畢設之機床廠故障診斷專家系統(tǒng)設計樣本

摘要基于WEB機床故障診斷系統(tǒng)研究重要目是使得顧客在機床設備發(fā)生故障后，可以借助本系統(tǒng)迅速診斷出故障因素，找到排除故障辦法，有效縮短因設備故障而導致設備停機時間。同步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、常用故障維修問題，減少維修人員出差次數(shù)，減少了售后技術支持費用，增強產品市場競爭力。本文設計并實現(xiàn)了一種基于WEB故障診斷專家系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以提高機床廠維修人員解決問題效率。對迅速恢復生產有重要作用。系統(tǒng)編程采用java語言，合用性強，理論上能在許多終端機上運營。該系統(tǒng)可以迅速解決機床故障問題，系統(tǒng)中分為普通顧客系統(tǒng)和管理員顧客系統(tǒng)，分別能進行不同類型操作。論文以無錫開源機床生產機床為研究對象，一方面簡介了故障診斷技術和專家系統(tǒng)發(fā)展歷史，列出了該機床廠常用機床信息和故障類型，另一方面研究了故障診斷專家系統(tǒng)構造，構成專家系統(tǒng)各個某些成分及其功能，然后設計解決方案，構建出系統(tǒng)總體框架，最后完畢數(shù)據(jù)庫設計，實現(xiàn)系統(tǒng)各個功能模塊。核心詞：專家系統(tǒng)故障診斷機床故障數(shù)據(jù)庫java

AbstractThemainpurposeoftheresearchofMachinetoolfaultdiagnosissystembasedonWEBistomaketheuserofthemachinetoolequipmentcanquicklydiagnosethefaultreasonswhenmachinetoolgoeswrong.Andtheusercanfindawaytosolvethefaults，throughthesystemwecaneffectiveshortenequipment’sdowntimeduetoequipmentfaults.Formachinetoolmanufacturers，theycanreducemanysmallandeasyfaultsduetoexpertdiagnosissystem，alsotheycanreducethenumberofmaintenancepeople，reducetheafter-saletechnicalsupportcosts，thesystemcanimprovethecompetitivenessofproducts.ThispaperdesignedandrealizedafaultdiagnosisexpertsystembasedonWEBservices，thesystemcanimprovetheefficiencyofsolvingmachinetools’problems.Andhasanimportanteffecttoquicklyrestoreproduction.ThissystemusestheJavalanguage，soitcanrunonmanyterminalsintheory.Thesystemcanquicklysolvetheproblemofmalfunctionofthemachinetools.Thesystemisdividedintoordinaryusersandadministratorusers，theycangofordifferenttypesofoperations.Thispaperisbasedonwuxikaiyuanmachinetoolplant，atfirstitintroducesthedevelopmenthistoryoffaultdiagnosistechnologyandexpertsystem，liststhecommonmachinetools’informationandfaulttypes，thenwestudythestructureoffaultdiagnosisexpertsystem，differentpartsoftheexpertsystemandtheirfunctions，atlastwedesignthesolutionsofthesystemandbuildthesystem'sframework，finallywecompletedthedesignofthedatabase，andrealizeseachfunctionofthemoduleinthesystem.Keyword：faultdiagnosis；expertsystem；machinetoolfaults；database；javalanguage;

目錄前言 1第一章緒論 21.1故障診斷技術現(xiàn)狀、發(fā)展及分類 21.1.1故障診斷技術發(fā)展過程 21.1.2故障診斷技術發(fā)呈現(xiàn)狀 31.1.3故障診斷辦法按診斷辦法原理可以分為： 31.2專家系統(tǒng)發(fā)展 41.3國內外研究現(xiàn)狀 51.4課題研究意義和研究內容 51.4.1本課題研究意義 51.4.3本課題研究內容 61.5本文構造 6第二章無錫開源機床廠機床類型及常用故障 72.1開源機床廠常用機床 72.2機床常用故障 72.2．1按發(fā)生故障部位 72.2．2按故障發(fā)生頻率 72.2.3按發(fā)生故障性質分類 72.2．4無錫開源機床廠機床故障 7第三章故障診斷專家系統(tǒng)總體設計架構 73.1系統(tǒng)總設計思想 73.1.1專家系統(tǒng)構造 73．1.2故障診斷專家系統(tǒng)長處 73．1．3專家系統(tǒng)建立環(huán)節(jié) 73.2系統(tǒng)總體設計 73．2.1系統(tǒng)功能構造圖和流程圖 7第四章java語言簡介 74.1構成 74.2優(yōu)勢 74.3語言特點 7第五章數(shù)據(jù)庫設計 75.1數(shù)據(jù)庫環(huán)境建立 75.1.1安裝mySQL數(shù)據(jù)庫 75.1.2安裝mySQL管理軟件NavicatformySQL 75.2數(shù)據(jù)庫需求分析 75.2.1本系統(tǒng)顧客分為管理員顧客和普通顧客 75.2.2數(shù)據(jù)庫概念構造設計 7第六章系統(tǒng)操作界面設計與實現(xiàn) 76．1登錄模塊設計與實現(xiàn) 76.2普通顧客操作模塊設計與實現(xiàn) 76.3管理顧客操作模塊設計與實現(xiàn) 7第七章系統(tǒng)實現(xiàn)若干問題解決 77.1添加struts包實現(xiàn)動態(tài)action動作。 77.1.1struts 77.1.2歷史庫添加機床故障歷史信息實例： 77.2管理員和普通顧客分別在兩種不同界面登錄： 7第八章結論與展望 78.1論文總結 78.2課題展望 7參照文獻 7道謝 7前言專家系統(tǒng)可以匯集和管理來自不同渠道、學科和眾多專家經驗，適和用來解決大量知識和經驗才干解決問題。當前，專家系統(tǒng)在各行各業(yè)運用非常良好，本文研究機床故障方面專家系統(tǒng)。通過研究故障診斷專家系統(tǒng)設計辦法，采用myeclispse開發(fā)工具，使用NavicatforMySQL來連接管理數(shù)據(jù)庫，設計開發(fā)出基于WEB故障診斷專家系統(tǒng)。通過不同顧客，設立了不同登錄界面，普通顧客可以實現(xiàn)故障查詢，翻閱機床故障歷史紀錄，管理員顧客可以實現(xiàn)知識庫、歷史庫等信息增長、刪除、查詢。本系統(tǒng)側重功能是故障查詢模塊，因此不涉及員工信息管理等模塊，該系統(tǒng)能提供故障查詢，機床歷史故障信息查詢等功能。并能對知識庫某些進行有效管理，保證軟件可以與時俱進。由于本課題研究是機床廠故障診斷，因此有必要簡介一下故障診斷這門技術發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，而課題研究內容是機床廠故障診斷專家系統(tǒng)，因此在開篇某些分別從故障診斷技術發(fā)展和專家系統(tǒng)發(fā)展兩個方面來分析。

