專家系統(tǒng)-智能科學(xué)網(wǎng)站

1、專家系統(tǒng)開發(fā)工具OKPS,史忠植 肖春艷 胡斌 譚寧中國科學(xué)院計算所智能信息處理重點實驗室,系統(tǒng)的各功能模塊,獲取診斷知識 編寫方法腳本 在推理機中調(diào) 入故障對象 診斷推理 結(jié)論 系統(tǒng)學(xué)習(xí),系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),系統(tǒng)中的診斷知識庫系統(tǒng)中的診斷推理機推理控制語言ICL系統(tǒng)中的學(xué)習(xí)模塊遠(yuǎn)程設(shè)備診斷,診斷知識庫的主要內(nèi)容,知識表示知識獲取知識的管理和維護(hù),診斷知識庫 ---- 知識表示,知識表示的定義:用機

2、器表示知識的可行的、有效的、通用的原則和方法知識的分類: 事實知識規(guī)則知識控制知識元知識,診斷知識庫 ---- 知識表示,AI中常用的知識表示法邏輯表示產(chǎn)生式表示法語義網(wǎng)絡(luò)框架理論 面向?qū)ο蟮闹R表示狀態(tài)空間過程表示法,混合表示方法的適宜性,高度模塊化面向?qū)ο蠼Y(jié)構(gòu)符合認(rèn)知模式推理方法靈活易于知識的維護(hù),知識對象的結(jié)構(gòu),Class(屬性類) Slot(槽) Facet(側(cè)面),診斷

3、知識庫的結(jié)構(gòu),獲取和管理工具ODBC接口關(guān)系型數(shù)據(jù)庫知識對象表,診斷知識庫,知識庫由多個子知識庫組成 每個子知識庫是一棵知識樹 知識對象通過對象類之間的語義聯(lián)系和約束關(guān)系，被組織成知識樹知識對象的邏輯結(jié)構(gòu)由類（Class）、槽（Slot）、側(cè)面（Facet）組成 ,分別對應(yīng)數(shù)據(jù)庫中的三個表:對象表(Class Base)、屬性表(Slot Base)和方法表(Facet Base)定義自身屬性和行為的方法來表達(dá)知識對象屬性

4、結(jié)構(gòu)、相關(guān)領(lǐng)域知識、操作過程及知識使用方法,診斷知識庫的獲取和管理工具,可視化的知識獲取所見即所得方便添加、刪除和修改診斷知識,瀏覽各種對象和屬性等管理維護(hù)工作關(guān)系數(shù)據(jù)庫和通用接口的選擇有利于系統(tǒng)的移植和分布式知識庫的實現(xiàn),知識庫的內(nèi)存訪問策略,對象樹導(dǎo)航技術(shù) 對象類的雙向鏈表存儲 建立知識對象索引表，存放知識對象的的屬性起始記錄指針（記錄號）和屬性總數(shù) 在內(nèi)存中只對當(dāng)前結(jié)點推理，對修改過的屬性槽和側(cè)面更新從知識對象索引表

5、中得到下一結(jié)點的屬性槽在槽庫中的首記錄指針，將其所有槽和側(cè)面調(diào)入內(nèi)存繼續(xù),加快數(shù)據(jù)交換速度，節(jié)省內(nèi)存空間，提高推理機的效率。,系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),系統(tǒng)中的診斷知識庫系統(tǒng)中的診斷推理機推理控制語言ICL系統(tǒng)中的學(xué)習(xí)模塊遠(yuǎn)程設(shè)備診斷,系統(tǒng)中的推理機,推理機是指基于知識的推理的計算機實現(xiàn),包括推理與控制兩方面在推理過程中解釋和執(zhí)行用某種語言表示的一系列推理規(guī)則 面向?qū)ο笾R表達(dá)的診斷推理過程是一個面向知識庫系統(tǒng)的，基于假設(shè)產(chǎn)生--假設(shè)

