智能決策支持下設(shè)備維護RP系統(tǒng)的模型研究

智能決策支持下設(shè)備維護RP系統(tǒng)的模型研究

[摘要]本文根據(jù)當(dāng)前設(shè)備管理系統(tǒng)的缺陷,提出了一種基于智能決策的設(shè)備維護計劃系統(tǒng),構(gòu)造了此系統(tǒng)的模型及處理邏輯,建立了體系結(jié)構(gòu),闡述了實現(xiàn)此系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

[關(guān)鍵詞]智能決策支持;設(shè)備維護;需求計劃

[在研究對企業(yè)投資項目評估、技術(shù)改造、設(shè)備管理和決策支持系統(tǒng)等知識的整理、理解、比較和歸納下,突破原有的決策支持系統(tǒng)的模式和方法,即采用方便的模式對企業(yè)管理項目進行決策,在企業(yè)中的設(shè)備管理中的設(shè)備維護管理是設(shè)備管理的重要內(nèi)容,是設(shè)備綜合管理的重要環(huán)節(jié)。許多企業(yè)為此建立了設(shè)備管理信息系統(tǒng),其功能主要是對設(shè)備的運行數(shù)據(jù)進行采集及保存,使設(shè)備管理人員從繁瑣的事務(wù)性工作中擺脫出來,但是不具備對設(shè)備的各項數(shù)據(jù)進行有效的分析與處理能力,更不可能對設(shè)備維護方案作出智能決策與評價。同時,對于設(shè)備維護中的各項資源并未做出合理的計劃。為此,本文根據(jù)MRP原理提出的基于智能決策支持(IDS)的設(shè)備維護需求計劃(RP)系統(tǒng),充分利用企業(yè)已有的設(shè)備管理信息系統(tǒng)中大量的有關(guān)設(shè)備維護信息,運用智能決策和專家系統(tǒng),根據(jù)企業(yè)維護資源,提出優(yōu)化后的維護方案,同時,也能解決設(shè)備維護計劃、設(shè)備維護資源需求計劃及生產(chǎn)作業(yè)計劃等之間的沖突問題。

一、智能決策支持系統(tǒng)概述

決策支持系統(tǒng)是輔助決策者對“半結(jié)構(gòu)化問題和非結(jié)構(gòu)化問題”進行決策的人機交互系統(tǒng),并不是代替管理者進行決策的系統(tǒng),這就意味著決策分析不能完全用一種事先定義好的算法、程序或模型來機械地處理,不能完全依靠計算機系統(tǒng)做全部工作,它需要人機的交互作用,只能輔助而不是代替高層管理人員進行決策活動。

智能決策支持——IDS(IntelligentDecisionSupport),是在以數(shù)學(xué)模型和定量分析方法為基礎(chǔ)的決策支持(DS)上集成了以定性處理為特征的人工智能(AI)和專家系統(tǒng)而形成良好的IDS各組成部分有機地結(jié)合起來的體系結(jié)構(gòu)

二、系統(tǒng)處理邏輯

基于IDS的設(shè)備維護RP系統(tǒng)的處理邏輯是將設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)與其正常狀態(tài)數(shù)據(jù)進行比較,如果超出偏差,則在IDS的支持下選擇方案。方案產(chǎn)生后結(jié)合設(shè)備資源庫中的資源制定設(shè)備維護需求計劃。再由維護需求計劃、生產(chǎn)情況生成維護能力計劃。通過對維護能力計劃與生產(chǎn)作業(yè)計劃進行平衡,調(diào)整維護需求計劃甚至方案。設(shè)備維護工單由平衡能力后的維護計劃產(chǎn)生,其后為每張工單制定設(shè)備維護資源計劃。通過此閉環(huán)處理邏輯,基本上解決了設(shè)備維護計劃、設(shè)備維護資源需求計劃及生產(chǎn)作業(yè)計劃等之間的沖突問題。

三、設(shè)備維護IDS的體系結(jié)構(gòu)

IDS利用AI在定性分析和不確定推理上的優(yōu)勢,比傳統(tǒng)的DS更有效地支持決策過程中對半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化問題的求解。在本系統(tǒng)模型中,充分利用了IDS這一優(yōu)勢,使設(shè)備維護方案優(yōu)化中的非結(jié)構(gòu)化問題得到了很好的解決。設(shè)備維護IDS體系結(jié)構(gòu)如下圖:

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從IDS的體系結(jié)構(gòu)圖中可以看到,組成該結(jié)構(gòu)的主要模塊包括:數(shù)據(jù)庫、知識庫、方法庫、模型庫、推理機等。

1.數(shù)據(jù)庫模塊:數(shù)據(jù)庫模塊主要記錄了設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、歷史運行記錄、故障記錄、維修記錄、備件信息、人員信息等,是IDS中的基礎(chǔ)信息模塊。