第一章緒論1.1故障診斷技術現(xiàn)狀、發(fā)展及分類1.1.1故障診斷技術發(fā)展過程故障診斷技術是當代生產發(fā)展產物，早在20世紀60年代末，美國國家宇航局（NASA）就創(chuàng)立了美國機械故障防止小組MFPG（MachineryFaultPreventionGroup）。其后，由于診斷技術應用所產生巨大經濟效益，從而得到迅速發(fā)展。如美國Bechtel電力公司開發(fā)了火電廠機械設備診斷用專家系統(tǒng)（SCOPE，1987）；美國Radial公司也在此時開發(fā)了汽輪發(fā)電機組振動診斷用專家系統(tǒng)（Turbomac1987）；美國西屋電氣公司(WHEC)一方面將網絡技術應用于汽輪故障診斷，建立故障診斷中心，將分布在各地電站多臺機組實行遠程診斷；美國Bently公司對旋轉機械故障診斷及傳感器研究都進行了比較進一步研究。當故障診斷技術在美國迅速發(fā)展同步，在西歐國家也得到了相應發(fā)展。英國在1971年成立了機械保健中心（MechanicalHealthMonitoring）,增進了各類機械工廠機械設備性能檢測和維修水平提高；法國電力部門從1978年起就在汽輪發(fā)電機組上安裝了振動監(jiān)測裝置，20世紀90年代又提出了監(jiān)測與振動增援站設想；尚有瑞士ABB公司、德國西門子公司、丹麥B&K公司等都開發(fā)了關于診斷系統(tǒng)及信號監(jiān)測裝置。在亞洲，日本針對汽輪發(fā)電機組壽命監(jiān)測和故障診斷進行了諸多研究，1987年東芝電氣公司開發(fā)了大功率汽輪機軸系診斷系統(tǒng)，20世紀90年代又開發(fā)了機器壽命診斷專家系統(tǒng)；日立公司于1982年開發(fā)了汽輪組壽命診斷裝置，并逐漸形成了一套完整機器壽命診斷辦法；三菱公司在20世紀80年代也研制了能自動進行異常征兆監(jiān)測并能診斷其因素診斷系統(tǒng)[1]。由上述分析可知，各國家關于故障診斷技術研究和診斷系統(tǒng)研制大多是從汽輪發(fā)電機開始，其因素：1）電力系統(tǒng)對國民經濟建設和人民生活均十分重要，影響面廣；2）在持續(xù)生產系統(tǒng)中，發(fā)電機、空氣壓縮機都是動力源，如果一臺機組產生故障，不但影響其自身效率發(fā)揮，還會影響整個生產系統(tǒng)正常運營；3）汽輪發(fā)電機組生產過程是持續(xù)旋轉過程，振動信號拾取和信號解決解決辦法相對其她辦法而言比較成熟，在生產條件下容易實現(xiàn)。1.1.2故障診斷技術發(fā)呈現(xiàn)狀近十年來，國內外故障診斷辦法與技術發(fā)展重要集中在三個方面，一是故障診斷方略與模式研究，如分布式監(jiān)測診斷模式、基于internet遠程分布式監(jiān)測診斷模式等；二是智能診斷辦法與技術研究，如基于行為神經網絡診斷辦法、基于多智能體（即多代理）診斷辦法等；三是故障特性分析與特性量提取研究，如小波分析和時頻分析辦法應用[2]。1.1.3故障診斷辦法按診斷辦法原理可以分為1).頻域診斷法應用頻譜分析技術，依照頻譜特性變化，鑒別機器運營狀態(tài)及故障形成因素。2).時域分析法應用時間序列模型及關于特性函數(shù)，鑒別機器工況狀態(tài)變化。3).記錄分析法應用概率記錄模型及其關于特性函數(shù)，實現(xiàn)機器工況狀態(tài)監(jiān)視與故障診斷。4).非平穩(wěn)信號分析法機械設備測試信號經常是非平穩(wěn)，可應用Wigner分部、小變換和時—頻分析等辦法進行研究并提取特性量，鑒別故障性質。5).信息理論分析法應用基于信息理論建立某些特性函數(shù)，如Kull-back信息數(shù)、J散度等機器運營過程中變化，進行機器工況狀態(tài)分析與故障診斷。6).人工智能辦法如模式辨認、人工神經網絡、專家系統(tǒng)等。由于人工智能技術發(fā)展而提出來診斷辦法。隨著計算機和網絡技術發(fā)展，分布式人工智能辦法提出，近年來又提出多代理協(xié)作診斷辦法等[2]。1.2專家系統(tǒng)發(fā)展專家系統(tǒng)是一種智能計算機程序系統(tǒng)，其內部具有大量某個領域專家水平知識與經驗，可以運用人類專家知識和解決問題辦法來解決該領域問題。也就是說，專家系統(tǒng)是一種具備大量專門知識與經驗程序系統(tǒng)，它應用人工智能技術和計算機技術，依照某領域一種或各種專家提供知識和經驗，進行推理和判斷，模仿人類專家決策過程，以便解決那些需要人類專家解決復雜問題，專家系統(tǒng)是一種模仿人類專家解決領域問題計算機程序系統(tǒng)[2]。1965年，f.a.費根鮑姆等人在總結通用問題求解系統(tǒng)成功與失敗經驗基本上，結合化學領域專門知識，研制了世界上第一種專家系dendral，可以推斷化學分子構造。20近年來，知識工程研究，專家系統(tǒng)理論和技術不斷發(fā)展，應用滲入到幾乎各個領域，涉及化學、數(shù)學、物理、生物、醫(yī)學、農業(yè)、氣象、地質勘探、軍事、工程技術、法律、商業(yè)、空間技術、自動控制、計算機設計和制造等眾多領域，開發(fā)了幾千個專家系統(tǒng)，其中不少在功能上已達到，甚至超過同領域中人類專家水平，并在實際應用中產生了巨大經濟效益[3]。專家系統(tǒng)發(fā)展已經歷了3個階段，正向第四代過渡和發(fā)展。