6、證實機制的，由高層到底層逐步求精的遞推過程,推理機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),推理控制規(guī)則解釋控制黑板知識庫接口當(dāng)前結(jié)點緩存用戶接口,面向?qū)ο蟮脑\斷推理,消息傳遞推理繼承推理方法推理,方法是一種屬性 方法操作知識對象中的數(shù)據(jù)和處理消息 可以調(diào)用，不能修改,面向?qū)ο蟮脑\斷推理,為增加推理靈活性，適應(yīng)不同的推理控制,每個結(jié)點的對象都有三個特殊的方法： 先序（Preorder）方法 中序（Inorder）方法 后序（Postord

7、er）方法在推理過程中是按照不同的次序執(zhí)行,推理機的搜索策略,盲目搜索方法 深度優(yōu)先 廣度優(yōu)先 有限深度優(yōu)先 隨機深度優(yōu)先啟發(fā)式的搜索方法 爬山法 最近鄰居搜索,推理機的搜索策略,搜索結(jié)果：結(jié)點1: 先序方法結(jié)點6: 先序方法結(jié)點2: 先序方法……結(jié)點3: 先序方法結(jié)點3: 后序方法結(jié)點9: 先序方法結(jié)點2: 中序方法……結(jié)點4: 先序方法結(jié)點4: 后序方法

8、結(jié)點1: 后序方法結(jié)點2: 中序方法結(jié)點5: 先序方法結(jié)點5: 后序方法結(jié)點2: 后序方法結(jié)點1: 中序方法,,,單步控制的DFS實例:,系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),系統(tǒng)中的診斷知識庫系統(tǒng)中的診斷推理機推理控制語言ICL系統(tǒng)中的學(xué)習(xí)模塊遠(yuǎn)程設(shè)備診斷,推理控制語言ICL,描述知識對象的方法或監(jiān)控的過程式的語言 基本上是C語言的一個子集通過一個ICL語言編譯器將源代碼編譯成二進(jìn)制代碼后被執(zhí)行,推理控制語言ICL

9、,ICL工作流程 詞法分析器 語法分析器,推理控制語言ICL,ICL 函數(shù)實現(xiàn)的功能包括控制臺輸入/輸出數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換 圖表/圖象演示 黑板存取 文件操作 數(shù)據(jù)庫存取 網(wǎng)絡(luò)通信 推理控制 知識庫存取,系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),系統(tǒng)中的診斷知識庫系統(tǒng)中的診斷推理機推理控制語言ICL系統(tǒng)中的學(xué)習(xí)模塊遠(yuǎn)程設(shè)備診斷,系統(tǒng)中的自學(xué)習(xí)模塊,智能水平的高低在于系統(tǒng)擁有知識的數(shù)量和質(zhì)量 傳統(tǒng)的、通過知識工程師獲取知識的方法不能

10、完全滿足需求 自動獲取知識成為的新的研究目標(biāo) 智能故障診斷與機器學(xué)習(xí)方法結(jié)合,診斷系統(tǒng)中學(xué)習(xí)策略,機械學(xué)習(xí) 診斷對象的結(jié)構(gòu)、功能、運行約束條件 講授學(xué)習(xí) 領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗知識轉(zhuǎn) 化為系統(tǒng)知識 歸納學(xué)習(xí) 面向診斷對象、出現(xiàn)新 故障則用獨立學(xué)習(xí)模塊 獲取新知識,診斷系統(tǒng)中學(xué)習(xí)流程,采集信息，進(jìn)行診斷推理。發(fā)現(xiàn)新故障且求解成功后， 通過學(xué)習(xí)機制獲取新知識已存在的故障,對模型作相 應(yīng)

11、的修改求解失敗，將問題及求解 狀況存入問題庫,系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),系統(tǒng)中的診斷知識庫系統(tǒng)中的診斷推理機推理控制語言ICL系統(tǒng)中的學(xué)習(xí)模塊遠(yuǎn)程設(shè)備診斷,遠(yuǎn)程設(shè)備診斷,傳統(tǒng)系統(tǒng)中,設(shè)備之間相互獨立,擴(kuò)充性、靈活性、通用性差,不能有效地進(jìn)行信息交換和資源共享 異地設(shè)備之間聯(lián)系日益密切網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和Internet技術(shù)的發(fā)展對遠(yuǎn)程設(shè)備的診斷成為可能,遠(yuǎn)程設(shè)備診斷,Server 診斷部件Client 用戶使用輸入輸出

