畢設之機床廠故障診斷專家系統(tǒng)設計

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.摘要基于WEB的機床故障診斷系統(tǒng)研究的主要目的是使得用戶在機床設備發(fā)生故障后，能夠借助本系統(tǒng)快速診斷出故障的原因，找到排除故障的方法，有效的縮短因設備故障而造成的設備停機時間。同時對于機床制造商來說，可以通過故障診斷系統(tǒng)減少小故障、常見故障維修的問題，減少維修人員的出差次數(shù)，降低了售后技術(shù)支持費用，增強產(chǎn)品的市場競爭力。 本文設計并實現(xiàn)了一個基于WEB的故障診斷專家系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠提升機床廠維修人員解決問題的效率。對快速恢復生產(chǎn)有重要的作用。系統(tǒng)編程采用ja

2、va語言，適用性強，理論上能在許多終端機上運行。該系統(tǒng)能夠快速解決機床的故障問題，系統(tǒng)中分為普通用戶系統(tǒng)和管理員用戶系統(tǒng)，分別能進行不同類型的操作。論文以無錫錫開源機機床生產(chǎn)產(chǎn)的機床床為研究究對象，首首先介紹紹了故障障診斷技技術(shù)和專專家系統(tǒng)統(tǒng)的發(fā)展展歷史，列列出了該該機床廠廠常見機機床信息息和故障障類型，其其次研究究了故障障診斷專專家系統(tǒng)統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)，組成成專家系系統(tǒng)的各各個部分分成分及及其功能能，然后后設計解解決方案案，構(gòu)建建出系統(tǒng)統(tǒng)的總體體框架，最最后完成成數(shù)據(jù)庫庫的設計計，實現(xiàn)現(xiàn)系統(tǒng)的的各個功功能模塊塊。關(guān)鍵詞：專專家系統(tǒng)統(tǒng) 故故障診斷斷 機機床故障障 數(shù)數(shù)據(jù)庫 javvaAbstrrac

3、ttThe mmainn puurpoose of thee reeseaarchh off Maachiine toool ffaullt ddiaggnossis sysstemm baasedd onn WEEB iis tto mmakee thhe uuserr off thhe mmachhinee toool equuipmmentt caan qquiccklyy diiagnnosee thhe ffaullt rreassonss whhen macchinne ttooll gooes wroong. Annd tthe useer ccan findd a wayy t

4、oo soolvee thhe ffaullts, thrrouggh tthe sysstemmwe caan eeffeectiive shoorteen eequiipmeents dowwntiime duee too eqquippmennt ffaullts. Forr maachiine toool mmanuufaccturrerss, ttheyy caan rreduuce manny ssmalll aand eassy ffaullts duee too exxperrt ddiaggnossis sysstemm, aalsoo thhey cann reduuce

5、thee nuumbeer oof mmainntennancce peooplee, rreduuce thee affterr-saale tecchniicall suuppoort cossts, thhe ssysttem cann immproove thee coompeetittiveenesss oof pprodductts.This papper dessignned aand reaalizzed aa faaultt diiagnnosiis eexpeert sysstemm baasedd onn WEEB sservvicees, thee syysteem c

6、can impprovve tthe effficiienccy oof ssolvvingg maachiine toools prrobllemss. AAnd hass ann immporrtannt eeffeect to quiicklly rresttoree prroduuctiion. Thhis sysstemm usses thee Jaava lannguaage, soo itt caan rrun on manny ttermminaals in theeoryy. Thee syysteem ccan quiicklly ssolvve tthe prooblee

7、m oof mmalffuncctioon oof tthe macchinne ttoolls. Thee syysteem iis ddiviidedd innto orddinaary useers annd aadmiinisstraatorr useers, thhey cann goo foor ddifffereent typpes of opeerattionns.This papper is bassed on wuuxi kaiiyuaan HYPERLINK app:ds:machine%20tool%20plant macchinne ttooll plaant, at

8、 firrst itt iintrroduucess thhe ddeveeloppmennt hhisttoryy off faaultt diiagnnosiis ttechhnollogyy annd eexpeert sysstemm, llistts tthe commmonn maachiine toools infformmatiion andd faaultt tyypess, tthenn wee sttudyy thhe sstruuctuure of fauult diaagnoosiss exxperrt ssysttem , diiffeerennt ppartts

9、oof tthe exppertt syysteem aand theeir funnctiionss, att laast we dessignn thhe ssoluutioons of thee syysteem aand buiild thee syysteemss frrameeworrk, finnallly we commpleetedd thhe ddesiign of thee daatabbasee, aand reaalizzes eacch ffuncction of thee moodulle iin tthe sysstemm.Key wwordd: fauult

10、diaagnoosiss; eexpeert sysstemm; mmachhinee toool fauultss; ddataabasse; javva llangguagge; 目 錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc357519455 前言 PAGEREF _Toc357519455 h 1 HYPERLINK l _Toc357519456 第一章 緒論 PAGEREF _Toc357519456 h 2 HYPERLINK l _Toc357519457 1.1 故故障診斷斷技術(shù)現(xiàn)現(xiàn)狀、發(fā)發(fā)展及分分類 PAGEREF _Toc357519457 h 2

11、 HYPERLINK l _Toc357519458 1.1.11故障診診斷技術(shù)術(shù)發(fā)展的的過程 PAGEREF _Toc357519458 h 2 HYPERLINK l _Toc357519459 1.1.22故障診診斷技術(shù)術(shù)發(fā)展現(xiàn)現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc357519459 h 3 HYPERLINK l _Toc357519460 1.1.33故障診診斷方法法按診斷斷方法的的原理可可以分為為： PAGEREF _Toc357519460 h 3 HYPERLINK l _Toc357519461 1.2專家家系統(tǒng)的的發(fā)展 PAGEREF _Toc357519461 h 4 HYPER

12、LINK l _Toc357519462 1.3國內(nèi)內(nèi)外研究究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc357519462 h 5 HYPERLINK l _Toc357519463 1.4課題題的研究究意義和和研究內(nèi)內(nèi)容 PAGEREF _Toc357519463 h 5 HYPERLINK l _Toc357519464 1.4.11本課題題研究意意義 PAGEREF _Toc357519464 h 5 HYPERLINK l _Toc357519465 1.4.33本課題題研究的的內(nèi)容 PAGEREF _Toc357519465 h 6 HYPERLINK l _Toc357519466 1.5本文

