李小玉
(中國(guó)人民解放軍第四七二四工廠,上海 200436)
目前,我國(guó)航空維修技術(shù)信息化和數(shù)字化水平的緩慢發(fā)展很大制約了飛機(jī)綜合能力的發(fā)揮?,F(xiàn)代化的裝備必須要有現(xiàn)代化的維修思想和維修設(shè)備,航空維修綜合決策系統(tǒng)具有存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù),方便攜帶和查詢;故障診斷采用集成所有專家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的自動(dòng)故障診斷專家系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了技術(shù)資源共享;資料和知識(shí)的動(dòng)態(tài)更新,縮短了新裝備接改裝周期等一系列優(yōu)點(diǎn)。
C/S(Client/Server)模式,又稱為客戶端/服務(wù)器模式,是80年代隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而發(fā)展起來(lái)的一種模式。其最大特點(diǎn)是系統(tǒng)功能的分布式,即把整套系統(tǒng)的功能分擔(dān)在客戶機(jī)和服務(wù)器上。優(yōu)點(diǎn)是可以充分發(fā)揮客戶端PC機(jī)的能力,在客戶機(jī)上先處理工作后,再提交給服務(wù)器。
根據(jù)航空維修的特點(diǎn)和現(xiàn)狀,該系統(tǒng)的功能主要有:(1)自動(dòng)故障診斷功能;(2)在線資源查詢功能;(3)現(xiàn)場(chǎng)故障信息采集功能;(4)遠(yuǎn)程人工故障診斷功能。按照c/s模式架構(gòu)的特點(diǎn),系統(tǒng)的四大功能分布在客戶端和服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)。客戶端容量小,計(jì)算能力弱,負(fù)責(zé)故障信息采集、人機(jī)交互平臺(tái)實(shí)現(xiàn)和現(xiàn)場(chǎng)視頻采集。服務(wù)器容量大、運(yùn)算能力強(qiáng),可承擔(dān)自動(dòng)排故的推理運(yùn)算、海量資料存儲(chǔ)與管理。系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示:
自動(dòng)排故設(shè)計(jì)成專家系統(tǒng)形式可以獲得比較好的推理結(jié)果,能兼顧到可靠性和效率兩方面性能。專家系統(tǒng),是一種模擬人類專家解決問(wèn)題的計(jì)算機(jī)程序或系統(tǒng)。它是一個(gè)具有大量的專門(mén)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng),它應(yīng)用人工智能技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),解決需要人類專家處理的復(fù)雜問(wèn)題。其包括以下部分:知識(shí)庫(kù)、綜合數(shù)據(jù)庫(kù)、解析機(jī)、推理機(jī)、自學(xué)習(xí)機(jī)和人機(jī)交互平臺(tái)。專家系統(tǒng)最主要部分是知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)。
知識(shí)的表示有很多種方法。在這使用語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)來(lái)表示知識(shí),包括常識(shí)知識(shí)。語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)是對(duì)對(duì)象及其屬性分類知識(shí)編碼的圖形結(jié)構(gòu)。當(dāng)然,也可以由謂詞演算事實(shí)和有關(guān)討論主題的規(guī)程構(gòu)成。由謂詞演算表示的知識(shí)比較簡(jiǎn)單,不能表達(dá)復(fù)雜知識(shí),所以一般第三代專家系統(tǒng)很少用謂詞演算。
推理是從已知事實(shí)出發(fā),通過(guò)運(yùn)用相關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)逐步退出結(jié)論或者證明某個(gè)假設(shè)成立或不成立的計(jì)算過(guò)程。實(shí)現(xiàn)推理,有兩個(gè)基本要素必不可少:已知事實(shí)和知識(shí)。已知事實(shí)可以成為公理或證據(jù),用來(lái)指出推理的出發(fā)點(diǎn),初始化推理機(jī)程序;知識(shí)是推理得以向前推進(jìn),并逐步達(dá)到最終目標(biāo)的依據(jù),也就是使推理機(jī)程序能趨近收斂的結(jié)果。
目前我國(guó)航空維修過(guò)程中,比較急需解決的就是各種資料的查詢搜索問(wèn)題。目前航空維修的各種規(guī)程、資料都是以紙質(zhì)形式保存的,其缺點(diǎn)是不易保管、攜帶和查閱,其向電子資源發(fā)展是必然趨勢(shì)。利用服務(wù)器端的海量存儲(chǔ)能力,可以很容易的搭建這樣一個(gè)資源查詢平臺(tái)。資源查詢必須具有很高效率、比較準(zhǔn)確的搜索,同時(shí)應(yīng)該具有一定容錯(cuò)性和數(shù)據(jù)冗余度。
這部分的關(guān)鍵技術(shù)是實(shí)現(xiàn)一個(gè)視頻通話功能。服務(wù)器端只需設(shè)計(jì)為一套視頻信號(hào)接收還原軟件,把由客戶端采集傳輸過(guò)來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)視頻信號(hào)顯示出來(lái),專家根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集過(guò)來(lái)的視頻進(jìn)行遠(yuǎn)程指導(dǎo)幫助一線的機(jī)務(wù)人員排除故障。為保證視頻傳輸暢通,必須保證有足夠帶寬的通信路徑。
圖1
根據(jù)航空維修作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn),系統(tǒng)的客戶端必須能夠方便攜帶,易于操作,且功能齊全。系統(tǒng)客戶端可以采用現(xiàn)成的手持式移動(dòng)計(jì)算機(jī)??蛻舳诵枰獙?shí)現(xiàn)以下主要功能:人機(jī)交互平臺(tái)、無(wú)線通信、視頻采集。為了實(shí)現(xiàn)客戶端的各種功能,手持式移動(dòng)計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)應(yīng)該為開(kāi)源操作系統(tǒng)。以便于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行剪裁,二次開(kāi)發(fā),系統(tǒng)安全性也能得到保證。當(dāng)前比較成熟的操作系統(tǒng)有Linux。該操作系統(tǒng)的多任務(wù),分時(shí)搶占式特點(diǎn),以及支持TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的特點(diǎn)可以很好滿足本系統(tǒng)的需求。
綜合決策系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)必須要對(duì)局域網(wǎng)、無(wú)線通信等硬件設(shè)施進(jìn)行整合?;赾/s模式的航空維修綜合決策系統(tǒng)關(guān)鍵是客戶機(jī)和服務(wù)器之間的通信交互,由于機(jī)場(chǎng)和飛機(jī)分散性,客戶機(jī)和服務(wù)器之間的通信聯(lián)絡(luò)只能采用無(wú)線通信方式。客戶端的實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單,然而要裝備高性能服務(wù)器而滿足所需的計(jì)算能力和海量存儲(chǔ)空間,在此提出“云計(jì)算”的設(shè)想。云計(jì)算是當(dāng)前IT業(yè)又一偉大的創(chuàng)舉,它是利用分散在各處的服務(wù)器,組成一個(gè)邏輯上的超級(jí)服務(wù)器,從而實(shí)現(xiàn)巨大的計(jì)算能力和海量的存儲(chǔ)能力。
[1]姚錫凡,李旻.人工智能技術(shù)應(yīng)用[M].北京:中國(guó)電力出版社,2008.
[2]曹文遠(yuǎn),周托.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在航空維修專家系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技資訊,2006.