第一代專家系統(tǒng)（dendral、macsyma等）以高度專業(yè)化、求解專門問題能力強為特點。但在體系構造完整性、可移植性等方面存在缺陷，求解問題能力弱。第二代專家系統(tǒng)（mycin、casnet、prospector、hearsay等）屬單學科專業(yè)型、應用型系統(tǒng)，其體系構造較完整，移植性方面也有所改進，并且在系統(tǒng)人機接口、解釋機制、知識獲取技術、不擬定推理技術、增強專家系統(tǒng)知識表達和推理辦法啟發(fā)性、通用性等方面均有所改進。第三代專家系統(tǒng)屬多學科綜合型系統(tǒng)，采用各種人工智能語言，綜合采用各種知識表達辦法和各種推理機制及控制方略，并開始運用各種知識工程語言、骨架系統(tǒng)及專家系統(tǒng)開發(fā)工具和環(huán)境來研制大型綜合專家系統(tǒng)。在總結前三代專家系統(tǒng)設計辦法和實現(xiàn)技術基本上，已開始采用大型多專家協(xié)作系統(tǒng)、各種知識表達、綜合知識庫、自組織解題機制、多學科協(xié)同解題與并行推理、專家系統(tǒng)工具與環(huán)境、人工神經網絡知識獲取及學習機制等最新人工智能技術來實現(xiàn)具備多知識庫、多主體第四代專家系統(tǒng)[3]。1.3國內外研究現(xiàn)狀近十年來，無論在理論上還是在系統(tǒng)開發(fā)方面，故障診斷專家系統(tǒng)研究工作均有了較大發(fā)展。最初人們研制出來專家系統(tǒng)，幾乎都只能用于實驗室，有些系統(tǒng)只是到了近幾年才在性能上有所擴展，并有效應用到實際中。結識到這一點后，人工智能領域和工程領域研究人員轉而減少研究對象復雜限度，去研制某些基本問題和簡樸系統(tǒng)及復合系統(tǒng)診斷專家系統(tǒng)。隨著各種技術儲備增長，人們最后會開發(fā)出能直接為工程領域服務高性能故障診斷專家系統(tǒng)。國內對專家系統(tǒng)研究開發(fā)起步較晚，大概開始于七十年代末，但其發(fā)展速度是比較快。八十年代初，國內專家系統(tǒng)研究從最初醫(yī)療農業(yè)領域，逐漸滲入到交通領域、地質勘探、氣象預報等領域，到了八十年代中期，國內專家系統(tǒng)應用領域迅速擴大，在數(shù)學、物理、化學、工程、機械、經濟、教誨、軍事等領域先后有一批專家系統(tǒng)問世。隨著數(shù)控機床廣泛應用，其故障診斷專家系統(tǒng)研制開發(fā)越來越受到人們普遍注重[4]。1.4課題研究意義和研究內容1.4.1本課題研究意義國內公司既有數(shù)控設備運用率和完好率普遍偏低，除了由于普遍存在生產任務局限性因素外，維修力量不夠和編程能力不夠成為開工局限性重要因素，分別占34.8%和17.6%。影響數(shù)控設備完好率重要因素是維修力量局限性，占42.5%[5]?；赪EB機床故障診斷系統(tǒng)研究重要目是使得顧客在機床設備發(fā)生故障后，可以借助本系統(tǒng)迅速診斷出故障因素，找到排除故障辦法，有效縮短因設備故障而導致設備停機時間。同步對于無錫機床制造商來說，可以通過使用本系統(tǒng)減少小故障、常用故障維修問題，減少維修人員出差次數(shù)，減少了售后技術支持費用，增強產品市場競爭力。1.4.3本課題研究內容1.討論了世界先進故障診斷技術及專家系統(tǒng)發(fā)展趨勢，研究無錫開源機床廠故障類型，并以故障樹方式體現(xiàn)出來。2．運用NavicatforSQL建立系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)庫。3.在MyEclipse中編寫程序，設計出普通顧客登錄模塊、管理員登錄模塊、歷史庫管理模塊、知識庫管理模塊、故障查詢模塊等。4．在設計網頁上進行各種操作，實現(xiàn)顧客對各種故障進行查詢，管理員同步可以對歷史庫和知識庫管理。5.定期對系統(tǒng)進行有關問題檢測，并提出改進改進。1.5本文構造全文共分八某些：第一章：緒論本章簡介了故障診斷技術發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，然后引出專家系統(tǒng)發(fā)展歷史，研究了國內外專家系統(tǒng)發(fā)展狀況，簡介了課題來源，研究內容和意義。第二章：無錫開源機床廠機床類型及常用故障本章簡介了無錫開源機床廠機床類型，研究了故障類型，并用故障樹辦法分析歸納出來。第三章：故障診斷專家系統(tǒng)總體設計架構分析故障診斷專家系統(tǒng)總體設計框架，從潛在客戶需求入手，分析出系統(tǒng)各個模塊功能構造圖，并畫顧客流程圖。第四章：java語言簡介本章簡介了java語言特點及其優(yōu)勢。第五章：數(shù)據(jù)庫設計本章簡介本論文采用MySQL數(shù)據(jù)庫，構建了本系統(tǒng)E-R圖模型，并依照E-R圖導入數(shù)據(jù)表格。第六章：系統(tǒng)操作界面設計與實現(xiàn)本章顯示本系統(tǒng)運營界面，分別進行管理員顧客和普通顧客操作，管理員可以對知識庫、歷史庫等進行增長、刪除、修改等操作，普通顧客可以查詢故障因素，查詢機床故障歷史。第七章：系統(tǒng)采用若干技術本章簡介了struts技術，如何實現(xiàn)增長、刪除等操作，以及不同顧客登錄問題。第八章：結論與展望總結本論文研究成果，對論文有關方面提出某些設想。