13、文結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc357519466 h 6 HYPERLINK l _Toc357519467 第二章無錫錫開源機機床廠機機床的類類型及常常見故障障 PAGEREF _Toc357519467 h 7 HYPERLINK l _Toc357519468 2.1開源源機床廠廠常見的的機床 PAGEREF _Toc357519468 h 7 HYPERLINK l _Toc357519469 2.2機床床常見故故障 PAGEREF _Toc357519469 h 7 HYPERLINK l _Toc357519470 2.211按發(fā)生生故障部部位 PAGEREF _Toc35751

14、9470 h 7 HYPERLINK l _Toc357519471 2.222按故障障發(fā)生頻頻率 PAGEREF _Toc357519471 h 7 HYPERLINK l _Toc357519472 2.2.33按發(fā)生生的故障障性質(zhì)分分類 PAGEREF _Toc357519472 h 7 HYPERLINK l _Toc357519473 2.244無錫開開源機床床廠機床床故障 PAGEREF _Toc357519473 h 7 HYPERLINK l _Toc357519474 第三章故障障診斷專專家系統(tǒng)統(tǒng)總體設設計架構(gòu)構(gòu) PAGEREF _Toc357519474 h 7 HYPER

15、LINK l _Toc357519475 3.1系統(tǒng)統(tǒng)的總設設計思想想 PAGEREF _Toc357519475 h 7 HYPERLINK l _Toc357519476 3.1.11專家系系統(tǒng)的結(jié)結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc357519476 h 7 HYPERLINK l _Toc357519477 31.22故障診診斷專家家系統(tǒng)的的優(yōu)點 PAGEREF _Toc357519477 h 7 HYPERLINK l _Toc357519478 3133專家系系統(tǒng)的建建立步驟驟 PAGEREF _Toc357519478 h 7 HYPERLINK l _Toc357519479 3.2

16、系統(tǒng)統(tǒng)的總體體設計 PAGEREF _Toc357519479 h 7 HYPERLINK l _Toc357519480 32.11系統(tǒng)的的功能結(jié)構(gòu)構(gòu)圖和流流程圖 PAGEREF _Toc357519480 h 7 HYPERLINK l _Toc357519481 第四章jaava語語言的簡簡介 PAGEREF _Toc357519481 h 7 HYPERLINK l _Toc357519482 4.1組成成 PAGEREF _Toc357519482 h 7 HYPERLINK l _Toc357519483 4.2優(yōu)勢勢 PAGEREF _Toc357519483 h 7 HYPER

17、LINK l _Toc357519484 4.3語言言特點 PAGEREF _Toc357519484 h 7 HYPERLINK l _Toc357519485 第五章 數(shù)數(shù)據(jù)庫設設計 PAGEREF _Toc357519485 h 7 HYPERLINK l _Toc357519486 5.1數(shù)據(jù)據(jù)庫環(huán)境境的建立立 PAGEREF _Toc357519486 h 7 HYPERLINK l _Toc357519487 5.1.11安裝myySQLL數(shù)據(jù)庫庫 PAGEREF _Toc357519487 h 7 HYPERLINK l _Toc357519488 5.1.22安裝myySQLL

18、管理軟軟件Naaviccat forr myySQLL PAGEREF _Toc357519488 h 7 HYPERLINK l _Toc357519489 5.2數(shù)據(jù)據(jù)庫需求求分析 PAGEREF _Toc357519489 h 7 HYPERLINK l _Toc357519490 5.2.11本系統(tǒng)統(tǒng)的用戶戶分為管管理員用用戶和普普通用戶戶 PAGEREF _Toc357519490 h 7 HYPERLINK l _Toc357519491 5.2.22數(shù)據(jù)庫庫概念結(jié)結(jié)構(gòu)設計計 PAGEREF _Toc357519491 h 7 HYPERLINK l _Toc357519492 第

19、六章 系系統(tǒng)操作作界面設設計與實實現(xiàn) PAGEREF _Toc357519492 h 7 HYPERLINK l _Toc357519493 61登錄錄模塊設設計與實實現(xiàn) PAGEREF _Toc357519493 h 7 HYPERLINK l _Toc357519494 6.2普通通用戶操操作模塊塊設計與與實現(xiàn) PAGEREF _Toc357519494 h 7 HYPERLINK l _Toc357519495 6.3管理理用戶操操作模塊塊設計與與實現(xiàn) PAGEREF _Toc357519495 h 7 HYPERLINK l _Toc357519496 第七章 系系統(tǒng)實現(xiàn)現(xiàn)的若干干問題

20、解解決 PAGEREF _Toc357519496 h 7 HYPERLINK l _Toc357519497 7.1添加加strrutss包實現(xiàn)現(xiàn)動態(tài)aactiion動動作。 PAGEREF _Toc357519497 h 7 HYPERLINK l _Toc357519498 7.1.11strrutss PAGEREF _Toc357519498 h 7 HYPERLINK l _Toc357519499 7.1.22 歷史史庫添加加機床故故障歷史史信息實實例： PAGEREF _Toc357519499 h 7 HYPERLINK l _Toc357519500 7.2管理理員和普普通

21、用戶戶分別在在兩種不不同的界界面登錄錄： PAGEREF _Toc357519500 h 7 HYPERLINK l _Toc357519501 第八章 結(jié)結(jié)論與展展望 PAGEREF _Toc357519501 h 7 HYPERLINK l _Toc357519502 8.1論文文總結(jié) PAGEREF _Toc357519502 h 7 HYPERLINK l _Toc357519503 8.2課題題展望 PAGEREF _Toc357519503 h 7 HYPERLINK l _Toc357519504 參考文獻 PAGEREF _Toc357519504 h 7 HYPERLINK

22、l _Toc357519505 致謝 PAGEREF _Toc357519505 h 7前言 專家家系統(tǒng)能能夠匯集集和管理理來自不不同渠道道、學科科和眾多多專家的的經(jīng)驗，適適和用來來解決大大量知識識和經(jīng)驗驗才能解解決的問問題。目目前，專專家系統(tǒng)統(tǒng)在各行行各業(yè)運運用的非非常良好好，本文文研究機機床故障障方面的的專家系系統(tǒng)。通過研究故故障診斷斷專家系系統(tǒng)的設設計方法法，采用用myeecliispsse開發(fā)發(fā)工具，使使用Naaviccat forr MyySQLL來連接接管理數(shù)數(shù)據(jù)庫，設設計開發(fā)發(fā)出基于于WEBB的故障障診斷專專家系統(tǒng)統(tǒng)。通過過不同的的用戶，設設置了不不同的登登錄界面面，普通通用戶可

