Диссертация (1152160), страница 56
Текст из файла (страница 56)
В этом случае диагнозможет ставиться на основе нескольких строк таблицы, а в графе В примечаниимогут быть указаны использованные разработанные нейросетевые модели контроля качества пищевой продукции. Диагностическую таблицу состояния ТПпроизводства пищевой продукции в этом случае предлагается представлять втаблице (пример представления представлен в таблице 7.2).Диагностическая таблица состояния ТП производства пищевой продукцииТаблица 7.2КачествоКачествоПрогнозированиеНомерt0t1t2t3полуфабриката113.00+++в нормеготовой пищевой продукциив норме213.20+++++имеются отклоненияимеются отклонениякачества готовойпищевойпродукциив норме0,90 от нормыДля записи последовательности проведения процедур контроля состоянияТП производства, параметров качества сырья, полуфабрикатов и готовой пищевой продукции и задания ограничений (если они есть) может быть предложен аналогичный механизм.
Механизм записи последовательности проведенияпроцедур контроля в виде правил реализуется, например, следующим образом:ЕСЛИ: Р2 = 1, ТО: Э1 (1 этап) = К1, К3, К7 - где К1, К3, К7 - процедуры контроля показателей качества, подаваемые на ОК.В отличие от систем математического моделирования, ИЭСК моделирует не столько физическую природу определенной проблемной области,сколько механизм мышления человека при решении задач в этой проблемнойобласти. Система производит вычислительные операции и формирует определенные соображения и выводы, основываясь на знания, которыми она располагает.362ИЭСК направлена на поддержку принятия необходимых решений после автоматического контроля в потоке показателей качества сырья, полуфабрикатов и готовых изделий, с помощью оперативного диспетчерскогоуправления производством различных пищевых продуктов.На этапе формализации БЗ выбрана модель представления знаний,представленная в главе 6 (п.6.3.3).
На основании выбранного формализмабыла спроектирована логическая структура БЗ. При формализации декларативной компоненты БЗ использованы данные о параметрах ТП производствапищевой продукции, которые измеряются автоматически, а также были использованы данные контроля показателей качества сырья (диагностическиепарметры), полуфабрикатов и готовой продукции, полученные в условияхреального производства в лабораториях пищевых предприятий.
Данные были сгруппированы в соответствии с иерархической структурой, представленной на рисунке 7.15.Декларативнаякомпонентареализованаввидеобъектно-ориентированной модели, в соответствии с рисунком 7.15, учитывает специфику линий производства пищевой продукции и особенности их функционирования. Объектно-ориентированная модель декларативной компоненты БЗпрограммно реализована в виде базы данных (БД) в СУБД Access.
Каждыйобъект БД учитывает иерархические особенности линии производства пищевой продукции и содержит множество атрибутов (характеристик ТП производства).Рисунок 7.15 Модель декларативной компоненты базы знаний ИЭС363Управление и работа с БД осуществляется непосредственно через ИЭСконтроля и прогнозирования качества пищевой продукции. БД ИЭС возможно использовать наладчикам технологического оборудования в качествесправочно-информационной системы. В БД представлена информация о: параметрах контроля всех ТП, входящих в производство определенного видапищевой продукции, их значениях, этапах производства.
В БД также имеется информация о функциональных блоках, из которых состоят подсистемы, оспособах устранения отказов. Основные требования, предъявляемые к БД:- учет функциональных блоков производства пищевой продукции;- учет диагностических параметров (параметров контроля) и их значений;- учет способов устранения неисправностей;- возможность обеспечения связи с БД верхнего уровня для обеспечения связи с автоматизированной системой управления всего производства (АСУП).Как БЗ характеризуется моделью представления знаний, так и БД характеризуется моделью представления данных.
Выделяют три типа моделейпредставления данных - иерархический, сетевой и реляционный.Для разработки декларативной компоненты использована реляционнаямодель данных. Обоснованием выбора данной модели является то, что реляционная модель проста в построении, поддерживает возможность использования БД без знания методов ее построения и способов представления знаний. Представление БД дает наглядность отображения структуры линиипроизводства конкретного вида пищевой продукции и сведения о подсистемах этой линии. Данные представленные реляционной моделью легко изменяются и обновляются без нарушения целостности БД. Реляционные БДобеспечивают возможность представления проблемной области в виде совокупности фактов «сущность-значение».Разработана система управления базами данных (СУБД) - это программа, с помощью которой реализуется централизованное управление данными,которые хранятся в базе данных ИЭС контроля и прогнозирования качества364пищевой продукции, обеспечивается доступ к ним и их поддержка.
При выборе СУБД для реализации декларативной компоненты были выполненыследующие требования: обеспечение связи с БД верхнего уровня, поддержкареляционной модели данных,обеспечение быстродействия обработки за-просов при диалоге пользователя с ЭС.Рассмотрены наиболее распространенные СУБД реляционного типа FoxPro, Access, поддерживающих реляционную модель данных [27]. Исходяих проведенных исследований, выбрана СУБД Access. Данная СУБД отвечает всем требованиям, предъявляемым к БД и обладает простотой обслуживания. Построена модель «Сущность-связь» в виде ER - модели в соответствиис рисунком 7.16.
Модель реализована в Visual Studio 2017.Рисунок 7.16 Модель базы данных ИЭС контроля качества пищевой продукцииPK - первичный ключ; FK1 - внешний ключНа этапе физического проектирования разработана физическая структура БД, которая соответствует модели предметной области, представленнойна рисунке 7.16. Инфологическая (обобщенная) модель данных, преобразована в модель данных выбранной СУБД Microsoft Access 2017.
