铸造过程是一个多工艺流程配合的极为复杂的 物理化学过程，影响因素很多，即使较为成熟的工艺 在实际生产中也可能出现问题。以往对铸件缺陷的解 决，在很大程度上依赖铸造行业专家多年来获得的专 业知识、经验和技能。近年来，随着铸造行业的发展， 市场竞争的加剧，以及铸造生产的绿色化的要求，质 量间题日益突出，一度出现铸造专家的匾乏。利用人 工智能技术开发的铸件缺陷诊断专家系统，能像人类 专家一样解决铸造生产中出现的缺陷问题，代替人类 专家。 铸件缺陷诊断专家系统，在国内外均有商品化软 件。但目前报道的国内已开发的铸件缺陷诊断专家系 统，均是建立在单机平台上l’l。由于软件购买费用高， 而缺陷的产生又具有一时性、单一性，软件本身又具 有不断升级的更新性，大多数企业否定了高费用一次 性拥有软件的必要性，由此造成软件难以推广的局 面，其作用被限制在很窄的范围内，形成所谓的“知识 信息孤岛”。 随着Intemet的发展，将专家系统从单机平台转 向Intemet已成为必然趋势。国内外有关专家系统与 Web技术集成的研究均有报道l2.3!，国内主要集中在 农业应用领域:lllternet上的专家系统较之传统的孤 立系统有更高的共享度，任何网上用户只需使用浏览 器即可登录运行有专家系统的网站，向专家系统咨 询，极大地扩展了专家系统的使用面。专家系统安装 言运行环境还保证了已经做的基于COM的开发可 以移植到ASP.NET: (4)更具安全性:使用授权和鉴定技术可以确保 应用程序的安全。 3系统的体系结构 系统采用B/S/S三层体系结构，即客户层(接口 层)、中间层(应用层)和数据源层，其运行模式如图l 所示。 在Web服务器上，系统 修改或升级后不必物理 地分发软件，大大方便了 专家系统的维护和管理。 本文力图探索一种 基于Internet的铸件缺 陷远程诊断专家系统的 开发方法。 画……匡图彝鱼 图1 ASP.NET的系统结构模型 咖礼一二一竺一1 :---·一，幻血护lx翻山w.i }产-一气__一里经___广 l宙镜1.----一一 致据如旬启 仁亘遍)代圣亚〕 客户县 尹~.一，..--.·~·， l客户幼认 .”‘~绮 i切劝翻览韶{ ‘~-一~.一.~，，，，曰 .尸 ‘ 卿卜 切劝洲览肠l 袄初{’__.:一公;荔一飞 l，，_____.沁月助洲_到竺竺.1卜 : 1系统的开发方案 目前，在Intemet上建造专家系统(ES)有两种模 式:一种是将传统ES移植到网上，称为‘，ES上网”。 ES上网的主要技术问题在于采用何种Intemet技术 去实现传统ES的思想;另一种是构建Intemet多专 家的分布式协作系统。这种模式的目标是为用户提供 多ES的协作服务，其关键技术在于如何实现各ES 之间的通信与协作回。ES上网不仅给传统ES注人了 新的活力，而且也是建造分布式专家协作系统的基 础。 本系统采用移植式“ES上网”方案。 2系统的开发工具的选择 本系统选择ASP.NET作为开发工具。 ASP.NET是微软开发的动态Web编程技术中 活动服务器网页技术(ASP)的最新版本。与ASP相 比，ASP.NET具有以下优点l5>: (l)性能增强:在服务器上运行ASP.NET的代码 是经过编译的公共语言运行环境代码，与ASP的解 释性代码相比，它有更快的执行速度。此外，通过预先 绑定、及时编译、本地优化及缓存服务等技术，使开发 工作既高效又轻松。 (2)世界范围的工具支持:通过Visual Studio.Net 集成开发环境，ASP.NET可以获得丰富的工具支持。 (3)强大和灵活:公共语言运行环境基本类库、消 息处理和数据访问解决方案都已经无缝集成到ASP. NET，可以使用你喜欢的语言进行开发。另外，公共语 接口层位于客户端，即Internet Explore、Netscape Navisator等Web浏览器，提供专家系统人机交互界 面，包括数据表单的提交、决策结果以及辅助的多媒 体信息的显示等。客户端可以运行于windows gX、 W indows ME、Windows NT、Windows 2000 Profes- sional、WindowS XP等各种版本的Windows操作系 统，通过浏览器运行专家系统，基本实现客户端的零 安装。 应用层即Web服务器，是系统运行的枢纽部分， 担当主要的应用处理任务，包括处理接口层的HTTP 请求，及与数据库服务器的连接和交互。本系统以 Windows 20OOServer+115 5.0作为应用层平台，采用 ASP.NET构造应用处理程序。 数据层位于最底层，主要处理应用层对数据的请 求，包括对数据库、知识库的存取和访问。本系统使用 AccesS作为后台数据源，并用ADO.NET技术连接数 据库，通过ADO.NET来实现数据访问层的功能。