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(jì)算所智能信息處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,系統(tǒng)的各功能模塊,獲取診斷知識(shí) 編寫方法腳本 在推理機(jī)中調(diào) 入故障對(duì)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(shí)庫系統(tǒng)中的診斷推理機(jī)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(shí)庫的主要內(nèi)容,知識(shí)表示知識(shí)獲取知識(shí)的管理和維護(hù),診斷知識(shí)庫 ---- 知識(shí)表示,知識(shí)表示的定義:用機(jī)

2、器表示知識(shí)的可行的、有效的、通用的原則和方法知識(shí)的分類: 事實(shí)知識(shí)規(guī)則知識(shí)控制知識(shí)元知識(shí),診斷知識(shí)庫 ---- 知識(shí)表示,AI中常用的知識(shí)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(shí)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(shí)的維護(hù),知識(shí)對(duì)象的結(jié)構(gòu),Class(屬性類) Slot(槽) Facet(側(cè)面),診斷

3、知識(shí)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(shí)對(duì)象表,診斷知識(shí)庫,知識(shí)庫由多個(gè)子知識(shí)庫組成 每個(gè)子知識(shí)庫是一棵知識(shí)樹 知識(shí)對(duì)象通過對(duì)象類之間的語義聯(lián)系和約束關(guān)系，被組織成知識(shí)樹知識(shí)對(duì)象的邏輯結(jié)構(gòu)由類（Class）、槽（Slot）、側(cè)面（Facet）組成 ,分別對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫中的三個(gè)表:對(duì)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(shí)對(duì)象屬性

4、結(jié)構(gòu)、相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)、操作過程及知識(shí)使用方法,診斷知識(shí)庫的獲取和管理工具,可視化的知識(shí)獲取所見即所得方便添加、刪除和修改診斷知識(shí),瀏覽各種對(duì)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(shí)庫的實(shí)現(xiàn),知識(shí)庫的內(nèi)存訪問策略,對(duì)象樹導(dǎo)航技術(shù) 對(duì)象類的雙向鏈表存儲(chǔ) 建立知識(shí)對(duì)象索引表，存放知識(shí)對(duì)象的的屬性起始記錄指針（記錄號(hào)）和屬性總數(shù) 在內(nèi)存中只對(duì)當(dāng)前結(jié)點(diǎn)推理，對(duì)修改過的屬性槽和側(cè)面更新從知識(shí)對(duì)象索引表

5、中得到下一結(jié)點(diǎn)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(jī)的效率。,系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),系統(tǒng)中的診斷知識(shí)庫系統(tǒng)中的診斷推理機(jī)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(jī),推理機(jī)是指基于知識(shí)的推理的計(jì)算機(jī)實(shí)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(shí)表達(dá)的診斷推理過程是一個(gè)面向知識(shí)庫系統(tǒng)的，基于假設(shè)產(chǎn)生--假設(shè)

6、證實(shí)機(jī)制的，由高層到底層逐步求精的遞推過程,推理機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),推理控制規(guī)則解釋控制黑板知識(shí)庫接口當(dāng)前結(jié)點(diǎn)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(shí)對(duì)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(gè)結(jié)點(diǎn)的對(duì)象都有三個(gè)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(jī)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(jī)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(jī)的搜索策略,搜索結(jié)果：結(jié)點(diǎn)1: 先序方法結(jié)點(diǎn)6: 先序方法結(jié)點(diǎn)2: 先序方法……結(jié)點(diǎn)3: 先序方法結(jié)點(diǎn)3: 后序方法結(jié)點(diǎn)9: 先序方法結(jié)點(diǎn)2: 中序方法……結(jié)點(diǎn)4: 先序方法結(jié)點(diǎn)4: 后序方法

8、結(jié)點(diǎn)1: 后序方法結(jié)點(diǎn)2: 中序方法結(jié)點(diǎn)5: 先序方法結(jié)點(diǎn)5: 后序方法結(jié)點(diǎn)2: 后序方法結(jié)點(diǎn)1: 中序方法,,,單步控制的DFS實(shí)例:,系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),系統(tǒng)中的診斷知識(shí)庫系統(tǒng)中的診斷推理機(jī)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(shí)對(duì)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(gè)子集通過一個(gè)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(shí)現(xiàn)的功能包括控制臺(tái)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(shí)庫存取,系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),系統(tǒng)中的診斷知識(shí)庫系統(tǒng)中的診斷推理機(jī)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(shí)的數(shù)量和質(zhì)量 傳統(tǒng)的、通過知識(shí)工程師獲取知識(shí)的方法不能

10、完全滿足需求 自動(dòng)獲取知識(shí)成為的新的研究目標(biāo) 智能故障診斷與機(jī)器學(xué)習(xí)方法結(jié)合,診斷系統(tǒng)中學(xué)習(xí)策略,機(jī)械學(xué)習(xí) 診斷對(duì)象的結(jié)構(gòu)、功能、運(yùn)行約束條件 講授學(xué)習(xí) 領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)知識(shí)轉(zhuǎn) 化為系統(tǒng)知識(shí) 歸納學(xué)習(xí) 面向診斷對(duì)象、出現(xiàn)新 故障則用獨(dú)立學(xué)習(xí)模塊 獲取新知識(shí),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(jī)制獲取新知識(shí)已存在的故障,對(duì)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(shí)庫系統(tǒng)中的診斷推理機(jī)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(dú)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(duì)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(shí)共享資源設(shè)備參數(shù)征兆事實(shí)獲取的各類知識(shí),應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)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(shí)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(cè)試機(jī)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(dú)立應(yīng)用被自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)調(diào)用,應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)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(shí)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(shí)獲取和管

13、理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)的功能如下,知識(shí)獲取和管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)的界面,,面向?qū)ο笸评頇C(jī),實(shí)現(xiàn)的功能如下,面向?qū)ο笸评頇C(jī),實(shí)現(xiàn)的界面,應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)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(shí)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(dòng)化測(cè)試環(huán)境中以函數(shù)或模塊的形式 獨(dú)立的診斷系統(tǒng)對(duì)設(shè)備操作嵌入到診斷系統(tǒng)中,系統(tǒng)的嵌入部分的實(shí)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(duì)設(shè)備的訪問函數(shù),應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)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(cè)對(duì)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(shí)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(shí)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(duì)知識(shí)對(duì)象樹搜索時(shí),通過添加一些推理控制標(biāo)，從指定結(jié)點(diǎn)開始推理，增加推理的靈活控制： ICL中的控制函數(shù) 知識(shí)樹中結(jié)點(diǎn)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(diǎn)） Getflat(）,附加屬性 指定結(jié)點(diǎn)路徑設(shè)置（Setpro