Нечипорук О.П., Лейких В.І., Сігаєв В.В.

Національний авіаційний університет, Україна

Проектування експертних систем діагностування технічного об’єкта з багаторівневою структурою

Розв’язання задач технічної діагностики доцільно починати в процесі проектування об'єкта. Виходячи з умов використання та експлуатації об'єкта, що проектується, розробляють діагностичні моделі, ефективність яких значною мірою залежить від ступеня пристосованості конструкції об'єкта до технічного діагностування, а також методів і засобів технічної діагностики, що застосовуються.

Складний об’єкт діагностування є сукупністю технологічних підсистем, які, в свою чергу, складаються з більш дрібних функціональних технологічних вузлів, а ті з сукупності агрегатів і т.д.

Існують також загальні принципи підвищення надійності будь-яких систем:

– Система повинна складатися з мінімального числа утворюючих її елементів.

– Елементи і рішення повинні бути ортогональні, тобто необхідний набір функцій повинен забезпечуватися суперпозицією мінімального набору базових елементів.

– Ієрархічні рівні в системі повинні бути автономні.

– Мінімальні розміри і простота прикладних програм, так як збільшення розмірів програм веде до експоненціального зростання числа помилок і складності їх тестування.

Для великих об'єктів діагностування функція, що вийшла з ладу, повинна бути відновлена без впливу на решту функціонуючих частин системи, тобто відновлення має здійснюватися в режимі гарячої заміни за мінімальний час.

Під експертною системою діагностування технічних об’єктів з багаторівневою структурою (ЕСДТОБС) розумітимемо програму, яка використовує знання фахівців (експертів) про деяку конкретну вузько спеціалізовану область і в межах цієї області здатна приймати рішення на рівні експерта-професіонала.

Блок, що визначає пошкодження, складається з двох частин: планувальника завдань і логічного виведення результату (ухвалення рішення). За допомогою планувальника завдань здійснюється обґрунтування стратегії розв’язання завдання. Вибір стратегії прийняття рішення здійснюється на основі аналізу описів зв'язків ситуацій, що описують причинно-наслідкові залежності.

Блок відображення необхідний для виведення результатів розв’язання задачі діагностування на екран дисплея. Для кращого сприйняття результатів використовуються структурні схеми, що відображають конструкцію об'єкта і допоміжних систем (графічне представлення інформації).

База даних ЕСДТОБС є частиною бази даних системи керування складного технічного об’єкта. У базі даних реалізована реляційна модель даних. База даних експертної системи діагностування містить ту інформацію про об'єкт і його допоміжні системи, яка необхідна в процесі прийняття рішення при аналізі ненормальної ситуації. До такої інформації відносяться нормативні дані по експлуатації об’єкта – граничні значення.

Джерелами інформації для бази фактів є система збору інформації від встановлених датчиків або результатів випробувань обладнання.

База знань поділяється на два рівня. Нижній рівень представляє набори продуційних правил, а верхній рівень – опис причинно-наслідкових ситуацій. Ці описи є логічною схемою протікання визначених порушень роботи об'єкта і систем, що забезпечують його роботу. Взаємодія персоналу з інформаційною моделлю здійснюється через відповідні інтерфейси.

Ведення бази знань пов'язано з використанням таблиць рішень, ідентифікаторів, що описують датчики, табло, реле-покажчики і властивості складного технічного об’єкта діагностики. Підтримка цілісності бази знань, підвищення ефективності керування базою, зниження ймовірності внесення помилки персоналом є необхідними вимогами до роботи інтерфейсу.

Експертні системи діагностики різного устаткування досить широко поширені в різних сферах діяльності. Основна кількість таких систем проводить звичайний моніторинг, а інші можуть видати інформацію не тільки про контрольований об'єкт, а й констатують те чи інше ушкодження.

Експертні системи призначені для моделювання або імітації поведінки досвідчених фахівців-експертів при вирішенні завдань з якого-небудь вузького питання. Таким чином, експертні системи являють собою комп'ютерні програми, що трансформують досвід експертів в якій-небудь галузі знань у форму евристичних правил. В експертних системах ми маємо справу з використанням такого компонента інформаційних технологій як бази знань, яка містить факти, що описують проблемну область, а також логічний взаємозв’язок цих фактів.

Література:

1. Мозгалевский А.В. Вопросы проектирования систем диагностирования / А.В. Мозгалевский, А.Н. Койда. – Л.: Энергоиздат, Ленинградское отделение, 1985. – 112 с.

2. Литвиненко А.Е. Метод диагностирования сложных объектов с многоуровневой структурой / А.Е. Литвиненко, Е.П. Нечипорук – “Black sea” scientific journal of academic research. – 2014. – № 3. – P.35-42.

3. Бердтис А. Структуры данных. – М.: Статистика, 1974, - 408 с.