全自动打孔装订机专家系统知识库的构建

 2024-05-30     hth登录入口

  全自动打孔装订机以其无粉屑、噪音小、污染小、简单易操作等优点得到了愈来愈普遍的应用[1]。随着使用时间的推移，在使用的过程中，装订机有极大几率会出现诸如面板按钮的失灵，内部步进电机不工作，主板电容、电阻等器件的损坏等故障。其中有些故障易被解决，但是稍复杂的故障是一般消费者所不能解决的，由于在每个城市都设立维修点不太现实，这就需要公司派出专业的技术修东西的人亲临现场。针对这一些状况，研究全自动打孔装订机的专家系统就显得很重要，这将使得装订机的故障诊断变得简单化、集成化，消费者只需通过该系统便能得到第一手的机器诊断、保养和维护知识。目前，对于全自动打孔机专家系统的研究甚少，通过本文的工作将为全自动打孔装订机的故障诊断提供一个实用的基础平台。

  知识库存放了故障诊断的领域知识，包括大量用来处理问题的知识规则。一个专家系统的性能主要根据知识库的可用性、确定性和完善性。知识库管理系统用来对知识库来维护、更新等。

  专家系统的核心是知识，知识库中拥有知识的多少及知识的质量决定了专家系统所具有解决实际问题的能力。该专家诊断系统知识的来源主要是人工获取方式，在系统建立的初期，研究者通过长时间的装配及使用装订机、与公司设计人员、维修工程师和装配工程师等交流探讨。可以讲整个全自动打孔装订机的故障分为两个部分：机械故障和电故障。对这些装订机的故障现象、故障原因以及故障的解决方案等知识进行整理、归纳和总结，并赋予序列号。

  专家系统是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能利用人类专家的知识和解决实际问题的方法来处理该领域问题。

  本系统的专家系统的基本组成结构如图1所示，主要由知识库和推理机两部分所组成。知识库存放作为专家经验的判断性知识，例如表达建议、推断、命令、策略的产生式规则等;推理机用于某种结论的推理，问题的求解，以及对于推理、求解知识的各种控制知识。知识库通过知识获取机构与领域专家相联系，形成了专家系统与领域专家之间的人一机交互接口。

  知识库是由结构化的知识构成，此知识库可以看成是关系知识库，其由若干二维表构成，表中又有着某种关联，表的结构可以看成是矩阵式的。表1中的每一行表示一种故障现象、引发故障的可能原因及排除一些故障的措施，此一行称为一种事实，每一列是事实的一种特征，知识库中这一特征也称为属性。

  为了在Visual Prolog中表示一个表，而且能被Visual Prolog识读，需要声明一个带有四个参数的函子，四个参数分别表示故障号、故障现象、引发故障的可能原因及排除一些故障的措施。

  Visual Prolog指可视化逻辑程序设计语言，Visual Prolog具有模式匹配、递归、回溯、对象机制、事实数据库和谓词库等强大功能。它包含构建大型应用程序所需要的一切特性：图形开发环境，编译器，连接器和调试器，支持模块化和面向对象程序设计，及与其他编程语言的接口等。

  在创建和构造工程“全自动打孔装订机专家系统”后是添加知识库部分，它也是一个故障的数据库，需要创建一个模块来保存这个数据库。为了使工程的结构清晰，将其放在一个独立的包中，名为“database”。图2为创建database包，接着创建放数据知识库的模块，在Visual Prolog里面可以把“类”看成一个模块，它就是一个可以放数据知识库的地方。创建一个类，如图3所示。

  【摘要】以解决全自动打孔装订机的故障诊断为目标，分析了引发全自动打孔装订机常见故障的可能原因及处理方法。根据专家系统设计的一般原则，并在详细论述了知识的获取及表示的基础上，利用Visual Prolog语言创建了故障知识库。在知识库中，可进行增加故障事实、删除故障事实及修改故障事实等操作，保证了专家系统的实时性及可靠性。

  breakdown：（“01”，”装订机台板下部分松动”，”01-101前方钢、01-102后方钢、01-106左角钢…）。

  breakdown：（“02”，”凸轮微动开关出现一些明显的异常问题时不报警”，”凸轮微动开关损坏;凸轮微动开关的滚轮与01-202定位板间隙过大”，”更换新的凸轮微动开关;调整到适当的位置并紧固”）。