機械設備故障診斷是識別機械設備運行狀態(tài)的一門(mén)綜合性應用科學(xué)知識，是研究機械設備運行狀態(tài)的變化在診斷信息中的反映?，F代設備的結構越來(lái)越復雜，功能越來(lái)越完善，自動(dòng)化程度越來(lái)越高。但是，當設備出現故障時(shí)所帶來(lái)的影響程度也明顯增大，有時(shí)不僅僅是造成巨大的經(jīng)濟損失，往往還會(huì )帶來(lái)災難性的事故。

作為建筑的中樞神經(jīng)，家用別墅電梯起著(zhù)不可或缺的作用，家用別墅電梯作為建筑物內的主要運輸工具，像其他的交通工具一樣，已經(jīng)成為我們日常生活的一個(gè)不可缺少的組成部分。家用別墅電梯是一個(gè)光機電一體化產(chǎn)品，發(fā)生故障的情況比較復雜，故障成因、故障現象多樣化，導致故障維修定位難。本文將專(zhuān)家系統應用于電梯故障診斷技術(shù)，通過(guò)一起電梯干擾故障來(lái)講述專(zhuān)家系統工作原理，為電梯故障診斷提供了一種有效方法。

1、專(zhuān)家系統的概念

專(zhuān)家系統是一個(gè)智能計算機程序系統，其內部含有大量的某個(gè)領(lǐng)域內專(zhuān)家的知識與經(jīng)驗，能夠利用人類(lèi)專(zhuān)家的知識和解決問(wèn)題的方法來(lái)處理該領(lǐng)域問(wèn)題。也就是說(shuō)，專(zhuān)家系統是一個(gè)具有大量的專(zhuān)門(mén)知識與經(jīng)驗的程序系統，它應用人工智能技術(shù)和計算機技術(shù)，根據某領(lǐng)域一個(gè)或多個(gè)專(zhuān)家提供的知識和經(jīng)驗，進(jìn)行推理和判斷，模擬人類(lèi)專(zhuān)家的決策過(guò)程，以便解決那些需要人類(lèi)專(zhuān)家處理的復雜問(wèn)題，簡(jiǎn)而言之，專(zhuān)家系統是一種模擬人類(lèi)專(zhuān)家解決領(lǐng)域問(wèn)題的計算機程序系統。

知識庫及其管理系統：知識庫及其管理系統是專(zhuān)家系統的核心，由事實(shí)性知識和啟發(fā)性知識構成，它是專(zhuān)家系統中關(guān)于一個(gè)領(lǐng)域或特定問(wèn)題的若干專(zhuān)家知識的集合體，它可以向用戶(hù)提供超過(guò)一個(gè)專(zhuān)家的知識和經(jīng)驗。用戶(hù)可以通過(guò)改變、完善知識庫中的知識內容來(lái)提供專(zhuān)家系統的性能。

推理機：推理機是一組用來(lái)控制、協(xié)調整個(gè)專(zhuān)家系統的方法、策略的程序，它根據用戶(hù)的輸入數據，利用知識庫中的知識，按一定推理策略，求解當前的問(wèn)題，解釋用戶(hù)的請求，終推出結論。

綜合數據庫：綜合數據庫用于存儲有關(guān)領(lǐng)域問(wèn)題的事實(shí)、數據、初始狀態(tài)、推理過(guò)程的各種中間狀態(tài)及目標等，實(shí)際上，它相當于專(zhuān)業(yè)系統的工作存儲區，存放用戶(hù)回答的事實(shí)、已知的事實(shí)和由推理得到的事實(shí)。

知識獲?。褐R獲取是專(zhuān)家系統的學(xué)習功能，將專(zhuān)家的經(jīng)驗和知識轉化為計算機可利用的形式并形成知識庫，同時(shí)它修改知識庫中原有的知識，增加新的知識，實(shí)現自動(dòng)學(xué)。一個(gè)學(xué)習系統是否具有學(xué)習能力是衡量其適應性的重要標志。

解釋器：解釋器是主要來(lái)解釋專(zhuān)家系統是如何推斷結論，回答用戶(hù)的提問(wèn)，并使用了解推理過(guò)程及推理過(guò)程所運用的知識和數據。

2、電梯故障專(zhuān)家系統的建立

2.1知識的獲取

電梯故障專(zhuān)家系統知識的獲取目前主要采用電梯技術(shù)領(lǐng)域維修、安裝、調試專(zhuān)家和知識工程師相結合的人工獲取方式進(jìn)行獲取，知識的自動(dòng)獲取是專(zhuān)家系統進(jìn)一步研究的方向。我們采用工廠(chǎng)安裝、調試專(zhuān)家向知識工程師提供電梯發(fā)生故障時(shí)狀態(tài)和目前狀態(tài)的類(lèi)別以及它們之間的相互關(guān)系等領(lǐng)域知識，同時(shí)知識工程師現場(chǎng)調試獲取電梯故障信息，知識工程師對這些信息進(jìn)行分析處理，建立合適的結構和規則，終變成知識系統接受的知識表示形式，設計出專(zhuān)家知識庫，同時(shí)在實(shí)際的測試過(guò)程中，如果沒(méi)有發(fā)現適合的知識，則對知識庫進(jìn)行必要的完善，以達到真正的實(shí)用性。