第二章無錫開源機床廠機床類型及常用故障2.1開源機床廠常用機床該公司重要生產類型重要是數(shù)控磨床，在數(shù)控磨床方面技術比較先進，該公司生產機床類型如下：數(shù)控無心磨床MKS10100

\o"WX1010型針閥自動無心磨床"WX1010型針閥自動無心磨床

\o"WX1013型芯軸溝道無心磨床"WX1013型芯軸溝道無心磨床

\o"MK2115數(shù)控內圓磨床"MK2115數(shù)控內圓磨床

\o"M2116數(shù)控內圓磨床"M2116數(shù)控內圓磨床

\o"WX1012型連桿專用無心磨床"WX1012型連桿專用無心磨床

\o"WX1016型氣門桿無心磨床"WX1016型氣門桿無心磨床

\o"數(shù)控內外圓復合磨床MK2710"數(shù)控內外圓復合磨床MK2710

MK1150/1型寬砂輪無心磨床

MK1150/3型數(shù)控寬沙輪無心磨床

MK11200/1型寬砂輪無心磨床

\o"WX1010型針閥自動無心磨床"WX1010型針閥自動無心磨床

\o"WX1012型連桿專用無心磨床"WX1012型連桿專用無心磨床

\o"WX1016型氣門桿無心磨床"WX1016型氣門桿無心磨床

\o"MGD2110B高精度內圓磨床"MGD2110B高精度內圓磨床

\o"MB2120半自動內圓磨床"MB2120半自動內圓磨床

\o"MK2120B數(shù)控內圓磨床"MK2120B數(shù)控內圓磨床

\o"MK28100數(shù)控立式內圓磨床"MK28100數(shù)控立式內圓磨床2.2機床常用故障隨著當代社會發(fā)展進步，機床功能構造越來復雜，所浮現(xiàn)故障類型也是各種各樣，對這些故障類型進行合理分類有助于咱們解決機床故障。2.2．1按發(fā)生故障部位機床發(fā)生故障部位普通分為機械系統(tǒng)故障、電氣系統(tǒng)故障、液壓/氣動系統(tǒng)故障。電氣系統(tǒng)故障又可分為強電線路故障與數(shù)控系統(tǒng)故障。強電線路故障普通是由各種繼電器、接觸器線路故障與保護線路及各種傳感器故障導致;數(shù)控系統(tǒng)故障重要是由于其硬件和軟件故障形成。機械系統(tǒng)故障體當前運動失效和精度超差兩個方面。運動失效大多是減速箱、絲杠螺母副、導軌副等故障導致;而精度超差又可分為幾何精度超差、傳動精度超差、運動精度超差和位置精度超差。液壓/氣動系統(tǒng)故障浮現(xiàn)普通是由機械電氣引起故障、液壓/氣動傳動與控制故障導致。液壓傳動與控制故障又可體當前驅動某些故障、執(zhí)行某些故障、控制某些故障和輔助某些故障等[5]。2.2．2按故障發(fā)生頻率數(shù)控機床故障發(fā)生頻率在其有效期內是不相似。由于機床在運營中有一種固有特性曲線叫“浴盆曲線”[6]，如圖2-1所示。因而也可將故障類型分為初期故障、偶發(fā)故障和磨損故障。圖2-1設備使用失效“浴盆曲線”使用初由于機床各部位需要磨合，操作人員也要熟悉機床而故障失效率高一點，中期機床趨于穩(wěn)定，因故障而發(fā)生失效率低，超過損耗失效期后，機床各個部位老化退化，因而故障概失效率又增長。初期故障是設備使用初期故障，故障頻率較高，普通無規(guī)律可循。在這個時期，電氣、液壓和氣動系統(tǒng)故障頻率約占整個初始故障90%[6]，為此，要加強對機床檢測，勤記錄，定期對機床進行機電調節(jié)，以保證設備各種運營參數(shù)處在技術規(guī)范之內。偶發(fā)故障是在正常運轉階段，由于操作和維護不良而導致。此時，各類元器件器質性故障較為少見，但不排除偶發(fā)故障產生，因此，在這個時期內要堅持做好設備運營記錄，以備排除故障時參照。磨損故障是由于年久失修和磨損而產生故障，故障頻率較高，故障性質屬于漸發(fā)性。例如橡膠件老化，軸襯和液壓缸磨損，限位開關接觸敏捷度以及某些電子元器件品質因素下降等。2.2.3按發(fā)生故障性質分類按性質可分為系統(tǒng)性故障和隨機性故障。系統(tǒng)性故障普通是指只要滿足一定條件或超過某一設定限度，工作中數(shù)控機床必然會發(fā)生故障。如:機床加工因切削量過大達到某一極限值時必然會發(fā)生過載或超溫報警。隨機性故障普通是指數(shù)控機床在同樣條件下工作時只偶爾發(fā)生一次或兩次故障。此類故障發(fā)生往往與安裝質量、組件排列、參數(shù)設定、元器件品質、操作失誤與維護不當，以及工作環(huán)境影響等諸因素關于。由于其具備偶發(fā)性，進行因素分析與故障診斷較其他故障困難得多。2.2．4無錫開源機床廠機床故障此處用故障樹辦法表達出來，如圖2-2、2-3、2-4、2-5、2-6、2-7所示：圖2-2機床故障總體構造故障樹圖2-3無心磨床故障樹圖2-4內圓磨床故障樹圖2-5超精機機床故障樹圖2-6電氣某些故障樹