2.知識庫模塊:知識庫存放一些規(guī)則,包括用于模型決策的規(guī)則和專家經(jīng)驗規(guī)則,完成建模和選模的工作。知識庫可分為靜態(tài)知識庫和動態(tài)知識庫,靜態(tài)知識庫的維護需要人工干預(yù),是系統(tǒng)固化了的求解行為,因而設(shè)計簡單,可直接使用。動態(tài)知識庫則是從決策過程中獲得經(jīng)驗,并且自動對知識庫進行更新,其維護不需要人工干預(yù),從而能支持復(fù)雜環(huán)境下的智能決策過程,但是系統(tǒng)開發(fā)時要復(fù)雜得多。

3.方法庫模塊:使用存儲程序?qū)S護決策方法進行存儲。設(shè)備維護方法主要包括:最小費用法、優(yōu)化方法、可靠度方法、統(tǒng)計預(yù)測方法等。

4.模型庫模塊:模型庫中的數(shù)學(xué)模型分為:用于數(shù)據(jù)模式識別的統(tǒng)計分析模型和用于模型選擇的維護決策模型。本文中的建模方式有:系統(tǒng)設(shè)計者設(shè)計時固化的模型、系統(tǒng)使用者的外部建模和IDS的自動建模。

5.推理機:采用基于范例推理(case-basedreasoning)的方法,根據(jù)知識庫中的靜態(tài)和動態(tài)范例,通過采用方法庫中的方法,在模型庫中選擇與當(dāng)前處理的問題具有相同屬性的模型進行匹配,并且根據(jù)匹配的程度進行調(diào)整。該方法由于對過去求解過程的復(fù)用,提高了問題求解的效率。

6.解釋系統(tǒng):實現(xiàn)對系統(tǒng)所選方案的解釋和回答用戶提出的問題。

四、系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)分析

1.模型中的關(guān)鍵因素。在按本模型研究開發(fā)系統(tǒng)時,應(yīng)當(dāng)著重考慮以下幾個因素:

(1)設(shè)備維護需求計劃。維護需求包括了人員、物質(zhì)、財務(wù)等各項因素;

(2)考慮設(shè)備運行及維修的歷史數(shù)據(jù)。這是進行模型選擇的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),也是重要的參考數(shù)據(jù);

(3)設(shè)備維護能力計劃。必須充分地平衡設(shè)備維護能力與生產(chǎn)作業(yè)計劃后,才能選擇合適的方案。

(4)考慮經(jīng)濟因素。要同時考慮維護成本與可靠度,在兩者之間找到最好的平衡。

(5)考慮維護策略。維護方案主要包括:預(yù)防維護、改善檢修、預(yù)測維修、故障維修。在選擇維護策略時,應(yīng)充分考慮相應(yīng)的維護方案,不僅可以降低維護成本,還能提高效率。

2.知識的表示。知識的表示有聲明式和過程式兩種。聲明式的知識表示方法有語義網(wǎng)絡(luò)和框架,適用于表示事實和斷言,過程式則適合表示行為和過程。

根據(jù)設(shè)備維護特點,在本模型中,采用了基于實例的框架知識表示法,每個框架包括槽和面,槽表示對象的一個屬性集,有面和子槽構(gòu)成,面表示有關(guān)某個屬性的知識或過程。實例的數(shù)學(xué)模型可以用以下公式表示:

Case(F,P)=Case[(f1,f2,f3,…,fn),(p1,p2,p3,…pn)]

其中,F=(f1,f2,f3,…,fn)為實例的特征集,P=(p1,p2,p3,…pn)是實例的特征集參數(shù)。F和P之間存在著一定的映射關(guān)系。

五、智能決策支持系統(tǒng)模型特點

智能決策支持系統(tǒng)模型具有以下特點:

1.將物料需求計劃(MRP)的思想用于設(shè)備維護管理中,充分體現(xiàn)了現(xiàn)代管理思想;

2.將智能決策支持與設(shè)備維護需求計劃結(jié)合起來,對設(shè)備維護進行智能決策,使設(shè)備維護方案得到優(yōu)化;

3.為用戶提供與待處理問題相匹配的模型及專家經(jīng)驗,便于用戶做出決策;

4.提供了對各種歷史數(shù)據(jù)進行分析和復(fù)用的能力;

六、結(jié)論

根據(jù)MRP的思想建立起來的設(shè)備維護需求計劃是管理思想的創(chuàng)新,同時將人工智能技術(shù)應(yīng)用到該系統(tǒng)中,是對該系統(tǒng)的進一步完善與提高?；贗DS的設(shè)備維護RP能夠很好的為用戶提供、評價和完善設(shè)備維護方案,為企業(yè)在保證成本最低、效益最優(yōu)的前提下,獲得最佳市場競爭力。但是該系統(tǒng)對于模型庫中模型的建立、推理過程中模型的識別、選擇還有待于進一步的完善。設(shè)備維護管理將朝著充分利用企業(yè)內(nèi)外資源、利用與虛擬企業(yè)、ERP思想相結(jié)合基于