12、接口提供知識共享資源設(shè)備參數(shù)征兆事實獲取的各類知識,應(yīng)用系統(tǒng)的實現(xiàn)及相關(guān)技術(shù),設(shè)備故障診斷系統(tǒng)環(huán)境故障診斷系統(tǒng)的實現(xiàn)系統(tǒng)的嵌入系統(tǒng)的圖形顯示接口診斷推理的控制,設(shè)備故障診斷系統(tǒng)硬件環(huán)境,主測試機外圍設(shè)備 設(shè)備上部件,設(shè)備故障診斷系統(tǒng)軟件環(huán)境,獨立應(yīng)用被自動化測試系統(tǒng)調(diào)用,應(yīng)用系統(tǒng)的實現(xiàn)及相關(guān)技術(shù),設(shè)備故障診斷系統(tǒng)環(huán)境故障診斷系統(tǒng)的實現(xiàn)系統(tǒng)的嵌入系統(tǒng)的圖形顯示接口診斷推理的控制,知識獲取和管

13、理系統(tǒng),實現(xiàn)的功能如下,知識獲取和管理系統(tǒng),實現(xiàn)的界面,,面向?qū)ο笸评頇C,實現(xiàn)的功能如下,面向?qū)ο笸评頇C,實現(xiàn)的界面,應(yīng)用系統(tǒng)的實現(xiàn)及相關(guān)技術(shù),設(shè)備故障診斷系統(tǒng)環(huán)境故障診斷系統(tǒng)的實現(xiàn)系統(tǒng)的嵌入系統(tǒng)的圖形顯示接口診斷推理的控制,系統(tǒng)的嵌入部分,診斷系統(tǒng)嵌入到自動化測試環(huán)境中以函數(shù)或模塊的形式 獨立的診斷系統(tǒng)對設(shè)備操作嵌入到診斷系統(tǒng)中,系統(tǒng)的嵌入部分的實現(xiàn),設(shè)置設(shè)備狀態(tài)條 系統(tǒng)操作菜單 直接調(diào)用 間接調(diào)用

14、 ICL中對設(shè)備的訪問函數(shù),應(yīng)用系統(tǒng)的實現(xiàn)及相關(guān)技術(shù),設(shè)備故障診斷系統(tǒng)環(huán)境故障診斷系統(tǒng)的實現(xiàn)系統(tǒng)的嵌入系統(tǒng)的圖形顯示接口診斷推理的控制,系統(tǒng)的圖形顯示接口,通過構(gòu)造ActiveX控件Pchart和Pimage,實現(xiàn)對圖形的顯示 顯示的數(shù)據(jù)源可以是 一定格式的數(shù)據(jù)文件 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),系統(tǒng)的圖形顯示接口,對系統(tǒng)在診斷過程中得到的數(shù)據(jù)作直觀的圖形顯示，進(jìn)行波形比較、分析和預(yù)測對故障設(shè)備部件顯示使求解

15、過程形象、直觀,應(yīng)用系統(tǒng)的實現(xiàn)及相關(guān)技術(shù),設(shè)備故障診斷系統(tǒng)環(huán)境故障診斷系統(tǒng)的實現(xiàn)系統(tǒng)的嵌入系統(tǒng)的圖形顯示接口診斷推理的控制,診斷中的推理控制,在對知識對象樹搜索時,通過添加一些推理控制標(biāo)，從指定結(jié)點開始推理，增加推理的靈活控制： ICL中的控制函數(shù) 知識樹中結(jié)點的附加屬性,診斷中的推理控制,ICL推理控制函數(shù) Setflag(指定的結(jié)點） Getflat(）,附加屬性 指定結(jié)點路徑設(shè)置（Setpro