23、可以實現(xiàn)現(xiàn)故障的的查詢，翻翻閱機床床故障歷歷史紀錄錄，管理理員用戶戶可以實實現(xiàn)知識識庫、歷歷史庫等等信息的的增加、刪刪除、查查詢。本系統(tǒng)側(cè)重重的功能能是故障障查詢模模塊，所所以不涉涉及員工工信息管管理等模模塊，該該系統(tǒng)能能提供故故障查詢詢，機床歷歷史故障障信息查查詢等功功能。并并能對知知識庫部部分進行行有效的的管理，保保證軟件件的能夠夠與時俱俱進。由于本課題題研究的的是機床床廠故障障診斷，所以有必要介紹一下故障診斷這門技術(shù)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，而課題研究的內(nèi)容是機床廠故障診斷專家系統(tǒng)，所以在開篇部分分別從故障診斷技術(shù)的發(fā)展和專家系統(tǒng)的發(fā)展兩個方面來分析。 第一章 緒論1.1 故故障診斷斷技術(shù)現(xiàn)現(xiàn)狀

24、、發(fā)發(fā)展及分分類1.1.11故障診診斷技術(shù)術(shù)發(fā)展的的過程故障診斷技技術(shù)是現(xiàn)現(xiàn)代生產(chǎn)產(chǎn)發(fā)展的的產(chǎn)物，早早在200世紀660年代代末，美美國國家家宇航局局（NAASA）就就創(chuàng)立了了美國機機械故障障預防小小組MFFPG（MMachhineery Fauult Preevenntioon GGrouup）。其其后，由由于診斷斷技術(shù)應應用所產(chǎn)產(chǎn)生的巨巨大的經(jīng)經(jīng)濟效益益，從而而得到快快速的發(fā)發(fā)展。如如美國BBechhtell電力公公司開發(fā)發(fā)了火電電廠機械械設備診診斷用專專家系統(tǒng)統(tǒng)（SCCOPEE，19987）；美國RRadiial公公司也在在此時開開發(fā)了汽汽輪發(fā)電電機組振振動診斷斷用的專專家系統(tǒng)統(tǒng)（Tuu

25、rboomacc 19987）；美國西西屋電氣氣公司(WHEEC)首首先將網(wǎng)網(wǎng)絡技術(shù)術(shù)應用于于汽輪故故障診斷斷，建立立故障診診斷中心心，將分分布在各各地電站站的多臺臺機組實實行遠程程診斷；美國BBenttly公公司對旋旋轉(zhuǎn)機械械故障診診斷及傳傳感器的的研究都都進行了了比較深深入的研研究。當故障診斷斷技術(shù)在在美國迅迅速發(fā)展展的同時時，在西西歐國家家也得到到了相應應的發(fā)展展。英國國在19971年年成立了了機械保保健中心心（Meechaaniccal Heaalthh Moonittoriing）,促進進了各類類機械工工廠機械械設備性性能檢測測和維修修水平的的提高；法國電電力部門門從19978年年起

26、就在在汽輪發(fā)發(fā)電機組組上安裝裝了振動動監(jiān)測裝裝置，220世紀紀90年年代又提提出了監(jiān)監(jiān)測與振振動支援援站的設設想；還還有瑞士士的ABBB公司司、德國國的西門門子公司司、丹麥麥的B&K公司司等都開開發(fā)了有有關(guān)診斷斷系統(tǒng)及及信號監(jiān)監(jiān)測裝置置。在亞洲，日日本針對對汽輪發(fā)發(fā)電機組組壽命監(jiān)監(jiān)測和故故障診斷斷進行了了很多研研究，119877年東芝芝電氣公公司開發(fā)發(fā)了大功功率汽輪輪機軸系系診斷系系統(tǒng)，220世紀紀90年年代又開開發(fā)了機機器壽命命診斷的的專家系系統(tǒng)；日日立公司司于19982年年開發(fā)了了汽輪組組壽命診診斷裝置置，并逐逐步形成成了一套套完整的的機器壽壽命診斷斷方法；三菱公公司在220世紀紀80年年

27、代也研研制了能能自動進進行異常常征兆監(jiān)監(jiān)測并能能診斷其其原因的的診斷系系統(tǒng)11。由上述分析析可知，各各國家有有關(guān)故障障診斷技技術(shù)的研研究和診診斷系統(tǒng)統(tǒng)的研制制大多是是從汽輪輪發(fā)電機機開始，其其原因：1）電電力系統(tǒng)統(tǒng)對國民民經(jīng)濟建建設和人人民生活活均十分分重要，影影響面廣廣；2）在在連續(xù)生生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)中，發(fā)發(fā)電機、空空氣壓縮縮機都是是動力源源，如果果一臺機機組產(chǎn)生生故障，不不僅影響響其本身身效率的的發(fā)揮，還還會影響響整個生生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)的正常常運行；3）汽汽輪發(fā)電電機組的的生產(chǎn)過過程是連連續(xù)的旋旋轉(zhuǎn)過程程，振動動信號拾拾取和信信號處理理的處理理的方法法相對其其他方法法而言比比較成熟熟，在生生產(chǎn)條件件下

28、容易易實現(xiàn)。1.1.22故障診診斷技術(shù)術(shù)發(fā)展現(xiàn)現(xiàn)狀近十年來，國國內(nèi)外故故障診斷斷方法與與技術(shù)的的發(fā)展主主要集中中在三個個方面，一一是故障障診斷策策略與模模式的研研究，如如分布式式監(jiān)測診診斷模式式、基于于intternnet的的遠程分分布式監(jiān)監(jiān)測診斷斷模式等等；二是是智能診診斷方法法與技術(shù)術(shù)的研究究，如基基于行為為的神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)絡診診斷方法法、基于于多智能能體（即即多代理理）的診診斷方法法等；三三是故障障特征分分析與特特征量提提取的研研究，如如小波分分析和時時頻分析析方法的的應用2。1.1.33故障診診斷方法法按診斷斷方法的的原理可可以分為為1).頻域域診斷法法 應用用頻譜分分析技術(shù)術(shù)，根據(jù)據(jù)頻譜特