圖2-7液壓某些故障此處運用故障樹分析辦法，非常直觀，明了，可以清晰理解各個機床不同部位或不同類型所有故障。

第三章故障診斷專家系統(tǒng)總體設計架構隨著數(shù)控機床技術不斷進步和計算機語言迅猛發(fā)展，各行各業(yè)對專家系統(tǒng)應用越來越多,特別是在制造公司中。充分運用既有有利條件，開發(fā)機床專家系統(tǒng),是非常可行。專家系統(tǒng)有助提高機床廠解決問題能力,增長公司生產效率,從而產生經濟效益。3.1系統(tǒng)總設計思想對于機床故障診斷查詢是基于web故障診斷系統(tǒng)，本系統(tǒng)功能側重于故障查詢，知識庫更新，因此該系統(tǒng)顧客模塊構造相對簡樸。知識庫、歷史庫模塊功能相對復雜，可以進行增長、刪除、修改等操作。3.1.1專家系統(tǒng)構造專家系統(tǒng)構造是指專家系統(tǒng)各構成某些構造辦法和組織形式。不同類型專家系統(tǒng)，其功能和構造上也不盡相似。專家系統(tǒng)普通由知識庫及其管理系統(tǒng)、推理機、綜合數(shù)據(jù)庫、知識獲取機制、解釋機構和人機接口六某些構成。1).知識庫及其管理系統(tǒng)知識庫是以一致形式存儲知識機構，用于存儲某領域專家經驗性知識、原理性知識、有關事實、可行操作與規(guī)則等。解決知識、獲取和知識表達問題是建立知識庫核心問題。2).知識獲取機制知識獲取機制建立，實質上是設計一組程序，把知識送入到知識庫，負責維護知識對的性、一致性和完整性。知識獲取是專家系統(tǒng)知識庫與否優(yōu)越核心，咱們試圖建立自動知識獲取機制，實現(xiàn)專家系統(tǒng)自動學習功能，不斷地擴充和修改知識庫中內容。3).綜合數(shù)據(jù)庫綜合數(shù)據(jù)庫又稱全局數(shù)據(jù)庫或“黑板”等，它用于存儲領域或問題初始數(shù)據(jù)（信息）、推理過程中得到中間成果或狀態(tài)以及系統(tǒng)目的成果，包括了被解決對象某些問題描述、假設條件、當前事實等。4).推理機推理機是專家系統(tǒng)中實現(xiàn)基于知識推理部件，是基于知識推理在計算機中實現(xiàn)，是專家系統(tǒng)核心某些。推理機用于記憶所采用規(guī)則和控制方略程序，完畢根據(jù)一定知識規(guī)則從已有事實推出結論近似專家思維過程，保證整個專家系統(tǒng)可以以邏輯方式協(xié)調地工作。5).解釋機構解釋機構可以向顧客解釋專家系統(tǒng)行為，涉及解釋推理結論對的性以及系統(tǒng)輸出其他候選解因素。這是專家系統(tǒng)區(qū)別于其他軟件系統(tǒng)重要特性之一，解釋機構事實上也是一組計算機程序，普通采用預置文本法和途徑跟蹤法。當顧客有詢問需求時，解釋機構可以跟蹤和記錄推理過程，把解答通過人機交互接口輸出給顧客。6）.人機接口接口又稱界面，是顧客與專家系統(tǒng)之間連接橋梁，它可以使系統(tǒng)與顧客進行對話，使顧客可以輸入必要數(shù)據(jù)、提出問題和理解推理過程及推理成果。專家系統(tǒng)則通過接口，規(guī)定顧客回答提問，并回答顧客提出問題，進行必要解釋[6]。3．1.2故障診斷專家系統(tǒng)長處1）.故障診斷專家系統(tǒng)可以高效率、精確、周到、迅速和不知疲倦地進行工作。2）.故障診斷專家系統(tǒng)解決實際問題時不受周邊環(huán)境影響，也不也許漏掉忘掉。3）.專家系統(tǒng)能增進各領域發(fā)展，它使各領域專家專業(yè)知識和經驗得到總結和精煉，可以廣泛有力地傳播專家知識、經驗和能力。專家系統(tǒng)能匯集多領域專家知識和經驗以及她們協(xié)作解決重大問題能力，它擁有更淵博知識、更豐富經驗和更強工作能力。4）.研究專家系統(tǒng)可以增進整個科學技術發(fā)展。專家系統(tǒng)對人工智能各個領域發(fā)展起了很大增進作用，并將對科技、經濟、國防、教誨、社會和人民生活產生極其深遠影響。3．1．3專家系統(tǒng)建立環(huán)節(jié)1）.辨認過程辨認過程也可看作知識獲取階段，在此過程中，要擬定所解決問題特性，明確要建立專家系統(tǒng)要解決問題及要用到相應領域背景知識。這是完畢專家系統(tǒng)設計核心。只有對機床故障診斷特性理解比較全面，所建立專家系統(tǒng)求解能力才干是比較完備。一方面擬定數(shù)控機床故障診斷專家系統(tǒng)要解決最后目的，依次逐漸分析與該目的有關諸多因素，然后再逐漸分析這些因素。2）.概念化過程概念化過程是對辨認階段獲得各種因素進行抽象化，找出表達知識概念，建立“概念化模型”。在建立專家系統(tǒng)時，明確系統(tǒng)中基本概念，并建立她們各自基本內容及互相聯(lián)系。3).格式化過程這一過程事實上是設計和組織知識構造。由于知識庫是專家系統(tǒng)核心，它構造直接影響到專家系統(tǒng)求解問題有效性，因而格式化過程又是建立專家系統(tǒng)核心。依照機床故障診斷專家系統(tǒng)在知識庫及問題求解辦法上特點，在組織知識庫、建立知識庫時，一方面擬定采用知識表達方式與推理技術。4).實現(xiàn)為了產生體現(xiàn)數(shù)控機床故障診斷知識各種計算機形式，使這些知識在計算機中發(fā)揮有效作用以產生問題求解能力，必要把經形式化知識表達到計算機內部語言。還要針對系統(tǒng)規(guī)定，建立必要解釋機制和良好顧客界面。5).測試這一階段重要是驗證體現(xiàn)知識各種規(guī)則或知識實體。在建立了數(shù)控機床故障診斷專家系統(tǒng)知識庫后，知識庫中也許會有大量冗余知識或不一致知識，進而引起專家系統(tǒng)查詢功能低效。測試重要目就是要確證所建立數(shù)控機床故障診斷專家系統(tǒng)知識庫對的性。6).維護在此階段，擴充、修改知識庫中各種信息，以使數(shù)控機床故障診斷專家系統(tǒng)更進一步完善。這一階段與前幾種階段有著密切聯(lián)系，如實現(xiàn)階段中各種知識獲取手段。事實上，以上各個環(huán)節(jié)均有密切聯(lián)系，并且為了使數(shù)控機床故障診斷專家系統(tǒng)投入實用而日益完善，每一種階段都應重復多次。3.2系統(tǒng)總體設計本文用了IE瀏覽器，當瀏覽器進行操作時，自動將需要信息放入一種表單中，當觸發(fā)動作時，將此表單信息傳遞到java類中，通過java類連接MySQL數(shù)據(jù),查詢數(shù)據(jù)庫中表單信息，觸發(fā)動作名稱在struts.xml中定義。采用struts構造有助于實現(xiàn)jsp動態(tài)命令。系統(tǒng)工作流程分為：顧客一方面進入登錄首頁，分別有管理員顧客和普通顧客登錄，普通顧客登錄后可以對故障信息進行查詢，也可以讀取機床故障歷史記錄。管理員顧客查詢動作也是，管理模塊功能實現(xiàn)要借助于struts。3．2.1系統(tǒng)功能構造圖和流程圖通過顧客需求分析可以做出功能系統(tǒng)功能構造圖，構造模塊分為顧客登錄模塊、機床信息模塊、歷史信息記錄模塊、故障診斷模塊，各個模塊下面包括各種子模塊，由于時間關系，有些子模塊功能沒有完全實現(xiàn)。依照系統(tǒng)功能構造圖，可以做出系統(tǒng)流程圖。如圖3-1、3-2所示：圖3-1故障診斷各個功能模塊設計圖3-2系統(tǒng)作業(yè)流程圖

