智能決策支持下設備維護RP系統(tǒng)的模型研究

1、智能決策支持下設備維護RP系統(tǒng)的模型研究摘 要：本文根據(jù)當前設備管理系統(tǒng)的缺陷，提出了一種基于智能決策的設備維護計劃系統(tǒng)，構造了此系統(tǒng)的模型及處理邏 輯，建立了體系結構，闡述了實現(xiàn)此系統(tǒng)的關鍵技術。關鍵詞：智能決策支持；設備維護；需求計劃在研究對企業(yè)投資項目評估、技術改造、設備管理和決策支持系統(tǒng)等知識的整理、理解、比較和歸納下，突破原有的決策支持系統(tǒng)的模式和方法，即采用方便的模式對企業(yè)管理項目進行決策，在企業(yè)中的設備管理中的設備維護管理是設備管理的重要內容，是設備綜合管理的重要環(huán)節(jié)。許多企業(yè)為此建立了設備管理信息系統(tǒng)，其功能主要是對設備的運行數(shù)據(jù)進行采集及保存，使設備管理人員從繁瑣的事務性工作

2、中擺脫出來，但是不具備對設備的各項數(shù)據(jù)進行有效的分析與處理能力，更不可能對設備維護方案作出智能決策與評價。同時，對于設備維護中的各項資源并未做出合理的計劃。為此，本文根據(jù)MRP原理提出的基于智能決策支持（IDS）的設備維護需求計劃（RP）系統(tǒng)，充分利用企業(yè)已有的設備管理信息系統(tǒng)中大量的有關設備維護信息，運用智能決策和專家系統(tǒng)，根據(jù)企業(yè)維護資源，提出優(yōu)化后的維護方案，同時，也能解決設備維護計劃、設備維護資源需求計劃及生產作業(yè)計劃等之間的沖突問題。一、智能決策支持系統(tǒng)概述決策支持系統(tǒng)是輔助決策者對“半結構化問題和非結構化問題”進行決策的人機交互系統(tǒng)，并不是代替管理者進行決策的系統(tǒng)，這就意味著決策分

3、析不能完全用一種事先定義好的算法、程序或模型來機械地處理，不能完全依靠計算機系統(tǒng)做全部工作，它需要人機的交互作用，只能輔助而不是代替高層管理人員進行決策活動。智能決策支持IDS （Intelligent Decision Support），是在以數(shù)學模型和定量分析方法為基礎的決策支持（DS）上集成了以定性處理為特征的人工智能（AI）和專家系統(tǒng)而形成良好的IDS各組成部分有機地結合起來的體系結構二、系統(tǒng)處理邏輯基于IDS的設備維護RP系統(tǒng)的處理邏輯是將設備當前狀態(tài)數(shù)據(jù)與其正常狀態(tài)數(shù)據(jù)進行比較，如果超出偏差，則在IDS的支持下選擇方案。方案產生后結合設備資源庫中的資源制定設備維護需求計劃。再由維護

4、需求計劃、生產情況生成維護能力計劃。通過對維護能力計劃與生產作業(yè)計劃進行平衡，調整維護需求計劃甚至方案。設備維護工單由平衡能力后的維護計劃產生，其后為每張工單制定設備維護資源計劃。通過此閉環(huán)處理邏輯，基本上解決了設備維護計劃、設備維護資源需求計劃及生產作業(yè)計劃等之間的沖突問題。三、設備維護IDS的體系結構IDS利用AI在定性分析和不確定推理上的優(yōu)勢，比傳統(tǒng)的DS更有效地支持決策過程中對半結構化和非結構化問題的求解。在本系統(tǒng)模型中，充分利用了IDS這一優(yōu)勢，使設備維護方案優(yōu)化中的非結構化問題得到了很好的解決。設備維護IDS體系結構如下圖：從IDS的體系結構圖中可以看到，組成該結構的主要模塊包括：

