饲料机械故障诊断专家系统的实现及应用

崔俊英

（布勒（常州）机械有限公司，江苏 溧阳 213300）

现阶段，随着我国技术水平越来越高，饲料工业不断成熟，饲料机械故障诊断和管理已经成为饲料加工企业经济利润带来影响的重要方面。造成机械故障的原因比较繁琐，相同的故障往往存在许多原因，并且设计范围比较广，能够对故障进行准确诊断。这就需要诊断人员对设备基本原理进行详细了解，有着比较多的实践经验和操作技能[1]。因为有着专家水平的人员比较少，不能对社会基本需求进行满足，进而就需要对这个矛盾研究一种新型的诊断技术。在实际当中，专家系统在计算机当中完成对相关领域专家的模仿，进而才能够对专业人才能够解决的高难度问题进行解决。饲料机械的故障诊断专家系统是应用了专家系统相关技术，对领域内专家知识和经验进行传播和收集，并且对专家推理水平进行模仿，给用户带来专家咨询[2]。

1 饲料机械故障诊断专家系统的构成

这个系统主要由下面几个方面所构成，分别为知识库管理、信息查询、故障诊断。下面我们分别对这些模块进行介绍。

1.1 故障诊断的模块

故障诊断模块是系统的核心。用户将故障信息提供给专家系统，收集到专家的知识和建议。故障诊断模块主要是通过推理机、知识库所构成。知识库主要的功能为存储专家系统相关知识。推理机为根据一些策略在知识库内选取相关知识，对用户带来证据不断推理，一直得出结论[3]。

1.2 知识库管理的模块

有效构建思路机械故障诊断专家系统知识库管理系统，让故障诊断转接仅仅有着简单计算机操作知识就能够维护、编辑知识库，进而让诊断专家发挥工程师的作用。

1.3 信息查询的模块

系统辅助模块主要有常用的设备使用说明、加工设备列表、常用的设备图形符号所构成。它为故障诊断模块的一种补充，更加便于用户在诊断的时候实时查询饲料加工设备有关的知识[4]。

2 饲料机械故障诊断专家系统实现

2.1 设备故障诊断

设备故障诊断主要含有两个环节，分别为征兆获取、故障诊断。第一，征兆获取主要是通过知识库内知识来让用户确认故障现象。在对话框当中存在一个搜索引擎，系统把知识库内搜索的全部含有的关键词故障现象，进而有助于用户对故障现象进行帮助。第二，故障诊断为推理机自行对知识库知识进行应用以及推理上面征兆的一个诊断过程。专家系统重要特征为透明化的推理过程。此次系统给出了全部人机交互确定的故障征兆、推理过程、故障因素和处理建议[5]。

2.2 知识库管理

在初步构建专家系统之后，通过一定数量的运行，将会发现在数量和知识方面含有一些问题。在这个时候需要增加一些新的知识，或者对某些存在的知识进行删除和修改，进而更好的有助于管理知识库。这个管理系统不仅将用户对知识库维护信息变成系统的内部形式，还负责对知识库实行完整性、一致性检验。

系统需要用户分别对故障原因、规则可信度以及故障现象进行输入。当输入规则之后，系统将进入到一致性检验，也就是知识库一致性。它指知识之间不含有矛盾、包含、环路等电信的错误。全部能够让知识库出现上面冲突的基本规则，知识库将会拒绝对这个规则进行输入[6]。

修改－规则的子模块含有对故障现象、故障原因以及规则可信度方面的修改。在对某一个规则进行修改之前，系统会有助于用户对修改的规则进行确定。系统能够根据用户所输入故障现象和故障原因关键词，从知识库内查询含有关键词的规则，并且及时进行显示，更好的给用户进行查询。用户对故障现象搜索规则进行选取，输入关键词为制粒的时候，系统搜索知识库内全部含有制粒的故障现象。用户选取的现象为制粒机压不出颗粒料。系统当中体现含有这种现象的规则，此例当中存在五个待选择的规则。用户将会对规则进行确定之后再对操作进行修改。

3 结论和讨论

3.1 相关结论

第一，通过关键词搜索引擎来对故障现象确定，人机交互提问等措施，让系统可以对领域的专家思维过程进行模拟。第一，这个系统设置跟踪的解释模块，可以更好地有助于用户对专家系统求解的结论进行理解，便于人们通过对全部知识是不是科学进行检验。这个模块让系统有着比较大的人机交互功能，其可以和各种用户共同建立成人机思考系统。第三，这个系统有着健全的知识库管理系统。知识库的管理子模块为完成系统灵活的主要构件，其让领域专家能够对知识库进行修改，同时不必须对知识库内知识表达方式、知识库机构等问题进行详细了解，进而大大提升了系统的扩充性。第四，这个系统使用了推理机、知识库相互进行独立，进而完成了系统模块化。由于对知识库和领域关系存在比较大的关系，进而要经常进行修改和查阅。所以，此次系统在设计过程当中需要严格遵守知识库和推理机相互进行独立的基本原则。通常情况下，知识库修改不会对执行程序变动产生影响。这类知识库和推理机相互进行独立的结构大大提升了系统灵活性，更加便于知识库进行不断的健全和扩充。

3.2 相关讨论

专家系统的构建是一个不断扩充、健全和修改的过程。饲料机械故障诊断专家系统给饲料的加工机械故障诊断带来新的研究思路。然而，它还存在一定的改进，其主要含有：第一，在知识库知识方面还需要进一步健全和扩充。因为系统还不够完善，一些相关饲料加工设备的故障知识还不能完全收集和整理，知识方面存在制约，进而在对问题进行解决的时候受到一些方面的影响。第二，自动获取知识方面的问题。获取知识主要存在两类方式，分别为自动获取、人工获取。长时间以来，获取知识主要是通过手工来进行获得。此系统在建立知识库的时候，主要应用了手工方法来对知识进行得到，利用和领域专家对话和收集相关知识来得到领域知识。自动获取知识可以在系统运行经验过程当红智能个对知识和老知识进行总结，自动让知识库内知识进行丰富、更新。它为专家系统、人工智能领域内前沿的课题。此次系统应用知识库管理扩充模块、修改知识库内容并且带来知识库检验制度，其有着一些获取知识的能力，然而也能够大大对知识获取模块进行简化，其还和自动获取存在一定差距。然而，我们从知识工程研究和发展观点来分析，需要对这些问题进行逐一解决。