29、特征變化化，判別別機器的的運行狀狀態(tài)及故故障形成成的原因因。2).時域域分析法法 應用用時間序序列模型型及有關(guān)關(guān)的特性性函數(shù)，判判別機器器工況狀狀態(tài)的變變化。3).統(tǒng)計計分析法法 應應用概率率統(tǒng)計模模型及其其有關(guān)的的特性函函數(shù)，實實現(xiàn)機器器的工況況狀態(tài)監(jiān)監(jiān)視與故故障診斷斷。4).非平平穩(wěn)信號號分析法法 機機械設備備的測試試信號常常常是非非平穩(wěn)的的，可應應用Wiigneer分部部、小變變換和時時頻分析析等方法法進行研研究并提提取特征征量，判判別故障障性質(zhì)。5).信息息理論分分析法 應用用基于信信息理論論建立的的某些特特性函數(shù)數(shù)，如KKulll-baack信信息數(shù)、JJ散度等等機器運運行過程程中的

30、變變化，進進行機器器的工況況狀態(tài)分分析與故故障診斷斷。6).人工工智能方方法 如如模式識識別、人人工神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)絡、專專家系統(tǒng)統(tǒng)等。由由于人工工智能技技術(shù)的發(fā)發(fā)展而提提出來的的診斷方方法。隨隨著計算算機和網(wǎng)網(wǎng)絡技術(shù)術(shù)的發(fā)展展，分布布式人工工智能方方法的提提出，近近年來又又提出多多代理協(xié)協(xié)作診斷斷方法等等2。1.2專家家系統(tǒng)的的發(fā)展專家系統(tǒng)是是一個智智能計算算機程序序系統(tǒng)，其其內(nèi)部含含有大量量的某個個領域?qū)＜宜狡降闹R識與經(jīng)驗驗，能夠夠利用人人類專家家的知識識和解決決問題的的方法來來處理該該領域問問題。也也就是說說，專家家系統(tǒng)是是一個具具有大量量的專門門知識與與經(jīng)驗的的程序系系統(tǒng)，它它應用人人工

31、智能能技術(shù)和和計算機機技術(shù)，根根據(jù)某領領域一個個或多個個專家提提供的知知識和經(jīng)經(jīng)驗，進進行推理理和判斷斷，模擬擬人類專專家的決決策過程程，以便便解決那那些需要要人類專專家處理理的復雜雜問題，專專家系統(tǒng)統(tǒng)是一種種模擬人人類專家家解決領領域問題題的計算算機程序序系統(tǒng)2。1965年年，f.a.費費根 HYPERLINK /view/977531.htm 鮑姆姆等人在在總結(jié)通通用 HYPERLINK /view/1099373.htm 問題題求解系系統(tǒng)的成成功與失失敗經(jīng)驗驗的基礎礎上，結(jié)結(jié)合化學學領域的的專門知知識，研研制了世世界上第第一個專專家系ddenddrall，可以以推斷化化學分子子結(jié)構(gòu)。22

32、0多年年來， HYPERLINK /view/133344.htm 知知識工程程的研究究，專家家系統(tǒng)的的理論和和技術(shù)不不斷發(fā)展展，應用用滲透到到幾乎各各個領域域，包括括化學、 HYPERLINK /view/1284.htm 數(shù)學、物理、生物、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)、 HYPERLINK /view/94182.htm 氣象、 HYPERLINK /view/797079.htm 地質(zhì)勘探、軍事、工程技術(shù)、法律、商業(yè)、 HYPERLINK /view/771927.htm 空間技術(shù)、自動控制、計算機設計和制造等眾多領域，開發(fā)了幾千個的專家系統(tǒng)，其中不少在功能上已達到，甚至超過同領域中人類專家的水平，并在實

33、際應用中產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益3。專家系統(tǒng)的的發(fā)展已已經(jīng)歷了了3個階階段，正正向第四四代過渡渡和發(fā)展展。第一一代專家家系統(tǒng)（ddenddrall、maacsyyma等等）以高高度專業(yè)業(yè)化、求求解專門門問題的的能力強強為特點點。但在在 HYPERLINK /view/1188494.htm 體系結(jié)結(jié)構(gòu)的完完整性、可可移植性性等方面面存在缺缺陷，求求解問題題的能力力弱。第第二代專專家系統(tǒng)統(tǒng)（myycinn、caasneet、pprosspecctorr、heearssay等等）屬單單學科專專業(yè)型、應應用型系系統(tǒng)，其其體系結(jié)結(jié)構(gòu)較完完整，移移植性方方面也有有所改善善，而且且在系統(tǒng)統(tǒng)的人機機接口、解解釋

34、機制制、知識識獲取技技術(shù)、不不確定 HYPERLINK /view/105591.htm 推推理技術(shù)術(shù)、增強強專家系系統(tǒng)的 HYPERLINK /view/554826.htm 知知識表示示和推理理方法的的啟發(fā)性性、通用用性等方方面都有有所改進進。第三三代專家家系統(tǒng)屬屬多學科科綜合型型系統(tǒng)，采采用多種種 HYPERLINK /view/643415.htm 人工智智能語言言，綜合合采用各各種知識識表示方方法和多多種 HYPERLINK /view/8000.htm 推理理機制及及控制策策略，并并開始運運用各種種知識工工程語言言、骨架架系統(tǒng)及及 HYPERLINK /view/444153.ht

35、m 專家系系統(tǒng)開發(fā)發(fā)工具和和環(huán)境來來研制大大型綜合合專家系系統(tǒng)。在在總結(jié)前前三代專專家系統(tǒng)統(tǒng)的設計計方法和和實現(xiàn)技技術(shù)的基基礎上，已已開始采采用大型型多專家家協(xié)作系系統(tǒng)、多多種知識識表示、綜綜合 HYPERLINK /view/7976.htm 知識識庫、自自組織解解題機制制、多學學科協(xié)同同解題與與并行 HYPERLINK /view/105591.htm 推推理、專專家系統(tǒng)統(tǒng)工具與與環(huán)境、 HYPERLINK /view/19743.htm 人工神經(jīng)網(wǎng)絡知識獲取及學習機制等最新 HYPERLINK /view/4313119.htm 人工智能技術(shù)來實現(xiàn)具有多知識庫、多主體的第四代專家系統(tǒng)3。