5、數(shù)據(jù)庫、知識庫、方法庫、模型庫、推理機等。1.數(shù)據(jù)庫模塊：數(shù)據(jù)庫模塊主要記錄了設備的基礎數(shù)據(jù)、歷史運行記錄、故障記錄、維修記錄、備件信息、人員信息等，是IDS中的基礎信息模塊。2.知識庫模塊：知識庫存放一些規(guī)則，包括用于模型決策的規(guī)則和專家經驗規(guī)則，完成建模和選模的工作。知識庫可分為靜態(tài)知識庫和動態(tài)知識庫，靜態(tài)知識庫的維護需要人工干預，是系統(tǒng)固化了的求解行為，因而設計簡單，可直接使用。動態(tài)知識庫則是從決策過程中獲得經驗，并且自動對知識庫進行更新，其維護不需要人工干預，從而能支持復雜環(huán)境下的智能決策過程，但是系統(tǒng)開發(fā)時要復雜得多。3.方法庫模塊：使用存儲程序對維護決策方法進行存儲。設備維護方法主

6、要包括：最小費用法、優(yōu)化方法、可靠度方法、統(tǒng)計預測方法等。4.模型庫模塊：模型庫中的數(shù)學模型分為：用于數(shù)據(jù)模式識別的統(tǒng)計分析模型和用于模型選擇的維護決策模型。本文中的建模方式有：系統(tǒng)設計者設計時固化的模型、系統(tǒng)使用者的外部建模和IDS的自動建模。5.推理機：采用基于范例推理（case-based reasoning）的方法，根據(jù)知識庫中的靜態(tài)和動態(tài)范例，通過采用方法庫中的方法，在模型庫中選擇與當前處理的問題具有相同屬性的模型進行匹配，并且根據(jù)匹配的程度進行調整。該方法由于對過去求解過程的復用，提高了問題求解的效率。6.解釋系統(tǒng)：實現(xiàn)對系統(tǒng)所選方案的解釋和回答用戶提出的問題。四、系統(tǒng)實現(xiàn)的關鍵技

7、術分析1.模型中的關鍵因素。在按本模型研究開發(fā)系統(tǒng)時，應當著重考慮以下幾個因素：（1）設備維護需求計劃。維護需求包括了人員、物質、財務等各項因素；（2）考慮設備運行及維修的歷史數(shù)據(jù)。這是進行模型選擇的基礎數(shù)據(jù)，也是重要的參考數(shù)據(jù)；（3）設備維護能力計劃。必須充分地平衡設備維護能力與生產作業(yè)計劃后，才能選擇合適的方案。（4）考慮經濟因素。要同時考慮維護成本與可靠度，在兩者之間找到最好的平衡。（5）考慮維護策略。維護方案主要包括：預防維護、改善檢修、預測維修、故障維修。在選擇維護策略時，應充分考慮相應的維護方案，不僅可以降低維護成本，還能提高效率。2.知識的表示。知識的表示有聲明式和過程式兩種。聲

8、明式的知識表示方法有語義網絡和框架，適用于表示事實和斷言，過程式則適合表示行為和過程。根據(jù)設備維護特點，在本模型中，采用了基于實例的框架知識表示法，每個框架包括槽和面，槽表示對象的一個屬性集，有面和子槽構成，面表示有關某個屬性的知識或過程。實例的數(shù)學模型可以用以下公式表示：Case（F，P）=Case（f1，f2，f3，fn），（p1，p2，p3，pn）其中，F(xiàn)=（f1，f2，f3，fn）為實例的特征集，P=（p1，p2，p3，pn）是實例的特征集參數(shù)。F和P之間存在著一定的映射關系。五、智能決策支持系統(tǒng)模型特點智能決策支持系統(tǒng)模型具有以下特點：1.將物料需求計劃（MRP）的思想用于設備維護管

9、理中，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代管理思想；2.將智能決策支持與設備維護需求計劃結合起來，對設備維護進行智能決策，使設備維護方案得到優(yōu)化；3.為用戶提供與待處理問題相匹配的模型及專家經驗，便于用戶做出決策；4.提供了對各種歷史數(shù)據(jù)進行分析和復用的能力；六、結論根據(jù)MRP的思想建立起來的設備維護需求計劃是管理思想的創(chuàng)新，同時將人工智能技術應用到該系統(tǒng)中，是對該系統(tǒng)的進一步完善與提高?；贗DS的設備維護RP能夠很好的為用戶提供、評價和完善設備維護方案，為企業(yè)在保證成本最低、效益最優(yōu)的前提下，獲得最佳市場競爭力。但是該系統(tǒng)對于模型庫中模型的建立、推理過程中模型的識別、選擇還有待于進一步的完善。設備維護管理將朝著充分利用企業(yè)內外資源、利用與虛擬企業(yè)、ERP思