第四章java語言簡介4.1構成Java由四方面構成：Java編程語言、Java類文獻格式、Java虛擬機和Java應用程序接口(JavaAPI)平臺。Java平臺由Java虛擬機（JavaVirtualMachine，簡稱JVM）和Java應用編程接口（ApplicationProgrammingInterface，簡稱API）構成。Java應用編程接口為Java應用提供了一種獨立于操作系統(tǒng)原則接口，可分為基本某些和擴展某些。在硬件或操作系統(tǒng)平臺上安裝一種Java平臺之后，Java應用程序就可運營。Java平臺已經嵌入了幾乎所有操作系統(tǒng)。這樣Java程序可以只編譯一次，就可以在各種系統(tǒng)中運營。Java應用編程接口已經從1.1x版發(fā)展到1.2版。慣用Java平臺基于Java1.4，近來版本為Java1.7。4.2優(yōu)勢與老式程序不同，Sun公司在推出Java之際就將其作為一種開放技術。全球數(shù)以萬計Java開發(fā)公司被規(guī)定所設計Java軟件必要互相兼容?！癑ava語言靠群體力量而非公司力量”是Sun公司標語之一，并獲得了廣大軟件開發(fā)商認同。這與微軟公司所倡導注重精英和封閉式模式完全不同。Sun公司對Java編程語言解釋是：Java編程語言是個簡樸、面向對象、分布式、解釋性、健壯、安全與系統(tǒng)無關、可移植、高性能、多線程和動態(tài)語言。4.3語言特點Java不同于普通編譯執(zhí)行計算機語言和解釋執(zhí)行計算機語言。它一方面將源代碼編譯成二進制字節(jié)碼（bytecode），然后依賴各種不同平臺上虛擬機來解釋執(zhí)行字節(jié)碼。從而實現(xiàn)了“一次編譯、處處執(zhí)行”跨平臺特性。但是，每次執(zhí)行編譯后字節(jié)碼需要消耗一定期間，這同步也在一定限度上減少了Java程序運營效率。Java語言是簡樸Java語言語法與C語言和C++語言很接近，使得大多數(shù)程序員很容易學習和使用Java。另一方面，Java丟棄了C++中很少使用、很難理解、令人困惑那些特性，如操作符重載、多繼承、自動強制類型轉換。特別地，Java語言不使用指針，并提供了自動廢料收集，使得程序員不必為內存管理而擔憂。Java語言是面向對象Java語言提供類、接口和繼承等原語，為了簡樸起見，只支持類之間單繼承，但支持接口之間多繼承，并支持類與接口之間實現(xiàn)機制（核心字為implements）。Java語言全面支持動態(tài)綁定，而C++語言只對虛函數(shù)使用動態(tài)綁定。Java語言是動態(tài)。Java語言設計目的之一是適應于動態(tài)變化環(huán)境。Java程序需要類可以動態(tài)地被載入到運營環(huán)境，也可以通過網絡來載入所需要類。這也有助于軟件升級。此外，Java中類有一種運營時刻表達，能進行運營時刻類型檢查[3]。

