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1 前言
平板玻璃應是透明光潔的平板，若有雜質(zhì)或不均勻體，那么透過(guò)玻璃看物體會(huì )產(chǎn)生畸變、扭曲或模糊的形象，且影響機械強度。玻璃中主要缺陷有氣泡（氣體夾雜物）、玻璃條紋、線(xiàn)道（玻璃狀夾雜物）和結石、疙瘩、析晶（非透明夾雜物），其它還有沾錫、霧點(diǎn)、彩虹、劃傷、缺邊掉角等。平板玻璃從原料、配料、混合，到投料、熔化、成型、退火、切裁、運輸、包裝、貯存等多個(gè)環(huán)節都可能產(chǎn)生缺陷。各種缺陷產(chǎn)生的原因不同，很難快速判斷并加以消除，從而使缺陷持續影響質(zhì)量及生產(chǎn)。本專(zhuān)家系統是把專(zhuān)家知識組成知識庫、推理機，由計算機實(shí)現，使沒(méi)有經(jīng)驗的操作員借此也可達到專(zhuān)家水平，快速、準確找出缺陷，并加以排除，
2 專(zhuān)家系統的構成及開(kāi)發(fā)工具選擇
在計算機上實(shí)現專(zhuān)家系統必須先構筑如圖1所示的框架。國外開(kāi)發(fā)專(zhuān)家系統大都購買(mǎi)專(zhuān)家系統開(kāi)發(fā)工具，然后進(jìn)行應用開(kāi)發(fā)。但由于其規模、功能不同，價(jià)格差別很大，所以必須認真選擇：① 不必追求大而全，因為許多功能未必用得上，要按自己需要選擇；② 必須是可靠的，最好是實(shí)際應用過(guò)；③ 必須有輸入和輸出接口，以便和在線(xiàn)數據采集相連在工業(yè)控制中使用；④ 價(jià)格可以承受；⑤ 使用、增添、修改容易；⑥ 編程工作量最少，最好是面向用戶(hù)、可組態(tài)及中文界面。
圖1 專(zhuān)家系統結構圖
據此，我們選擇北京四季陽(yáng)光公司的MAES系列的MAES-JT專(zhuān)家系統開(kāi)發(fā)工具。MAES不用編程，只須在給出的界面上用中文填入征兆、結論名稱(chēng)及規則，即構成專(zhuān)家系統，但其界面形式是固定的。MAES-JT除MAES功能外，還帶有原程序例子，可自行設計界面，按例子套入接口程序即成專(zhuān)家系統。它實(shí)現的功能有：
3 質(zhì)量缺陷診斷專(zhuān)家系統
4 專(zhuān)家系統的知識獲取
圖2為建立知識庫和編寫(xiě)規則的一般步驟，實(shí)際操作中應解決3個(gè)問(wèn)題，即工作方法、知識來(lái)源及如何把知識變成專(zhuān)家系統可用的規則，并使之能有效推理和獲得高的命中率。由于領(lǐng)域專(zhuān)家往往不了解對工藝的要求，而很難快速提出滿(mǎn)足構成專(zhuān)家系統所需的知識。此外，有些很熟練的操作員對處理操作問(wèn)題及故障問(wèn)題很有經(jīng)驗，但難以提出一套完整的知識。因此最好是雙方（領(lǐng)域專(zhuān)家和知識專(zhuān)家）向對方的知識靠攏，知識專(zhuān)家深入了解工藝和實(shí)際操作，提出初步知識框架，然后向領(lǐng)域專(zhuān)家請教、提出問(wèn)題，再討論、刪改與增添。知識的來(lái)源有書(shū)本和雜志有關(guān)文章、規程和手冊、有經(jīng)驗的操作員和專(zhuān)家的知識。