2.2 知識庫的建立

電梯故障專(zhuān)家系統的知識由診斷知識構成，知識的表示采用框架表示法?？蚣芫褪潜硎緦?shí)體類(lèi)型的數結構，一個(gè)框架由一組槽組成，每個(gè)槽表示對象的一個(gè)屬性，槽的值就是對象的屬性值，一個(gè)槽可以由多個(gè)側面所組成，每個(gè)側面可以有一個(gè)或多個(gè)值。專(zhuān)家系統由兩個(gè)框架組成，一個(gè)是故障框架，一個(gè)是判斷規則框架。故障框架主要包括故障名稱(chēng)槽，確認條件槽，一個(gè)故障框架槽可對應若干個(gè)判斷規則槽；判斷規則框架主要有判斷規則正文、故障原因、解決故障的方法組成，框架容易由面向對象方法設計和實(shí)現，系統故障框架表示形式、判斷規則表示形式。

本文以一起電梯干擾故障來(lái)具體講述專(zhuān)家系統知識庫的建立流程，其故障框架、規則框架：

故障名稱(chēng)：電梯自動(dòng)呼梯

確認條件：轎廂內無(wú)乘客，操縱箱的按鈕會(huì )自動(dòng)登記2～5個(gè)呼梯信號

判斷規則:

判斷規則正文：微機板故障記錄有“17”號

故障原因：SDC與MPU通訊異常

原因置信度：0.8

處理方法：檢查微機板MPU和轎頂板SDC通訊口接線(xiàn)

判斷規則正文：更換通訊口接線(xiàn)后，自動(dòng)呼梯頻率降低

故障原因：驅動(dòng)部分對控制系統電源帶來(lái)干擾

原因置信度：0.6

處理方法：在變頻器輸入端加裝輸入濾波器

2.3 推理機的建立

推理機根據綜合數據庫中實(shí)測的故障信號，判斷故障的名稱(chēng)并決定啟動(dòng)哪種判斷規則。專(zhuān)家系統中推理方式通常有3種：從目標出發(fā)，以反向驗證的方式進(jìn)行推理；從所收集的原始數據出發(fā)，以向目標歸納的方式進(jìn)行推理；將以上兩種方式結合，以雙向混合方式進(jìn)行推理。

由于通訊線(xiàn)路、通信電源等干擾導致電梯自動(dòng)呼梯故障，我們采用深度優(yōu)先的搜索策略，利用正向端口推理和逆向目標推理相結合的方式，查找故障原因。首先根據確認條件“轎廂內無(wú)乘客，操縱箱的按鈕會(huì )自動(dòng)登記2～5個(gè)呼梯信號”，確認電梯故障名稱(chēng)為“電梯自動(dòng)呼梯”；然后比較判斷規則框架中原因置信度的大小，由于在初始條件下判斷規則框架1的原因置信度，因此選擇判斷規則框架1作為故障框架的判斷規則框架，由此判斷故障原因是否為“SDC與MPU通訊異?！?，若是則得到故障原因是由于SDC與MPU通訊異常而導致電梯不能運行，相應的處理方法是查微機板MPU和轎頂板SDC通訊口接線(xiàn)，更換通訊接線(xiàn)；若不是則表明故障不屬于判斷規則框架1所列的故障原因，此時(shí)應以判斷規則框架2作為故障框架的判斷規則框架。如此類(lèi)推，直至終找到電梯的故障原因以及處理的方法。

2.4 實(shí)時(shí)數據庫的建立

電梯故障診斷專(zhuān)家系統的實(shí)時(shí)數據庫負責采集、存儲和管理電梯運行過(guò)程中各種裝置的現場(chǎng)數據，為電梯監控、故障預測等提供數據，并能對電梯的各種故障現象、故障原因及其處理方法等進(jìn)行分析。實(shí)時(shí)數據庫存放系統處理的各種點(diǎn)(如采集點(diǎn)、計算中間變量點(diǎn)、輸出控制點(diǎn)等)的信息，如點(diǎn)索引標識(號)、點(diǎn)字符名稱(chēng)(儀表號)、說(shuō)明信息、報警管理信息、顯示用信息、轉換用信息、計算用信息等。在建立實(shí)時(shí)數據庫時(shí)首先要建立數據模型和設計各種類(lèi)型的數據結構，并將這些數據以文件形式存放在硬盤(pán)上，然后設計實(shí)時(shí)數據庫的任務(wù)管理模塊，模塊可以實(shí)現對實(shí)時(shí)數據庫操作的管理，如對庫中的記錄進(jìn)行查找和讀寫(xiě)，維護數據的完整性和一致性等。在SQL Server數據庫中創(chuàng )建知識庫和全局數據庫，及在Windows環(huán)境下用SQL Server數據庫和C++實(shí)現專(zhuān)家系統外殼。只要在SQL Server數據庫中建立不同的知識庫便可以生成不同的專(zhuān)家系統。

結束語(yǔ)

發(fā)展電梯設備狀態(tài)監測與故障診斷技術(shù)，并進(jìn)行有效、合理的實(shí)施，可以掌握電梯設備的狀態(tài)變化規律及發(fā)展趨勢，防止事故于未然，將事故消滅在萌芽；根據故障診斷的結果，提出控制故障繼續發(fā)展和消除故障的對策或措施(調整、維修、治理)；為推進(jìn)視情維修體制提供依據。管好、用好、修好”設備，不僅是保證簡(jiǎn)單再生產(chǎn)的必要條件，而且能提高企業(yè)經(jīng)濟效益，推動(dòng)國民經(jīng)濟持續、穩定、協(xié)調地發(fā)展。