A- DO.NET使用离线数据集，不需要长时间地链接和锁 定数据库，各用户不会争夺知识库资源，其良好的扩 展性能使多用户对专家系统的咨询可不间断地进行， 实现多用户同时咨询。 在实际运行时，用户在客户层以HTMI」的方式 向中间层提出请求，115 Web Serve:接到请求并通过 ASP.NET程序验证请求的合法性，若通过请求，则通 过ADo.NET对象调用数据源层的数据并将结果以 HTM口XML的方式返回浏览器。 4系统实施缺陷诊断的思想 本系统的基本功能的定位:①识别指定的缺陷; ②对缺陷产生原因进行分析;③提出减少或消除缺 陷的对策建议。 4.1铸件缺陷识别 本系统采用国际铸造技术协会(ICFTA)对铸件 缺陷的分类方法，该方法以缺陷的物理特征为基础， 用户通过直接观察或者借助对缺陷特征的精确说明 (只包括缺陷的形状、外观、位置和大小)，就能对缺陷 进行鉴别。用不着依靠缺陷的名称，也无须考虑产生 缺陷的可能原因，就可以对铸件缺陷进行鉴别。 本系统以缺陷性状为标准，将缺陷分成类、组、子 组和具体缺陷4个层次，按照五个步骤，将缺陷性状 逐渐细化，采用由粗到精、分层递阶搜索的反向推理 进行铸件缺陷的鉴别气 缺陷的具体鉴别过程如下: (l)首先根据缺陷的物理特征，在“缺陷分类”界 面(图2)中粗略地进行选择。 (2)在“缺陷分组“界面中根据缺陷的物理特征做 进一步的判定。 (3)在“缺陷子组”界面中再一次做更细致的判 定。 (4)点击相应的单选按钮，系统将动态地给出对 应的缺陷的示意图，将实际缺陷与示意图对照认定缺 陷。该步以缺陷示意图作为识别向导，可提高缺陷识 别的准确度，如图3所示。 (5)给出选定缺陷的各种描述，同时给出相应的 实物图片(单击“观看实物”按钮)供用户参考，以便与 实际情况相对照，如图4所示。 上述各步均可返回上一步或从头重新判定。 4.2铸件缺陷原，_二_ 5系统的具体实现及关健技术 5.1知识库的设计 按专家系统分类方法和用途，本系统属于诊断型 专家系统，根据缺陷诊断的特点，选择产生式规则表 示法的形式作为其知识表示的方法。 本系统采用Access建造了一个数据库(qu丽an) 作为专家系统的知识库。 这个数据库包括6个数据表(lei、zu、zizu、quexi- an、chen娜n、cuoshi)，对应缺陷的分类、分组、子组、 具体缺陷、成因、措施六个方面的信息。 5.2推理机的设计 推理机的作用是通过设计好的正向推理规则经 匹配、比较得到判断结果，并将结果以HTML页面的 形式反馈给用户。由Web页面动态访问专家系统知 识库是推理机开始工作的前提，也是建立网上ES必 须解决的关键问题。本系统ADo.NET来访问知识库 中的数据资源。 推理机实际上是一段子程序，它频繁访问知识库 中的各种知识表，进行匹配和比较，以访问的知识表 名为参数，按设定好的正向推理规则把推理机设计为 一个函数。在缺陷诊断中需要进行多次推理，系统开 发中，将VB.NET编写的推理机程序生成为一个Ac- tiveX控件，将该控件嵌人ASP.NET网页中，作为系 统知识库的Web接口，实现在Web环境下的专家系 统推理。 5.3用户界面的设计 系统设计了8个用户界面，即Web窗体: (I)系统首页，主要是系统功能、使用方法等软件 一般信息的介绍，图略。 (2)缺陷判定首页。这是最粗略的判定，如图 因分析与对策建议 在铸件缺陷明 确之后，系统将给 出所有导致缺陷的 原因，用户结合铸 造生产过程的各工 艺环节的实际情况 进行分析，找出导 致缺陷的真正原 因，这是一个正向 推理过程。 确定导致该缺陷的原因之后，点击相应 的单选按钮，即选定原因，系统将在下部的列 表中给出对应的防止措施，如图5所示。 3。 (6)缺陷 的详细信息， 如图4。 (7)缺陷 喻，才确11三口目白 (8)缺陷成因及防止措施，如图5。 5.4程序代码 下面介绍一下实现系统主要功能的关键代码。 费实现与知识库(quexian.mdb)的连接<刀 ‘定义访问知识表(lei)的SQL字符串 strSQL=“seleet leilning from lei" ’声明使用Access数据库 strDSN==，，Provider=Mierosofi.Jet.OLEDB._ 4.0:Data Souree=n&Server.MaPPath_ (”/asP--net/quexian.mdbl，) ’创建OleDbConneetion objConn=New oleDbConneetion(strDSN) ’实例化OleDbDataAdapter对象 objCmd=New OleDbDataAdaPter() objCmd.TableMa
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