第五章數(shù)據(jù)庫設計后臺數(shù)據(jù)庫設計在本系統(tǒng)中占有十分重要地位，數(shù)據(jù)庫設計優(yōu)劣將直接影響系統(tǒng)精確性、工作效率及其實現(xiàn)效果，合理設計能提高數(shù)據(jù)存儲效率，保證數(shù)據(jù)完整性和一致性。5.1數(shù)據(jù)庫環(huán)境建立5.1.1安裝mySQL數(shù)據(jù)庫本課題安裝使用是MySQL數(shù)據(jù)庫，先導出數(shù)據(jù)庫SQL腳本，再導入。5.1.2安裝mySQL管理軟件NavicatformySQL打開Navicat,在數(shù)據(jù)庫中建立新數(shù)據(jù)庫名ab,界面如下圖5-1所示5-1數(shù)據(jù)庫操作界面在database“ab”中建立新表單，此處以知識庫表“kb”為例，如圖5-2所示：圖5-2知識庫表“kb”信息5.2數(shù)據(jù)庫需求分析通過調查、收集和分析，獲得潛在顧客對專家系統(tǒng)規(guī)定，設計出模塊構造功能圖，總結出顧客需求信息。5.2.1本系統(tǒng)顧客分為管理員顧客和普通顧客管理員可以對知識庫、歷史庫、顧客信息進行增長、刪除、修改等操作，普通顧客可以進行故障查詢，機床故障歷史信息記錄查詢等操作。歷史庫作用是用來存儲機床故障歷史記錄，涉及故障機床類型，故障機床名稱，故障因素，故障發(fā)生時間及修好時間，歷史庫有助于顧客對各個機床工作狀態(tài)有著清晰理解。甚至可以從故障發(fā)生頻率判斷出機床也許發(fā)生故障時間，從而做出相應針對辦法。知識庫作用是用來支持各種顧客故障查詢，提供解決故障辦法，是本系統(tǒng)核心功能某些。管理員可以依照最新信息及時更新知識庫，保證軟件功能不會停滯、落伍。機床信息管理時能依照不同客戶及時更新系統(tǒng)機床類型，清晰理解該客戶所擁有機床類型、數(shù)量,或由依照客戶規(guī)定，由有關人員依照客戶所擁有機床更新數(shù)據(jù)庫中機床信息。5.2.2數(shù)據(jù)庫概念構造設計1)數(shù)據(jù)模型是對現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特性抽象，也就是說，數(shù)據(jù)模型是用來描述數(shù)據(jù)、組織數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)進行操作。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)核心和基本。概念模型是對信息世界建模，概念模型表達辦法有諸多，此處用E-R圖來描述概念模型，該系統(tǒng)面向顧客是固定，重要為機床有關人員，構建該系統(tǒng)E-R圖如圖5-3所示:圖5-3系統(tǒng)E-R圖2)專家系統(tǒng)實體有：管理員、普通顧客、設備、知識庫、歷史庫數(shù)據(jù)庫表單構建如下：表5.1設備數(shù)據(jù)表（equipment）名稱字段名稱類型長度與否主鍵標記Eidnumber10Y設備名稱EnameVarchar50設備數(shù)量Enumbernumber5設備來源EsourceVarchar100設備類型EstyleVarchar100購入時間EdateDatetime購入人編號EbuyidNumber10操作人員員工號eOpidnumber10備注remarkvarchar200使用壽命Eageunmber10表5.2顧客登錄數(shù)據(jù)表（user）名稱字段名稱類型長度與否主鍵標記Uidnumber10Y顧客名Unamevarchar20密碼Passwordinteger6電子郵件Emailvarchar30性別Sexvarchar2電話Phoneinteger20申請日期Issuedatedatetime表5.3管理員數(shù)據(jù)表（administrator）名稱字段名稱類型長度與否主鍵管理員登陸名anamevarchar20Y管理員登陸密碼apasswordvarchar20表5.4知識庫數(shù)據(jù)表kb名稱字段名稱類型長度與否主鍵故障記錄countvarchar10Y故障類型kbtypeVarchar50故障現(xiàn)象kbdatailVarchar50解決辦法kbsolveVarchar50機床類型kbidvarchar20表5.5故障歷史登記表（history）名稱字段名稱類型長度與否主鍵故障現(xiàn)象Widvarchar50Y故障因素WnameVarchar50機床型號WsexVarchar50機床類型Wphonevarchar20故障發(fā)生時間Mbtimedatetime故障解決時間metimedatetime 在數(shù)據(jù)庫中建立以上有關表。本系統(tǒng)一共涉及5張表，分別是設備數(shù)據(jù)表、顧客登錄數(shù)據(jù)表、管理員數(shù)據(jù)表、知識庫數(shù)據(jù)表、故障歷史登記表。每張表有各種屬性構成，每個屬性要依照實際規(guī)定設立相應字段類型，例如故障歷史記錄屬性，mbtime表達故障發(fā)生日期，因此字段類型應當選取Datetime。主核心字(primarykey)是表中一種或各種字段，它值用于惟一地標記表中某一條記錄。在兩個表關系中，主核心字用來在一種表中引用來自于另一種表中特定記錄。主核心字是一種唯一核心字，表定義一某些[7]。