規則編寫(xiě)方法可先把上述知識列成表，再寫(xiě)成規則。對于平板玻璃生產(chǎn)質(zhì)量缺陷診斷，其故障有幾十種，而每種故障原因又不盡相同，難以用常規推理方法診斷。因此應用模擬專(zhuān)家診斷電機故障的方法，即分類(lèi)剔除法+常發(fā)故障排隊法+相關(guān)征兆支持法，專(zhuān)家對每種故障有多少個(gè)原因是一清二楚的，并逐一剔除無(wú)關(guān)原因，剩下就是故障原因了。例如把許多故障原因分類(lèi)為：設計原因、耐火材料原因、原料原因等，那么如果某些故障過(guò)去從未發(fā)生過(guò)，則屬于設計原因的就可剔除了，如果故障是以前沒(méi)有只是剛發(fā)生的，當然由于耐火材料放氣原因也可排除了；常發(fā)故障排隊法也是按模擬專(zhuān)家診斷故障方法，即把故障原因分等，最常發(fā)生的可信度大，很少發(fā)生的可信度??；相關(guān)征兆支持法是為提高判斷命中率而設的，即常規的推理方法。經(jīng)過(guò)上述方法后，一般故障原因只有幾個(gè)而且有不同的可信度，也就很容易準確地找出原因，加以排除。
5 結語(yǔ)
圖1 專(zhuān)家系統結構圖
一般專(zhuān)家系統開(kāi)發(fā)工具大都只包括核心部分，即知識庫、推理機等。而在實(shí)際應用中，還需軟件人員編寫(xiě)界面與專(zhuān)家系統開(kāi)發(fā)工具連接的程序，熟悉工藝的人員很難獨自應用，而不利于增添修改，因此影響專(zhuān)家系統的實(shí)用化。目前已有無(wú)需編程、可直接使用的專(zhuān)家系統開(kāi)發(fā)工具。
據此，我們選擇北京四季陽(yáng)光公司的MAES系列的MAES-JT專(zhuān)家系統開(kāi)發(fā)工具。MAES不用編程，只須在給出的界面上用中文填入征兆、結論名稱(chēng)及規則，即構成專(zhuān)家系統，但其界面形式是固定的。MAES-JT除MAES功能外，還帶有原程序例子，可自行設計界面，按例子套入接口程序即成專(zhuān)家系統。它實(shí)現的功能有：
① 無(wú)需懂得人工智能語(yǔ)言，只需不斷回答MAES-JT提問(wèn)，就能把開(kāi)發(fā)者的寶貴知識和經(jīng)驗自動(dòng)組成知識庫和專(zhuān)家系統。這樣，把構成知識庫和推理等工作由MAES-JT承擔，使開(kāi)發(fā)者能集中精力解決領(lǐng)域知識問(wèn)題。
② 有正向、反向和混合推理3種方式可供選擇，能與已有或新設數據庫（Dbase、Oracle、FoxPro、Access等以及非專(zhuān)用數據庫如Visual Basic系統軟件包括的數據庫）連接。
③ 與其它計算機語(yǔ)言（如Fortran或C等）編制的各種程序同知識庫結合，即有調用外部程序功能。
④ MAES-JT使用文件輸入、輸出作為接口，只須形成輸入文件即可進(jìn)行推理和輸出結果。同樣，只須從輸出文件取出結果，即可在用戶(hù)設計的界面上顯示。MAES-JT附有這些接口程序和樣例，用戶(hù)可直接套用。
⑤ MAES-JT附有40多條指令，包括調用外部程序、輸入、輸出、生成報告等。
⑥ MAES-JT 的知識庫是使用產(chǎn)生式規則寫(xiě)成，即If…，Then…，else…，可信度？%的形式，也可輸入數學(xué)表達式?？尚哦鹊木C合有3種方式可供選擇：0與1（是與否）系統；0與10系統；-100%~+100%系統。后者對多個(gè)規則相同結論的綜合可信度有平均法、相依法和獨立法3種方式可供選擇。
3 質(zhì)量缺陷診斷專(zhuān)家系統
北京平板玻璃集團公司在冷修時(shí)投運了新的玻璃生產(chǎn)質(zhì)量缺陷診斷專(zhuān)家系統及監控系統，它的主要技術(shù)內容是：① 良好的全線(xiàn)監控；② 配料模型化和優(yōu)化；③ 平板玻璃生產(chǎn)質(zhì)量缺陷診斷專(zhuān)家系統；④ 良好的通信使管理人員可以隨時(shí)監視主要機組生產(chǎn)的工藝參數實(shí)況。