36、1.3國內(nèi)內(nèi)外研究究現(xiàn)狀近十年來，無無論在理理論上還還是在系系統(tǒng)開發(fā)發(fā)方面，故故障診斷斷專家系系統(tǒng)的研研究工作作都有了了較大的的發(fā)展。最最初人們們研制出出來的專專家系統(tǒng)統(tǒng)，幾乎乎都只能能用于實實驗室，有有些系統(tǒng)統(tǒng)只是到到了近幾幾年才在在性能上上有所擴擴展，并并有效的的應用到到實際中中。認識識到這一一點后，人人工智能能領域和和工程領領域的研研究人員員轉(zhuǎn)而降降低研究究對象的的復雜程程度，去去研制一一些基礎礎問題和和簡單系系統(tǒng)及復復合系統(tǒng)統(tǒng)的診斷斷專家系系統(tǒng)。隨隨著各種種技術(shù)儲儲備的增增加，人人們最終終會開發(fā)發(fā)出能直直接為工工程領域域服務的的高性能能的故障障診斷專專家系統(tǒng)統(tǒng)。我國對專家家系統(tǒng)的的研究

37、開開發(fā)起步步較晚，大大約開始始于七十十年代末末，但其其發(fā)展速速度是比比較快的的。八十十年代初初，我國國專家系系統(tǒng)研究究從最初初的醫(yī)療療農(nóng)業(yè)領領域，逐逐步滲透透到交通通領域、地地質(zhì)勘探探、氣象象預報等等領域，到到了八十十年代中中期，我我國專家家系統(tǒng)的的應用領領域迅速速擴大，在在數(shù)學、物物理、化化學、工工程、機機械、經(jīng)經(jīng)濟、教教育、軍軍事等領領域先后后有一批批專家系系統(tǒng)問世世。隨著著數(shù)控機機床的廣廣泛應用用，其故故障診斷斷專家系系統(tǒng)的研研制開發(fā)發(fā)越來越越受到人人們的普普遍重視視4。1.4課題題的研究究意義和和研究內(nèi)內(nèi)容1.4.11本課題題研究意意義我國企業(yè)現(xiàn)現(xiàn)有數(shù)控控設備的的利用率率和完好好率普遍

38、遍偏低，除除了由于于普遍存存在的生生產(chǎn)任務務不足的的原因外外，維修修力量不不夠和編編程能力力不夠成成為開工工不足的的主要原原因，分分別占334.88%和117.66%。影影響數(shù)控控設備的的完好率率的主要要原因是是維修力力量不足足，占442.55%55?；赪EBB的機床床故障診診斷系統(tǒng)統(tǒng)研究的的主要目目的是使使得用戶戶在機床床設備發(fā)發(fā)生故障障后，能能夠借助助本系統(tǒng)統(tǒng)快速診診斷出故故障的原原因，找找到排除除故障的的方法，有有效的縮縮短因設設備故障障而造成成的設備備停機時時間。同同時對于于無錫機機床制造造商來說說，可以以通過使使用本系系統(tǒng)減少少小故障障、常見見故障維維修問題題，減少少維修人人員的出

39、出差次數(shù)數(shù)，降低低了售后后技術(shù)支支持費用用，增強強產(chǎn)品的的市場競競爭力。1.4.33本課題題研究的的內(nèi)容1.討論了了世界先先進的故故障診斷斷技術(shù)及及專家系系統(tǒng)的發(fā)發(fā)展趨勢勢，研究究無錫開開源機床床廠的故故障類型型，并以以故障樹樹的方式式表現(xiàn)出出來。2運用NNaviicatt foor SSQL 建立系系統(tǒng)信息息的數(shù)據(jù)據(jù)庫。3.在MyyEcllipsse中編編寫程序序，設計計出普通通用戶登登錄模塊塊、管理理員登錄錄模塊、歷歷史庫管管理模塊塊、知識識庫管理理模塊、故故障查詢詢模塊等等。4在設計計的網(wǎng)頁頁上進行行各種操操作，實實現(xiàn)用戶戶對各種種故障進進行查詢詢，管理理員同時時能夠?qū)v史庫庫和知識識

40、庫的管管理。5.定期對對系統(tǒng)進進行相關(guān)關(guān)問題檢檢測，并并提出改改善改進進。1.5本文文結(jié)構(gòu)全文共分八八部分：第一章：緒緒論 本章章介紹了了故障診診斷技術(shù)術(shù)發(fā)展歷歷史及現(xiàn)現(xiàn)狀，然然后引出出專家系系統(tǒng)的發(fā)發(fā)展歷史史，研究究了國內(nèi)內(nèi)外專家家系統(tǒng)的的發(fā)展狀狀況，介介紹了課課題來源源，研究究內(nèi)容和和意義。第二章：無無錫開源源機床廠廠機床的的類型及及常見故故障 本章章介紹了無無錫開源源機床廠廠的機床床類型，研研究了故故障的類類型，并并用故障障樹的方方法分析析歸納出出來。第三章：故故障診斷斷專家系系統(tǒng)總體體設計架架構(gòu) 分析故故障診斷斷專家系系統(tǒng)的總總體設計計框架，從從潛在客客戶需求求入手，分分析出系系統(tǒng)各個

41、個模塊的的功能的的結(jié)構(gòu)圖圖，并畫畫用戶流流程圖。第四章：jjavaa語言的的簡介 本本章介紹紹了jaava語語言的特特點及其其優(yōu)勢。第五章：數(shù)數(shù)據(jù)庫設設計 本章介介紹本論論文采用用的MyySQLL數(shù)據(jù)庫庫，構(gòu)建建了本系系統(tǒng)的EE-R圖圖模型，并并根據(jù)EE-R圖圖導入數(shù)數(shù)據(jù)表格格。第六章：系系統(tǒng)操作作界面設設計與實實現(xiàn) 本章顯顯示本系系統(tǒng)運行行的界面面，分別別進行管管理員用用戶和普普通用戶戶的操作作，管理理員能夠夠?qū)χR識庫、歷歷史庫等等進行增增加、刪刪除、修修改等操操作，普普通用戶戶可以查查詢故障障原因，查查詢機床床的故障障歷史。第七章：系系統(tǒng)采用用的若干干技術(shù) 本章章介紹了了strrutss