第六章系統(tǒng)操作界面設計與實現(xiàn)6．1登錄模塊設計與實現(xiàn)所有顧客在此界面登錄，首頁簡介了開源機床廠發(fā)展歷史，并有各種機床常用故障信息及機床簡介，以及公司所獲成就、公司擅長生產產品，有管理員登錄鏈接和普通顧客登錄鏈接。如圖6-1、6-2、6-3所示圖6-1顧客登錄首頁圖6-2普通顧客登錄圖6-3管理員顧客登錄6.2普通顧客操作模塊設計與實現(xiàn)普通顧客可以進行故障查詢和歷史庫信息查詢，如圖6-4、6-5：圖6-4普通顧客故障查詢6-5機床歷史故障信息查詢6.3管理顧客操作模塊設計與實現(xiàn)管理員可以對知識庫、歷史庫、普通顧客進行增長、修改、刪除操作，及時更新知識庫、故障庫信息，并可以增長登錄普通顧客名，如圖6-6、6-7、6-8、6-9所示：圖6-6知識庫管理操作圖6-7歷史庫管理操作圖6-8對普通顧客添加操作圖6-9知識庫信息查詢第七章系統(tǒng)實現(xiàn)若干問題解決7.1添加struts包實現(xiàn)動態(tài)action動作。7.1.1strutsStruts是由apache開源軟件聯(lián)盟提供，它目的是但愿分離WEB程序表達層、控制層和后臺功能層，也就是實現(xiàn)MVC模式。本系統(tǒng)采用struts2，實例解決流程圖如圖7-1所示[8]。服務器啟動后，依照web.xml加載ActionServlet讀取struts-config.xml文獻內容到內存[10]。以登錄為例：第一次進login.jsp會先實例化Form、把默認值賦給表單元素。輸入顧客名密碼提交表單、提交到action屬性login.action，通過ActionServlet讀struts-config.xml文獻找到action下path屬性找到.action，通過name屬性找form-beans中form-beanname屬性得到ActionForm包名類名，先實例化form，把表單值填充給form，調用formvalidate辦法驗證、ActionErrors返回null表達驗證通過，否則失敗返回input指定頁面.驗證通過會實例化Action，執(zhí)行Actionexecute辦法[11]。圖7-1實體解決流程圖7.1.2歷史庫添加機床故障歷史信息實例：此處歷史庫添加、刪除、修改機床故障歷史信息為例，它們某些代碼如下：privatestaticfinallongserialVersionUID=1L;privateStringlid;privateStringlname;privateStringldatail;privateStringlreason;privateStringlbtime;privateStringletime;publicStringgetLid()...在kbadd.java中往數(shù)據(jù)庫中添加操作代碼：publicStringexecute()throwsException{HttpServletRequestrequest=ServletActionContext.getRequest()；try{Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");Connectionconn=DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/ab","root","447887")；Statementst=conn.createStatement();System.out.println(lid);Stringsql="INSERTINTOhistory(mid,mname,mdatail,mreason,mbtime,metime)VALUES('"+lid+"','"+lname+"','"+ldatail+"','"+lreason+"','"+lbtime+"','"+letime+"')";st.executeUpdate(sql);System.out.println("qerq");mit();System.out.println("name");request.setAttribute("info"，"添加成功!");st.close();conn.close()；}catch(Exceptione){}return"success";}}在kbdelete.java中對數(shù)據(jù)庫進行刪除操作代碼：publicStringexecute()throwsException{HttpServletRequestrequest=ServletActionContext.getRequest()；try{Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");Connectionconn=DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/ab","root","447887")；Statementst=conn.createStatement();Stringsql="deletefromhistorywheremid='"+lid+"'";st.executeUpdate(sql);mit();System.out.println("name");request.setAttribute("info"，"刪除成功!");st.close();conn.close();}catch(Exceptione){}return"success";}}在kbupdate.java中對數(shù)據(jù)庫進行修改數(shù)據(jù)如下：publicStringexecute()throwsException{HttpServletRequestrequest=ServletActionContext.getRequest()； Stringmid=request.getParameter("lid");try{Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");Connectionconn=DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/ab","root","447887")；Statementst=conn.createStatement();Stringsql="select*fromtb_Knowledgewheremid='"+lid+"'"；sql="updatehistorysetmname='"+lname+"',mdatail='"+ldatail+"',mreason='"+lreason+"',mbtime='"+lbtime+"',metime='"+letime+"'wheremid="+request.getParameter("lid");st.executeUpdate(sql);mit();System.out.println("name");request.setAttribute("info"，"更新成功!");st.close();conn.close();}catch(Exceptione){}return"success";}}列出在kbadd.jsp某些代碼如下，該代碼作用是當顧客沒有填寫機床型號和名稱時，彈出提示框提示顧客將必填信息填完，如果這兩項都填完時，系統(tǒng)才干執(zhí)行kbadd.action動作，該動作是在sturts.xml中定義。Struts.xml中定義了動作代碼和操作成功和失敗跳轉界面。functionCheck1(){if((document.form.part.value=="")||(document.form.phom.value=="")){alert("機床型號、名稱不能為空");document.form.part.focus();returnfalse;}else{document.form.action="lisi.action";document.form.submit()；}}7.2管理員和普通顧客分別在兩種不同界面登錄：管理顧客登錄成功是跳轉到管理員界面，所有操作都不再需要權限驗證，普通顧客登錄操作成功后跳轉是普通顧客操作界面，可以進行普通查詢操作，管理登錄和普通顧客都是驗證顧客名和密碼，若所輸入顧客名和密碼都對的，才干成功跳轉。它們在類.java中語言解決都是類似，此處舉例列出管理登錄。Login1.java（管理員）中查詢數(shù)據(jù)庫語句，如下：publicStringexecute()throwsException{Stringch="fail";try{Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");Connectionconn=DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/ab","root","447887");Statementsm=conn.createStatement();Stringsql="selectidfromadminsterwhereid='"+id+"'andpassword='"+password+"'";ResultSetrs=sm.executeQuery(sql);if(rs.next()){System.out.println(rs.getString(1));ch="success";}}catch(Exceptione){}returnch;在login1.jsp設計管理員登錄界面，在該界面中，登錄名稱不對時，重新跳轉登錄界面，或點擊重置也可以，其中某些語句如下：<formid="form"name="form"action="login1.action"method="post"><center><tr><tdwidth="15%"height="30">顧客名：</td><tdwidth="35%"><inputtype="text"name="id"class="inputrightp"/></td><tdwidth="15%"height="30">密碼：</td><tdwidth="35%"><inputtype="password"name="passwor