整個(gè)系統是使用多個(gè)工控機組成，并連成網(wǎng)絡(luò )，安裝有中文Windows95、Visual Basic 5.0等系統軟件以及MAES-JT專(zhuān)家系統開(kāi)發(fā)工具。專(zhuān)家系統的缺陷診斷種類(lèi)主要有氣泡缺陷、玻璃體夾雜物缺陷、非透明體夾雜物缺陷等。診斷方式為離線(xiàn)或半在線(xiàn)。由于玻璃缺陷許多無(wú)法在線(xiàn)檢測（如氣泡顏色與條紋連接），只有目測，故采取離線(xiàn)方式，即操作員把缺陷輸入（它附有各種缺陷名稱(chēng)的界面，操作員只需用鼠標點(diǎn)擊即可）確認后，在出現的輸出界面上就有征兆（即缺陷種類(lèi)）、原因及處理方法。半在線(xiàn)是指與監控系統結合，如缺陷原因是原料配料不對，而經(jīng)檢查配料計算正確，設定正確，這種原因就自動(dòng)消除。
4 專(zhuān)家系統的知識獲取
圖2為建立知識庫和編寫(xiě)規則的一般步驟，實(shí)際操作中應解決3個(gè)問(wèn)題，即工作方法、知識來(lái)源及如何把知識變成專(zhuān)家系統可用的規則，并使之能有效推理和獲得高的命中率。由于領(lǐng)域專(zhuān)家往往不了解對工藝的要求，而很難快速提出滿(mǎn)足構成專(zhuān)家系統所需的知識。此外，有些很熟練的操作員對處理操作問(wèn)題及故障問(wèn)題很有經(jīng)驗，但難以提出一套完整的知識。因此最好是雙方（領(lǐng)域專(zhuān)家和知識專(zhuān)家）向對方的知識靠攏，知識專(zhuān)家深入了解工藝和實(shí)際操作，提出初步知識框架，然后向領(lǐng)域專(zhuān)家請教、提出問(wèn)題，再討論、刪改與增添。知識的來(lái)源有書(shū)本和雜志有關(guān)文章、規程和手冊、有經(jīng)驗的操作員和專(zhuān)家的知識。
圖2 專(zhuān)家系統知識庫建立步驟
規則編寫(xiě)方法可先把上述知識列成表，再寫(xiě)成規則。對于平板玻璃生產(chǎn)質(zhì)量缺陷診斷，其故障有幾十種，而每種故障原因又不盡相同，難以用常規推理方法診斷。因此應用模擬專(zhuān)家診斷電機故障的方法，即分類(lèi)剔除法+常發(fā)故障排隊法+相關(guān)征兆支持法，專(zhuān)家對每種故障有多少個(gè)原因是一清二楚的，并逐一剔除無(wú)關(guān)原因，剩下就是故障原因了。例如把許多故障原因分類(lèi)為：設計原因、耐火材料原因、原料原因等，那么如果某些故障過(guò)去從未發(fā)生過(guò)，則屬于設計原因的就可剔除了，如果故障是以前沒(méi)有只是剛發(fā)生的，當然由于耐火材料放氣原因也可排除了；常發(fā)故障排隊法也是按模擬專(zhuān)家診斷故障方法，即把故障原因分等，最常發(fā)生的可信度大，很少發(fā)生的可信度??；相關(guān)征兆支持法是為提高判斷命中率而設的，即常規的推理方法。經(jīng)過(guò)上述方法后，一般故障原因只有幾個(gè)而且有不同的可信度，也就很容易準確地找出原因，加以排除。
5 結語(yǔ)
本平板玻璃生產(chǎn)質(zhì)量缺陷診斷專(zhuān)家系統已于2000年6月在北京平板玻璃集團公司浮法分廠(chǎng)投運，與有經(jīng)驗專(zhuān)家的診斷符合度為95%以上，效果良好。
參考文獻：
[1] 安秋順, 馬竹梧. 專(zhuān)家系統開(kāi)發(fā)工具發(fā)展現狀及動(dòng)向. 冶金自動(dòng)化, 1995,19(2):8~11.
[2] 馬竹梧. 通用專(zhuān)家系統UNES及其應用. 冶金自動(dòng)化, 1999,23 (1):14~17.
[3] 馬竹梧, 沈標正, 于潔. 專(zhuān)家系統開(kāi)發(fā)工具及其在電機故障診斷中應用. 電工技術(shù)雜志, 1999,1:26~28.
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號