42、技術(shù)，如如何實現(xiàn)現(xiàn)增加、刪刪除等操操作，以以及不同同用戶的的登錄問問題。第八章：結(jié)結(jié)論與展展望 總結(jié)本本論文研研究成果果，對論論文相關(guān)關(guān)方面提提出一些些設想。第二章無錫錫開源機機床廠機機床的類類型及常常見故障障2.1開源源機床廠廠常見的的機床該公司主要要生產(chǎn)的的類型主主要是數(shù)數(shù)控磨床床，在數(shù)數(shù)控磨床床方面的的技術(shù)比比較先進進，該公公司的生生產(chǎn)的機機床類型型如下：數(shù)控無心磨磨床MKKS1001000 HYPERLINK /product-detail/142/142489.html o WX1010型針閥自動無心磨床 WX110100型針閥閥自動無無心磨床床 HYPERLINK /product

43、-detail/142/142491.html o WX1013型芯軸溝道無心磨床 WX110133型芯軸軸溝道無無心磨床床 HYPERLINK /product-detail/140/140065.html o MK2115數(shù)控內(nèi)圓磨床 MK221155數(shù)控內(nèi)內(nèi)圓磨床床 HYPERLINK /product-detail/140/140062.html o M2116數(shù)控內(nèi)圓磨床 M21116數(shù)數(shù)控內(nèi)圓圓磨床 HYPERLINK /product-detail/142/142485.html o WX1012型連桿專用無心磨床 WX110122型連桿桿專用無無心磨床床 HYPERLINK /

44、product-detail/142/142488.html o WX1016型氣門桿無心磨床 WX110166型氣門門桿無心心磨床 HYPERLINK /product-detail/0/709.html o 數(shù)控內(nèi)外圓復合磨床MK2710 數(shù)控內(nèi)內(nèi)外圓復復合磨床床MK227100MK111500/1型型寬砂輪輪無心磨磨床MK111500/3型型數(shù)控寬寬沙輪無無心磨床床MK1112000/11型寬砂砂輪無心心磨床 HYPERLINK /product-detail/141/141517.html o WX1010型針閥自動無心磨床 WX110100型針閥閥自動無無心磨床床 HYPERLINK

45、 /product-detail/141/141520.html o WX1012型連桿專用無心磨床 WX110122型連桿桿專用無無心磨床床 HYPERLINK /product-detail/141/141523.html o WX1016型氣門桿無心磨床 WX110166型氣門門桿無心心磨床 HYPERLINK /product-detail/140/140063.html o MGD2110B高精度內(nèi)圓磨床 MGDD21110B高高精度內(nèi)內(nèi)圓磨床床 HYPERLINK /product-detail/140/140064.html o MB2120半自動內(nèi)圓磨床 MB221200半自動

46、動內(nèi)圓磨磨床 HYPERLINK /product-detail/140/140066.html o MK2120B數(shù)控內(nèi)圓磨床 MK221200B數(shù)控控內(nèi)圓磨磨床 HYPERLINK /product-detail/140/140067.html o MK28100數(shù)控立式內(nèi)圓磨床 MK2281000數(shù)控控立式內(nèi)內(nèi)圓磨床床2.2機床床常見故故障隨著現(xiàn)代社社會的發(fā)發(fā)展進步步，機床床的功能能結(jié)構(gòu)越越來復雜雜，所出出現(xiàn)的故故障類型型也是多多種多樣樣，對這這些故障障類型進行合合理的分分類有助助于我們們解決機機床的故故障。2.211按發(fā)生生故障部部位機床發(fā)生故故障部位位通常分分為機械械系統(tǒng)故故障、電電

47、氣系統(tǒng)統(tǒng)故障、液液壓/氣氣動系統(tǒng)統(tǒng)故障。電氣系統(tǒng)故故障又可可分為強強電線路路故障與與數(shù)控系系統(tǒng)故障障。強電電線路故故障一般般是由各各種繼電電器、接接觸器線線路故障障與保護護線路及及各種傳傳感器故故障造成成的;數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)故障主主要是由由于其硬硬件和軟軟件故障障形成的的。機械系統(tǒng)故故障表現(xiàn)現(xiàn)在運動動失效和和精度超超差兩個個方面。運運動失效效大多是是減速箱箱、絲杠杠螺母副副、導軌軌副等故故障造成成的;而而精度超超差又可可分為幾幾何精度度超差、傳傳動精度度超差、運運動精度度超差和和位置精精度超差差。液壓/氣動動系統(tǒng)故故障的出出現(xiàn)一般般是由機機械電氣氣引起的的故障、液液壓/氣氣動傳動動與控制制故障造造

48、成的。液液壓傳動動與控制制故障又又可體現(xiàn)現(xiàn)在驅(qū)動動部分的的故障、執(zhí)執(zhí)行部分分的故障障、控制制部分的的故障和和輔助部部分的故故障等5。2.222按故障障發(fā)生頻頻率數(shù)控機床的的故障發(fā)發(fā)生頻率率在其使使用期內(nèi)內(nèi)是不相相同的。由由于機床床在運行行中有一一種固有有的特性性曲線叫叫“浴盆曲曲線”6，如圖2-1所示示。因此也也可將故故障類型型分為初初期故障障、偶發(fā)發(fā)故障和和磨損故故障。圖2-1設設備使用用失效的的“浴盆曲曲線”使用初由于于機床各各部位需需要磨合合，操作作人員也也要熟悉悉機床而而故障失失效率高高一點，中中期機床床趨于穩(wěn)穩(wěn)定，因因故障而而發(fā)生的的失效率率低，超超過損耗耗失效期期后，機機床各個個部

