建筑砖烧成缺陷咨询专家系统的研究

陈功备 张海荣 胡国林

（景德镇陶瓷学院，江西景德镇333001）

建筑砖烧成缺陷咨询专家系统的研究

陈功备 张海荣 胡国林

（景德镇陶瓷学院，江西景德镇333001）

将专家系统的知识应用于建筑砖烧成缺陷领域中，通过正向推理和加权的不确定推理，开发了一个建筑砖烧成缺陷咨询专家系统，方便用户查询。

瓷砖，烧成缺陷，专家系统，咨询，可信度

1 引言

在建筑砖生产中，单就烧成工序来说，坯体在烧成过程发生一系列的物理化学变化，在辊道窑烧成中因为很多环节操作不当就会产生烧成缺陷。对于缺陷的分析，不仅要靠书本知识，在很大程度上主要依靠陶瓷窑炉专家的经验和知识。从事热工窑炉工作的技术人员应对各种缺陷有一定的认识，才能对所出现的缺陷进行分析后对症下药，消除或减少缺陷，提高产品质量与档次。因此，我们把专家系统的思想引入到建筑砖烧成缺陷知识领域中，以Windows2000为开发平台，以Visual Basic 6.0位为主要开发工具，借以Acess为辅助工具建立数据库，开发一个建筑砖烧成缺陷咨询专家系统。其中咨询专家系统的总体构架如图1所示。

2 建筑砖烧成缺陷咨询专家系统的知识结构

一般来说，专家系统主要由知识库、综合数据库、推理机、解释器及人机接口五个部分组成。本系统知识结构采用树状形式表示，根据缺陷表现特征查询的方式，我们先把常见建筑砖烧成缺陷的外表特征分成七大类，如图2所示。

专家的知识很难用一些数学公式加以准确的描述。由于产生式规则具有直观、自然、便于进行推理，既可表示确定性知识又可表示不确定性知识的优点，因此，本系统采用产生式规则的形式来表示窑炉专家们的经验和知识，以模仿人类专家的推理方法来分析建筑砖烧成缺陷。例如，从窑炉专家那里获知，“如果建筑砖在烧成时出现变形，并且砖的中心部位高出砖平面，那么这种缺陷为上凸。”

用产生式表示法表示为：

IF产品出现变形AND砖的中心部位高出砖平面

THEN上凸

3 建筑砖烧成缺陷咨询专家系统的推理机制

推理机制是专家系统的灵魂，它类似于人类专家运用来源于知识和实践的一般思维规则。根据“建筑砖烧成缺陷咨询专家系统”的自身特点，本系统在根据缺陷表现特征查询模块里面，采用了正向推理机制，而在根据缺陷名称查询模块里面，采用了加权的不确定推理，规则表示如下：

其中：e为前提，w为加权因子，h为结论，CF(h，e)为规则的可信度，λ为规则阈值。R1：IF素烧温度偏低，且素坯施釉过少（0.25）。

THEN釉面无光（0.95,0.1）

那么用户如果选择了规则R1里的证据以后，系统就要求用户给出可信度有多大，一般为[0，1]之间的任何小数，然后系统就会把用户给出的可信度与规则R1的证据的权值相乘，这个结果作为证据的可信度，接着系统把它与阈值0.25做比较，如果前者大于后者，前者就要与规则的可信度相乘，作为结论的可信度CF1(h)。如果用户还选择了R4里的证据，按照上述方法，也求出结论的的可信度CF4(h)，最后，通过求极大值法，即CF(h)=max(CF1(h)，CF4(h))来确定引起“釉面无光”的主要原因。

系统运行上面推理过程如图3～6所示。

4 建筑砖烧成缺陷咨询专家系统的知识维护

由于专家们的经验和知识是在长期的实践过程中一点一滴积累起来的，通常这些知识没有很好的组织性，因而要在很短的时间内把该领域的知识都总结出来是不现实的。而且，人们对于客观世界的认识也具有局限性。所以专家系统必须方便地对知识库的内容进行修改、删除和扩充，图8为知识库维护界面，用户可以对本系统的知识库予以增删或修改。

5 结论

（1）在借鉴窑炉专家宝贵经验和有关建筑砖烧成缺陷的文献资料的基础上，分析并整理建筑砖辊道窑烧成缺陷的有关知识，采用产生式的方法构建了本系统知识库，并采用正向推理和加权的不确定两种推理机制，初步建立了一个建筑砖烧成缺陷咨询专家系统。经过试运行，对指导工人解决辊道窑焙烧建筑砖的烧成缺陷问题有一定指导意义。

（2）本系统仅是专家系统在陶瓷生产中应用的一个初步尝试，它必须经过生产实践去不断完善与改进。

Abstract

An expert consulting system for solving firing flaws of building Ceramic tiles was set up by using forward reasoning and uncertainty reasoning with weighting.A user of the system may find suggested solutions to a firing flaw by the name of a defect and the phenomenon.

Keywords building ceramics,firing flaw,expert system,consulting,certainty factor

RESEARCH IN EXPERT CONSULTING SYSTEM FOR FIRING FLAWS OF BUILDING CERAMIC TILES

Chen GongbeiZhang Hairong Hu Guolin
(Jingdezhen Ceramic Institute,Jingdezhen Jiangxi 333001,China)

TQ174.6+53

A

1000-2278（2011）01-0094-03

2010-03-26

陈功备