接口實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)庫(kù)(案例庫(kù))的維護(hù)。另一方面用戶直觀地了解診斷情況，并將診斷結(jié)果存入診斷結(jié)論庫(kù)中。

3　專家系統(tǒng)的構(gòu)建

    3.1　知識(shí)庫(kù)的創(chuàng)建

    知識(shí)庫(kù)的存儲(chǔ)是以關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的形式實(shí)現(xiàn)的，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的顯著特點(diǎn)是一個(gè)關(guān)系就是一張二維表，數(shù)據(jù)庫(kù)由若干張二維表構(gòu)成，數(shù)據(jù)庫(kù)中的實(shí)體與聯(lián)系等均按二維表的形式存放，二維表中的每一行為一條記錄，它對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的實(shí)體，二維表中的每一列稱為一個(gè)字段，它對(duì)應(yīng)實(shí)體的某個(gè)屬性。二維表之間通過相同的屬性名進(jìn)行關(guān)聯(lián)。這樣一條完整的信息便可同時(shí)由幾張不同的二維表唯一地確定下來。在本專家系統(tǒng)中，知識(shí)庫(kù)由案例庫(kù)及診斷結(jié)論庫(kù)組成，其中案例庫(kù)存放規(guī)則，由案例征兆表及結(jié)果表組成。案例征兆表存放規(guī)則中的條件部分，結(jié)果表中存放結(jié)論部分，兩表用“案例號(hào)”外鍵聯(lián)系起來。如下為兩表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

表1 案例征兆表和結(jié)果表：

    診斷時(shí)，當(dāng)從案例征兆表中找到故障現(xiàn)象時(shí)，可從結(jié)果表中找到對(duì)應(yīng)的故障原因等信息。對(duì)于某一個(gè)案例，相當(dāng)于：

    IF 系統(tǒng)名AND 部件名 AND 故障現(xiàn)象 THEN 故障原因 AND 處理措施 AND 可信度=概率

    一條案例只存放一條規(guī)則關(guān)系，案例之間是相互獨(dú)立的，但是一條案例的結(jié)論部分可以恰好是另一條案例的征兆部分，這樣可以進(jìn)行連鎖診斷，直到找出最初的故障原因。

    診斷結(jié)論庫(kù)由診斷結(jié)論表組成。診斷結(jié)論表由系統(tǒng)名、部件名、故障現(xiàn)象、故障原因、排除方法、診斷時(shí)間，診斷人七列組成，在每次故障診斷結(jié)束后自動(dòng)將診斷信息存入診斷結(jié)論表中，為數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)挖掘提供數(shù)據(jù)源。對(duì)知識(shí)庫(kù)的維護(hù)主要包括對(duì)案例的添加、修改、刪除、保存等操作．通過數(shù)據(jù)庫(kù)本身的功能實(shí)現(xiàn)起來非常方便。系統(tǒng)操作界面如圖2和圖3所示。

    3.2　推理機(jī)設(shè)計(jì)

    推理機(jī)實(shí)際就是一段實(shí)現(xiàn)故障推理的程序，可以很方便地實(shí)現(xiàn)故障推理，具體可分為兩種情況，一種是從故障現(xiàn)象入手，即當(dāng)知道故障現(xiàn)象時(shí)，可根據(jù)現(xiàn)象的語(yǔ)言描述，提取關(guān)鍵字，利用數(shù)據(jù)庫(kù)本身的文本查找，搜索匹配功能，對(duì)故障進(jìn)行初步診斷，找出相似的案例集。接著按照正向推理的步驟，采用人機(jī)交互的方法，根據(jù)已知和提示信息進(jìn)行精確的珍斷，按照系統(tǒng)名稱，部件名稱，故障現(xiàn)象，故障原因的順序依次進(jìn)行簡(jiǎn)單的肯定或否定判斷，最終實(shí)現(xiàn)故障診斷，主要的推理程序如下：

    strSQL = "select 案例號(hào) from 案例征兆表 where 故障現(xiàn)象 like'%" & txtXX.Text & "%'"
　　    Rs.Open strSQL, gConn, adOpenStatic, adLockReadOnly
　　        Dim i%
　　        ReDim anliID(0)
　　        For i = 0 To Rs.RecordCount - 1
　　            anliID(i) = Rs.Fields(0).Value
　　            ReDim Preserve anliID(i + 1)
　　            Rs.MoveNext
　　        Next i
　　    Rs.Close
　　    lvwZD.ListItems.Clear
　　　　Dim j%
　　    For j = 0 To i
         strSQL = "select 故障原因,處理措施,可信度 from 結(jié)果表 where 案例號(hào)='" & anliID(j) & "'"
　　         Rs.Open strSQL, gConn, adOpenStatic, adLockReadOnly
             Set LtItm = lvwZD.ListItems.ADD
　　             LtItm.Text = Rs.Fields(0).Value
　　             LtItm.SubItems(1) = Rs.Fields(1).Value
　　             LtItm.SubItems(2) = Rs.Fields(2).Value
　　          Rs.Close
　　    Next j

    另一種是已知故障部件來進(jìn)行故障診斷，即在已知故障所在的部件的情況下，直接調(diào)用該部件的故障案例集作為相似案例集，接著根據(jù)人機(jī)交互和提示窗口的提示信息，通過循環(huán)判斷來實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的診斷。

4　結(jié)束語(yǔ)

    隨著專家系統(tǒng)應(yīng)用的日趨廣泛，以及各類新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，用戶對(duì)智能故障診斷系統(tǒng)提出了更高的要求。利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)造系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)，為知識(shí)庫(kù)的建立、維護(hù)、擴(kuò)充和完善提供了一種實(shí)用方法；在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)推理機(jī)，利用數(shù)據(jù)庫(kù)本身的數(shù)據(jù)查詢、搜索等功能方便地對(duì)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行管理；利用數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)挖掘功能對(duì)診斷結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，找出隱藏的規(guī)律，拓展了專家系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析功能，對(duì)故障診斷專家系統(tǒng)的建立和發(fā)展具有一定的指導(dǎo)意義，相信這一功能必將得到更廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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    [2] 勞佳鋒，沈力學(xué)，盛頌恩. 基于數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的遠(yuǎn)程故障診斷專家系統(tǒng)的研究[J] . 機(jī)電工程. 2003，20 (5): 79-81.

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作者信息：

    周學(xué)偉，于  洋, 陳  亮，楊  青（沈陽(yáng)理工大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧  沈陽(yáng)  110168）