49、位老老化退化化，因而而故障概概失效率率又增加加。初期故障是是設備使使用初期期的故障障，故障障頻率較較高，一一般無規(guī)規(guī)律可循循。在這這個時期期，電氣氣、液壓壓和氣動動系統(tǒng)故故障頻率率約占整整個初始始故障的的90%6，為此此，要加加強對機機床的檢檢測，勤勤記錄，定定期對機機床進行行機電調(diào)調(diào)整，以以保證設設備各種種運行參參數(shù)處于于技術(shù)規(guī)規(guī)范之內(nèi)內(nèi)。偶發(fā)故障是是在正常常運轉(zhuǎn)階階段，由由于操作作和維護護不良而而造成的的。此時時，各類類元器件件器質(zhì)性性的故障障較為少少見，但但不排除除偶發(fā)故故障的產(chǎn)產(chǎn)生，所所以，在在這個時時期內(nèi)要要堅持做做好設備備運行記記錄，以以備排除除故障時時參考。磨損故障是是由于年年久

50、失修修和磨損損而產(chǎn)生生的故障障，故障障頻率較較高，故故障性質(zhì)質(zhì)屬于漸漸發(fā)性。例例如橡膠膠件的老老化，軸軸襯和液液壓缸的的磨損，限限位開關(guān)關(guān)接觸靈靈敏度以以及某些些電子元元器件品品質(zhì)因素素下降等等。2.2.33按發(fā)生生的故障障性質(zhì)分分類按性質(zhì)可分分為系統(tǒng)統(tǒng)性故障障和隨機機性故障障。系統(tǒng)統(tǒng)性故障障通常是是指只要要滿足一一定的條條件或超超過某一一設定的的限度，工工作中的的數(shù)控機機床必然然會發(fā)生生的故障障。如:機床加加工因切切削量過過大達到到某一極極限值時時必然會會發(fā)生過過載或超超溫報警警。隨機性故障障通常是是指數(shù)控控機床在在同樣的的條件下下工作時時只偶然然發(fā)生一一次或兩兩次的故故障。這這類故障障的發(fā)

51、生生往往與與安裝質(zhì)質(zhì)量、組組件排列列、參數(shù)數(shù)設定、元元器件品品質(zhì)、操操作失誤誤與維護護不當，以以及工作作環(huán)境影影響等諸諸因素有有關(guān)。由由于其具具有偶發(fā)發(fā)性，進進行原因因分析與與故障診診斷較其其它故障障困難得得多。2.244無錫開開源機床床廠機床床故障此處用故障障樹的方方法表示示出來，如如圖2-2、2-33、2-4、22-5、22-6、22-7所所示：圖2-2機機床故障障總體結(jié)結(jié)構(gòu)的故故障樹圖2-3 無心磨磨床故障障樹圖2-4 內(nèi)圓磨磨床的故障樹 圖2-5 超精機機機床故故障樹圖2-6 電氣部部分故障障樹圖2-7液液壓部分分的故障障此處利用故故障樹的的分析方方法，非非常直觀觀，明了了，能夠夠清晰

52、了了解各個個機床不不同部位位或不同同類型的的所有故故障。第三章故障障診斷專專家系統(tǒng)統(tǒng)總體設設計架構(gòu)構(gòu)隨著數(shù)控機機床技術(shù)術(shù)的不斷斷進步和和計算機機語言的的迅猛發(fā)發(fā)展，各各行各業(yè)業(yè)對專家家系統(tǒng)的的應用越越來越多多,尤其其是在制制造企業(yè)業(yè)中。充充分利用用現(xiàn)有的的有利條條件，開開發(fā)機床床的專家家系統(tǒng),是非常?？尚械牡摹＜壹蚁到y(tǒng)有有助提高高機床廠廠解決問問題的能能力,增增加企業(yè)業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)效率,從而產(chǎn)產(chǎn)生經(jīng)濟濟效益。3.1系統(tǒng)統(tǒng)的總設設計思想想對于機床故故障診斷斷的查詢詢是基于于webb的故障障診斷系系統(tǒng)，本本系統(tǒng)功功能側(cè)重重于故障障的查詢詢，知識識庫的更更新，所所以該系系統(tǒng)的用用戶模塊塊結(jié)構(gòu)相相對簡單

53、單。知識識庫、歷歷史庫模模塊的功功能相對對復雜，能能夠進行行增加、刪刪除、修修改等操操作。3.1.11專家系系統(tǒng)的結(jié)結(jié)構(gòu)專家系統(tǒng)的的結(jié)構(gòu)是是指專家家系統(tǒng)各各組成部部分的構(gòu)構(gòu)造方法法和組織織形式。不不同類型型的專家家系統(tǒng)，其其功能和和結(jié)構(gòu)上上也不盡盡相同。專專家系統(tǒng)統(tǒng)一般由由知識庫庫及其管管理系統(tǒng)統(tǒng)、推理理機、綜綜合數(shù)據(jù)據(jù)庫、知知識獲取取機制、解解釋機構(gòu)構(gòu)和人機機接口六六部分組組成。1).知識識庫及其其管理系系統(tǒng)知識庫是以以一致的的形式存存儲知識識的機構(gòu)構(gòu)，用于于存儲某某領域?qū)＜业慕?jīng)經(jīng)驗性知知識、原原理性知知識、相相關(guān)的事事實、可可行操作作與規(guī)則則等。解解決知識識、獲取和和知識表表示問題題是建

54、立立知識庫庫的關(guān)鍵鍵問題。2).知識識獲取機機制知識獲取機機制的建建立，實實質(zhì)上是是設計一一組程序序，把知知識送入入到知識識庫，負負責維護護知識的的正確性性、一致致性和完完整性。知知識獲取取是專家家系統(tǒng)知知識庫是是否優(yōu)越越的關(guān)鍵鍵，我們們試圖建建立自動動知識獲獲取機制制，實現(xiàn)現(xiàn)專家系系統(tǒng)的自自動學習習功能，不不斷地擴擴充和修修改知識識庫中的的內(nèi)容。3).綜合合數(shù)據(jù)庫庫綜合數(shù)據(jù)庫庫又稱全全局數(shù)據(jù)據(jù)庫或“黑板”等，它它用于存存儲領域域或問題題的初始始數(shù)據(jù)（信信息）、推推理過程程中得到到的中間間結(jié)果或或狀態(tài)以以及系統(tǒng)統(tǒng)的目標標結(jié)果，包包含了被被處理對對象的一一些問題題描述、假假設條件件、當前前事實等

