[發明專利]一種基于Pyke專家系統的工業設備軟件模擬方法

在審

• 申請號: 201710237973.0
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN107085517A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 帥普佳;戴超;周傳宏;李超;肖力恒
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G06F9/44
• 分類號: G06F9/44;G06F17/30;G06N5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種專家系統開發平臺，尤其涉及一種可訪問sqlite3數據庫實時過程數據的專家系統開發平臺，從而實現工業環境下硬件設備的軟件邏輯模擬。本發明所設計的基于Pyke專家系統的工業設備軟件模擬方法主要是用于工業管控系統中對于非開發人員的培訓。有了這種方法可以不用實地操作硬件設備就能獲取到實時數據，從而大大提高了工作培訓的效率并且降低了由于出錯導致的損失。

背景技術

在工業管控系統中，需要針對所使用的管控系統對工作人員進行相應的培訓。這種培訓的目的是讓工作人員熟悉管控軟件并能快速地用其進行工作。在工業中，大部分工作環境復雜，若是在培訓中還需要工作人員去實時的操作相關設備，那么培訓的成本會太高而且培訓的效率也會大大降低。因此，本專利考慮將硬件設備軟件化，設計一種實現硬件功能的軟件模擬方法。

專家系統的開發一般都分成推理機和知識庫，推理機獨立于知識庫，只要有某一行業的知識，推理機就可以正常工作推理出結果。知識則采用規則來標識知識，多條規則形成知識庫。

當前的各種行業，如冶金行業、電力行業等，其中用到的專家系統一般都是采用專有的軟硬件或者通用的計算機軟硬件來進行開發。但是經驗表明，專有的硬件或軟件雖有助于專家系統的實現，但是不利于專家系統的推廣和后期更新、維護，因此目前普遍采用在主流的計算機硬件平臺或軟件平臺來進行專家系統的開發，本文采用的Pyke是基于python的專家系統，有專門模塊設計知識庫、自帶的推理規則、后臺數據庫采用Sqlite3需要通過PLC采集大量實時數據，這些實時數據根據需要一般都會保存在這些Sqlite3數據庫中。本發明所采用的Pyke專家系統具有很強的使用價值，能從這個Sqlite3數據庫中獲取相關的實時數據，以及時進行推理，從而獲知各種硬件設備的當前狀態是否正常，以采取相應的措施。從而可以在沒有硬件設備的條件下，實現對工業管控系統的員工培訓。

Pyke以python語言為基礎開發了數百個函數，向用戶提供了基于規則的專家系統功能。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于Pyke專家系統的軟件模擬系統，以解決現有工業系統的員工培訓中為產生實時數據而運行硬件設備的問題。本發明的專家系統平臺可提高系統開發的規范性和效率，并可實現專家系統對各種實時數據庫的訪問，為專家系統與各種過程控制平臺的結合提供可能，提高專家系統的實用性。

為了實現以上的目的，本發明的技術方案如下：

Pyke可以把python程序調制成難以計數的各種形態，充分發揮領域特定語言(Domain Specific Language，DSL)的優勢，在實質內容上強化了程序的適用性。通過Pyke的編譯，可以提高DSL的性能。Pyke在增強程序適用性的同時，以其代碼重用的優勢，將程序開發速度與應用領域范圍整整提升了一個數量級。Pyke使用sqlgen實時訪問數據庫，同時它還提供了多個知識庫和推理機。

本發明由于采用了上述的技術手段，具有這樣的技術效果，即(1)本發明所述系統通過將Pyke編譯生成靜態庫和動態庫的方式作為推理機。推理規則包括正向推理規則和反向推理規則。正向推理規則采用的是if-then語句，pyke查看.krb文件中的哪個規則的if子句與已知事實相匹配，規則匹配成功后開始啟用它，然后將其then子句中的事實加入到已知事實的列表中。Pyke的then子句與下一個規則的if子句相鏈接，此推理過程持續到沒有規則可供使用，推理的順序是按照.krb文件中的規則的順序來進行的。推理機使得用戶只需在該平臺下根據自己的需求增加、修改規則文件、編輯源文件，就可以迅速搭建起符合要求的專家系統框架，從而實現硬件的軟件化。由此節約了大量的時間和精力。(2)Pyke對python函數“調制”，根據需求做出相應的設置，具體的調制方法是將參數設置為常數。從而為專家系統與各種過程控制平臺的結合提供了可能，使得開發出的系統可以及時對過程控制平臺所采集到的各硬件設備的實時數據進行推理，使得硬件設備發生異常時，可以及時發出警報或者調整控制參數，從而實現了對生產線的閉環控制；(3)Pyke把一種邏輯編程方式集成進python，它具有的基本功能包括：1.數據驅動的正向推理和目標驅動的反向推理；2.把python多個函數匯集起來，自動生成“調用順序圖”。支持的對象包括多個事實庫、正向推理規則和反向推理規則、多個規則庫、繼生的規則庫和推理規則被編譯成python函數，這極大的增強了規則的表達能力，也增強了系統對平臺的適應性。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：