基于Jess 的專家故障診斷系統(tǒng)研究

權(quán)建軍，劉克仁，張兆江

（1.蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州 730060；2.甘肅紅日自動化信息技術(shù)有限公司，甘肅蘭州 730060）

0 引言

在工業(yè)控制現(xiàn)場，變頻器使用量十分巨大。大型化工廠的一套設(shè)備，往往變頻器就需要幾十臺，設(shè)備的維保量很大。因此，迫切需要故障診斷設(shè)備，協(xié)助維保人員現(xiàn)場進行設(shè)備故障診斷?；谌斯ぶ悄艿脑O(shè)備故障專家檢測系統(tǒng)，正是為了滿足這樣的應(yīng)用需求背景。

1 基于Jess 反向鏈推理的故障診斷系統(tǒng)

選擇基于規(guī)則的、支持反向鏈推理的Jess 語言，深入研究其反向鏈推理的內(nèi)在機理，歸納總結(jié)提煉，給出Jess 反向鏈推理的聲明以及回溯規(guī)則建立的具體方法，提出基于規(guī)則的、反向鏈推理、問答式診斷專家系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的一般模式。在理論研究的基礎(chǔ)上，以常規(guī)電氣運行的故障設(shè)備為研究對象，以協(xié)助維修人員診斷設(shè)備故障為研究目標，運用計算機技術(shù)、信息技術(shù)和人工智能技術(shù)，結(jié)合企業(yè)現(xiàn)場需求，開發(fā)一套針對具體電氣運行設(shè)備的故障診斷專家系統(tǒng)，為維修人員提供參考。

基于規(guī)則的、反向鏈推理、問答式診斷專家系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的一般模式，實際應(yīng)用到電氣設(shè)備的故障診斷上，開發(fā)了故障診斷專家系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)開發(fā)平臺

Jess 是Java 平臺上的規(guī)則引擎，它是CLIPS 程序設(shè)計語言的超集，由美國Sandia 國家實驗室開發(fā)。它提供適合自動化專家系統(tǒng)的邏輯編程，常被稱作“專家系統(tǒng)的外殼”。建立開發(fā)平臺的步驟：①安裝Java 開發(fā)環(huán)境；②安裝ECLIPS 環(huán)境；③安裝Jess 開發(fā)環(huán)境。

3 故障樹和規(guī)則的建立

根據(jù)自動化設(shè)備的故障及原因建立故障樹，除了依據(jù)設(shè)備相關(guān)資料，現(xiàn)場維護人員的經(jīng)驗數(shù)據(jù)也是不可多得的一手資料。圖1 是西門子M430 變頻器的核心故障樹。依據(jù)故障樹，要建立反向推理規(guī)則，圖2 是建立反向規(guī)則的流程。

圖1 M430 變頻器部分故障樹

4 診斷系統(tǒng)的可維護性

由于故障診斷與設(shè)備維修經(jīng)驗密切相關(guān)，因此，系統(tǒng)的可升級、可添加規(guī)則很重要。需要添加的工作僅僅是再制作相對應(yīng)的故障樹和對應(yīng)規(guī)則的添加，問題模板、回答模板、GUI 界面等均不用修改，即可實現(xiàn)系統(tǒng)的擴展，故系統(tǒng)可維護、升級性極高。

圖2 反向推理規(guī)則的建立流程

5 結(jié)語

本系統(tǒng)已用于企業(yè)工作現(xiàn)場，對自動化設(shè)備的現(xiàn)場維保有極大的指導(dǎo)作用。

基金：蘭州市西固區(qū)科技局資助，文號西科發(fā)［2019］22 號。