55、等。4).推理理機推理機是專專家系統(tǒng)統(tǒng)中實現(xiàn)現(xiàn)基于知知識推理理的部件件，是基基于知識識的推理理在計算算機中的的實現(xiàn)，是是專家系系統(tǒng)的核核心部分分。推理理機用于于記憶所所采用的的規(guī)則和和控制策策略的程程序，完完成依據(jù)據(jù)一定的的知識規(guī)規(guī)則從已已有的事事實推出出結(jié)論的的近似專專家的思思維過程程，保證證整個專專家系統(tǒng)統(tǒng)能夠以以邏輯方方式協(xié)調(diào)調(diào)地工作作。5).解釋釋機構(gòu)解釋機構(gòu)能能夠向用用戶解釋釋專家系系統(tǒng)的行行為，包包括解釋釋推理結(jié)結(jié)論的正正確性以以及系統(tǒng)統(tǒng)輸出其其它候選選解的原原因。這這是專家家系統(tǒng)區(qū)區(qū)別于其其它軟件件系統(tǒng)的的主要特特征之一一，解釋釋機構(gòu)實實際上也也是一組組計算機機程序，通通常采用用

56、預置文文本法和和路徑跟跟蹤法。當當用戶有有詢問需需求時，解解釋機構(gòu)構(gòu)可以跟跟蹤和記記錄推理理過程，把把解答通通過人機機交互接接口輸出出給用戶戶。6）.人機機接口接口又稱界界面，是是用戶與與專家系系統(tǒng)之間間的連接接橋梁，它它能夠使使系統(tǒng)與與用戶進進行對話話，使用用戶能夠夠輸入必必要的數(shù)數(shù)據(jù)、提提出問題題和了解解推理過過程及推推理結(jié)果果。專家家系統(tǒng)則則通過接接口，要要求用戶戶回答提提問，并并回答用用戶提出出的問題題，進行行必要的的解釋6。 31.22故障診診斷專家家系統(tǒng)的的優(yōu)點1）.故障障診斷專專家系統(tǒng)統(tǒng)能夠高高效率、準準確、周周到、迅迅速和不不知疲倦倦地進行行工作。2）.故障障診斷專專家系統(tǒng)統(tǒng)解

57、決實實際問題題時不受受周圍環(huán)環(huán)境的影影響，也也不可能能遺漏忘忘記。3）.專家家系統(tǒng)能能促進各各領域的的發(fā)展，它它使各領領域?qū)＜壹业膶I(yè)業(yè)知識和和經(jīng)驗得得到總結(jié)結(jié)和精煉煉，能夠夠廣泛有有力地傳傳播專家家的知識識、經(jīng)驗驗和能力力。專家系統(tǒng)能能匯集多多領域?qū)＜业闹R和經(jīng)經(jīng)驗以及及他們協(xié)協(xié)作解決決重大問問題的能能力，它它擁有更更淵博的的知識、更更豐富的的經(jīng)驗和和更強的的工作能能力。4）.研究究專家系系統(tǒng)能夠夠促進整整個科學學技術(shù)的的發(fā)展。專專家系統(tǒng)統(tǒng)對人工工智能的的各個領領域的發(fā)發(fā)展起了了很大的的促進作作用，并并將對科科技、經(jīng)經(jīng)濟、國國防、教教育、社社會和人人民生活活產(chǎn)生極極其深遠遠的影響響。31

58、33專家系系統(tǒng)的建建立步驟驟1）.識別別過程識別過程也也可看作作知識獲獲取階段段，在此此過程中中，要確確定所處處理問題題的特征征，明確確要建立立的專家家系統(tǒng)要要解決的的問題及及要用到到的相應應領域背背景知識識。這是是完成專專家系統(tǒng)統(tǒng)設計的的關(guān)鍵。只只有對機機床故障障診斷特特性了解解的比較較全面，所所建立的的專家系系統(tǒng)的求求解能力力才能是是比較完完備的。首首先確定定數(shù)控機機床故障障診斷專專家系統(tǒng)統(tǒng)要解決決的最終終目標，依依次逐步步分析與與該目標標相關(guān)的的諸多因因素，然然后再逐逐步分析析這些因因素。2）.概念念化過程程概念化過程程是對識識別階段段取得的的各種因因素進行行抽象化化，找出出表達知知識的

59、概概念，建建立“概念化化模型”。在建建立專家家系統(tǒng)時時，明確確系統(tǒng)中中的基本本概念，并并建立他他們各自自的基本本內(nèi)容及及相互聯(lián)聯(lián)系。3).格式式化過程程這一過程實實際上是是設計和和組織知知識的結(jié)結(jié)構(gòu)。由由于知識識庫是專專家系統(tǒng)統(tǒng)的核心心，它的的結(jié)構(gòu)直直接影響響到專家家系統(tǒng)求求解問題題的有效效性，因因而格式式化過程程又是建建立專家家系統(tǒng)的的關(guān)鍵。根根據(jù)機床床故障診診斷專家家系統(tǒng)在在知識庫庫及問題題求解方方法上的的特點，在在組織知知識庫、建建立知識識庫時，首首先確定定采用的的知識表表達方式式與推理理技術(shù)。4).實現(xiàn)現(xiàn)為了產(chǎn)生體體現(xiàn)數(shù)控控機床故故障診斷斷知識的的各種計計算機形形式，使使這些知知識在計

60、計算機中中發(fā)揮有有效的作作用以產(chǎn)產(chǎn)生問題題的求解能能力，必必須把經(jīng)經(jīng)形式化化的知識識表示成成計算機機的內(nèi)部部語言。還還要針對對系統(tǒng)的的要求，建建立必要要的解釋釋機制和和良好的的用戶界界面。5).測試試這一階段主主要是驗驗證體現(xiàn)現(xiàn)知識的的各種規(guī)規(guī)則或知知識實體體。在建建立了數(shù)數(shù)控機床床故障診診斷專家家系統(tǒng)知知識庫后后，知識識庫中可可能會有有大量冗冗余知識識或不一一致的知知識，進進而引起起專家系系統(tǒng)查詢詢功能的的低效。測測試的主主要目的的就是要要確證所所建立的的數(shù)控機機床故障障診斷專專家系統(tǒng)統(tǒng)知識庫庫的正確確性。6).維護護在此階段，擴擴充、修修改知識識庫中的的各種信信息，以以使數(shù)控控機床故故障診