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作者： 来源： 发布时间：2018/2/11 16:12:47  点击数：553

一 引言
根据standford大学feighbaum教授给出的定义，专家系统是一种智能的计算机程序，它能借助人类的知识采取一定的搜索策略并通过推理的手段去解决某一特定领域的困难问题。专家系统一般包括六个组成部分：知识库、推理机及人机接口、知识获取子系统、解释子系统、全局数据库
往复式压缩机是化工企业中量大面广的一种重要通用机械，它的故障诊断专家系统的开发，有利于充分使用领域专家的丰富经验，从已发生的故障现象中更快地找出故障发生的原因以及的排除方法，使有故障的压缩机更快地投入生产，从而减少损失。
二 知识的获取
知识的获取是构建专家系统重要的一步，也是其中的难点之一，它直接影响到知识库的广泛性和推理过程的有效性。本文主要通过以下二种方式来获取知识：
三 知识的表示
获取知识的目的是为了构建专家系统的知识库，因此知识的表示即要有利于充分表达所获取的知识，又要有利于知识库的构建。本文在知识表达上采用以故障树为主，以二维表作为补充的方式，使知识的表达直观、充分，也便于知识库的构建。
在故障树的构建上，本文以“压缩机故障”为根结点，以六类常见故障类型为二级结点构成第一棵故障树（总树）；然后以这六类常见故障为根结点构成六棵子树。在这六棵子树的叶结点（与基本事件相对应）的排序上，尽量把容易检查的事件、可忽略事件（以◇表示）、发生频率高的事件放在前面，以便在与工程人员的实际思维一致的情况下，尽量提高匹配效率。总树和第一棵子树分别如图一和图二所示：
故障树的特点是知识表达直观，层次分明，但不够详细。为了解决这个不足，本文为每棵子树建一张二维表，与第一棵子树相对应的二维表如表一所示（只给出表头，略去下面21行，每行对应一个结点）。
四 知识库的构建与维护
构建知识库的实质是根据所建专家系统的特点，把获取的知识用合适的数据结构表示和存储到计算机中，这种数据结构要便于维护，也要便于搜索（遍历）。本文把把六棵子树的每个叶结点(对应二维表的每一行)分别表示成如下的struct数据结构：
struct node
{
bool t；//布尔值，为1则输出char name[ ];char midresult[ ];char finresult[ ];char cause[ ];char treat[ ];否则匹配下一结点；
int number；//结点号，对应表中第一列；
char name[ ]；//故障名，对应表中和第二列；
char midresult[ ]；//中间结果，对应表中第三列，结点1,2无中间结果，3～9有一级中间结果，10～21有两级中间结果；
char finresult[ ]；//最终结果，图二的最终结果为“气量不足”；对应表中和第四列；
char cause[ ]；//故障原因；对应表中和第五列
char treat[ ]；//处理意见；对应表中和第六列
struct node *next；//指向下一结点的指针；
}；
然后以这些结点分别形成六条链表，这些链表便形成了知识库的主体。这样，知识库的维护便分别对应如下的链表操作：
1struct node *creat(void)即链表的创建，如果有新的故障知识，不能归入上述六大类故障，则创建新的链表加入知识库。
2truct node *insert(struct node *head, struct node *newnode)即链表的插入,如果新
的故障知识可以归入已有的各大类故障中，则将其插入相应的链表中。
3struct node *del(struct node *head, int number)即链表的删除，如果某一结点所表示的故障知识错误或不再需要时，则从相应链表中删除此结点。
在链表操作的同时，修改故障树和二维表。
五 推理过程和系统实现
常用的推理方法有三种：正向推理、反向推理和混合推理。本系统采用推理过程更类似于人们日常决策思维模式、求解过程也更为人们所理解的混合推理。即先从已知的事实出发，向结论方向推导；再从知识库中选择一种故障作为假设，然后寻找支持假设的证据或事实来验证这种假设的真实性，当用户提供的事实和系统所需要的证据相匹配时，则推理成功。
六 结语
本文以生产中使用量大面广的往复式压缩机为对象，详细介绍了其故障诊断专家系统的知识获取、知识表示、知识库构建和维护及推理实现过程。本文方法简洁实用，适于小型系统的开发。对于规模大、层次复杂的系统，则采用面向对象的语言和开发方法更合适，人机界面也更友好。

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