Преобразование ER-модели в схему БД выполнено путем сопоставления каждого объекта365диаграммы и каждой связи между ними. Предварительно созданы таблицы иналожены ограничения на данные: заданы типы данных полей и соответствующие свойства полей. На рисунке 7.17 представлена схема данных вСУБД Visual Studio 2017.Рисунок 7.18 Схема данных в СУБД Visual Studio 2017Разработанная компонента БЗ может быть использована без запуска ИЭС.Данная возможность позволяет пользователю (наладчику линии, оператору мониторинга производства, лаборанту лаборатории) просмотреть совокупностьвсех данных о параметрах контроля и регулирования ТП линии производства,обновить данные, в соответствии с обновлениями в БД верхнего уровня, использовать операции импорта и экспорта данных, также множество других возможностей.
Для обслуживающего персонала с малым опытом работы предусмотрена возможность получения справочной информации об основных подсистемах и функциональных блоках ИЭС контроля качества определенной пищевой продукции.Для упрощения выполнения данных операций, были разработаны формыдоступа к данным. На формах скрыты ключевые атрибуты, что обезопасит данные от нарушения целостности. Формы позволяют просматривать данные, редактировать и обновлять. К функции редактирования ограничен доступ пользователей наложением пароля.
Это обеспечит безопасность данных при запускеБД обслуживающим персоналом с малым опытом работы. Для обеспечениябезопасности БД была разделена на две составляющих. Одна из них содержиттаблицы, другая только запросы и формы доступа с наложенными ограничени-366ями. Часть базы данных содержащая таблицы переносится на сервер лаборатории мониторинга. Была разработана основная форма доступа к данным, в соответствии с рисунком 7. 18.Рисунок 7.18 Основная форма базы данных ИЭС контроля качества пищевойпродукцииДанная форма содержит элементы управления, позволяющие быстро перейти к необходимому разделу БД и запускается автоматически при открытииБД. При нажатии кнопки «Просмотр базы знаний», пользователю предоставляется доступ к базе знаний ИЭС, в соответствии с рисунком 7.19.Рисунок 7.19 Форма для просмотра содержимого базы знанийДанная форма содержит кнопки для перехода по записям, а также кнопкудля перехода в режим редактирования.
При нажатии данной кнопки пользователю предлагается ввести пароль доступа в соответствии с рисунком 7.20.367Функция реализована при помощи объектно-ориентированного языка VisualBasic.Рисунок 7.20 Окно для ввода пароляПри правильно введенном пароле пользователь получает доступ к форме, позволяющей редактировать имеющиеся записи и добавлять новые, в соответствиис рисунком 7.21.Рисунок 7.21 Окно редактирования базы знаний ИЭС контроля качествапищевой продукцииПри нажатии кнопки «Справочная информация», пользователю предоставляется доступ к ознакомительной информации, в соответствии с рисунком 7.22.368Рисунок 7.22 Форма доступа к справочной информацииПри нажатии кнопки «Подсистемы», пользователю выдается информацияо подсистемах линии производства определенного вида пищевой продукции, всоответствии с рис.
7.23. Данные с формы можно отправить на печать. Такжеможно открыть записи обо всех блоках в одном окне и вывести их на печать.Рисунок 7.23 Форма доступа к справочной информации о подсистемах линиипроизводства помадных глазированных конфетВ результате проведенных исследований произведена формализация базызнаний ИЭС контроля и прогнозирования качества пищевой продукции, основанная на:- представлении декларативной компоненты в виде объектно-ориентированноймодели, реализованной в виде реляционной базы данных;- применении в качестве экспертной информации экспериментальных данных о:- показателях качества сырья, полуфабрикатов и готовой пищевой продукции;369- режимах работы используемого оборудования линии производства конкретного вида пищевых изделий в условиях эксплуатации этой линии.В современных ИЭС применяются различные стратегии поиска решенияи постановки состояния ОК, которые позволяют определить необходимые последовательности процедур контроля и прогнозирования.
Однако приоритет вИЭС стоит отдать прежде всего знаниям и опыту, а лишь затем логическомувыводу. Данная методика нашла широкое применение при создании экспертных систем управления технологическими процессами в приборостроении [27]и машиностроении [92].7.4.3. Поддержка принятия решений ИЭС при автоматическом контролеи диспетчерском управлении ТП производства пищевой продукцииРассмотрим разработанную интеллектуальную экспертную системуконтроля (ИЭСК) и прогнозирования качества пищевых изделий, в которойиспользовались системы продукций и фреймы, а также прямая и обратнаяцепочка рассуждений одновременно. В качестве объекта контроля (ОК) вИЭСК использовались ТП производства различной пищевой продукции: помадных глазированных конфет (ПГК), муки, сливочного масла и хлебногокваса.На рисунке 7.24 показано, что такая ИЭСК работает совместно с автоматизированной системой контроля и диагностирования (АСКД), которая подает в динамике воздействия на ОК (десятки и сотни воздействий в секунду),анализирует выходные реакции и дает заключение о состоянии различныхэтапов ведения процессов производства.
В случае, если реакция проверяемогоОК не соответствует эталонным значениям, то подключается основанная назнаниях подсистема контроля и диагностирования АСКД, которая запрашивает значения сигналов в определенных контрольных точках и ведет операторапо схеме ОК, рекомендуя ему произвести измерения в определенных контрольных точках или подтвердить промежуточный диагноз и, в результатеприводит его к месту неисправности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
