Застосування прецедентів для діагностики кранів мостового типу
It has been found that using precedents for the solution of not formalized tasks for overhead cranes diagnostics allows to simplify the acquisition of knowledge from experts, reducing the time to find a solution and implement a self-learning. The model of the precedent and the cprecedent database, w...
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute"
2012
|
| Онлайн доступ: | https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/60538 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | System research and information technologies |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
System research and information technologies| _version_ | 1867334259740508160 |
|---|---|
| author | Klimchuk, S. A. |
| author_facet | Klimchuk, S. A. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "S. A. Klimchuk",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Klimchuk, S. A. |
| baseUrl_str | http://journal.iasa.kpi.ua/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-03-30T15:09:10Z |
| description | It has been found that using precedents for the solution of not formalized tasks for overhead cranes diagnostics allows to simplify the acquisition of knowledge from experts, reducing the time to find a solution and implement a self-learning. The model of the precedent and the cprecedent database, which allows to describe the current condition of the overhead crane during diagnostics, are proposed. It is shown that the use of ontologies of the precedents improves the quality of decision-making through the use of knowledge from many experts in the field of technical diagnostics. A structural diagram of a decision support system for overhead cranes diagnostics has been proposed. The main components that reflect it functionality, are: the precedent database, the block of its settings and precedents search. The decision support system for diagnostics of overhead crane met-alware has been developed. Using of the decision support system allowed reduce the information load on the decision-making person, reduce the impact of personal factors in the analysis of the current crane state, reduce the time required for the decision. |
| first_indexed | 2025-07-17T10:19:58Z |
| format | Article |
| fulltext |
© С.А. Климчук, 2012
Системні дослідження та інформаційні технології, 2012, № 4 17
УДК 004.891.3
ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕЦЕДЕНТОВ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ
КРАНОВ МОСТОВОГО ТИПА
С.А. КЛИМЧУК
Установлено, что использование прецедентов для решения не формализован-
ных задач диагностики кранов мостового типа позволяет упростить получение
знаний от экспертов, сократить время поиска решения и реализовать самообу-
чение. Предложена модель прецедента и базы прецедентов, которая позволяет
охарактеризовать текущее состояние крана мостового типа во время диагности-
ки. Показано, что применение онтологии прецедентов позволяет повысить ка-
чество принимаемых решений благодаря использованию знаний, накопленных
многими специалистами в области технической диагностики. Предложена
структурная схема системы поддержки принятия решений диагностики кра-
нов мостового типа. Основными компонентами, которые отражают ее функ-
циональные возможности, являются база прецедентов, блок ее настройки
и поиска прецедентов. Разработана система поддержки принятия решений
диагностики металлоконструкции кранов мостового типа. Применение систе-
мы поддержки принятия решений позволило уменьшить информационную
нагрузку на лицо, принимающее решения, снизить влияние факторов субъек-
тивности при анализе текущего состояния крана, сократить время, необходи-
мое для принятия решения..
ВВЕДЕНИЕ
Разработка эффективных методов технического диагностирования объектов
машиностроения повышенной опасности (грузоподъемных кранов, лифтов,
подъемников, сосудов под давлением) является жизненно важной пробле-
мой для Украины. Решение задач, связанных с безопасной эксплуатацией
кранов мостового типа, которые отработали нормативный ресурс, с каждым
годом обостряется, поскольку темпы восстановления их парка значи-
тельно ниже роста числа машин с истекшим нормативным сроком экс-
плуатации.
Цель работы — решение задачи безопасной эксплуатации кранов мос-
тового типа посредством применения системы поддержки принятия реше-
ний для диагностики технического состояния на основе прецедентов.
АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА
Только на предприятиях Луганской области эксплуатируется более 5000
грузоподъемных кранов и 6000 подъемников, 85 % которых выработали
нормативный срок службы. Техническое состояние большинства кранов
соответствует уровню 1960-х гг.
Несмотря на повышенный интерес к этой проблеме со стороны кафедр
подъемно-транспортной техники ВУЗов, технического комитета ТКУ-78
«Техническая диагностика и неразрушающий контроль» при институте
С.А. Климчук
ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2012, № 4 18
сварки им. Е.О. Патона, сотрудников предприятий разных отраслей, работ-
ников Государственного комитета Украины по промышленной безопасности,
охране труда и горному надзору, в настоящее время недостаточно прорабо-
тан вопрос создания эффективных компьютеризированных систем техниче-
ской диагностики кранов мостового типа (КМТ), а публикации по данной
теме носят эмпирический характер.
Оценка технического состояния КМТ является приоритетной задачей,
которая требует применения специализированных систем поддержки приня-
тия решений (СППР). Существующие методы диагностирования не охваты-
вают всего спектра внешних воздействий, которым КМТ подвергаются при
эксплуатации. Сложность решения данной задачи обусловлена слабой фор-
мализацией сведений об отказах, которые имеют описывающий характер,
отсутствием систематизированной информации о характере и изменениях
внешних воздействующих факторов, большим количеством контролируе-
мых параметров и взаимосвязей между ними, а также недостаточным коли-
чеством статистических данных по эксплуатации КМТ.
В связи с этим, только специалист, обладающий большим опытом ра-
боты в области диагностики КМТ и широким кругозором, может обосновать
принятие решения по конкретному отказу, как правило, находя решение «по
аналогии с предыдущим», т.е. адаптируя принятое ранее решение к текущей
ситуации.
Следовательно, перспективным является решение задачи диагностики
КМТ путем создания СППР, имитирующей человеческие рассуждения
и основанной на эффективном использовании существующего опыта, пред-
ставленного в виде прецедентов [1]. Такая система позволяет обобщать ин-
формацию, адаптироваться к ее изменениям, общаться с пользователем на
естественном языке, принимать решение в условиях неполной, ненадежной
и противоречивой информации. Наличие механизма рассуждений на основе
прецедентов в системе экспертного диагностирования позволяет своевре-
менно и более качественно осуществлять диагностирование КМТ, и дает
возможность принимать адекватные и экономически выгодные решения
с целью нормализации проблемной ситуации [2].
РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ ПРЕЦЕДЕНТА
Прецедент (case) диагностики КМТ представлен в виде набора параметров
с конкретными значениями и решения:
),,,,(Case 21 Rxxx n… , (1)
где nxx ,,1 … — диагностические параметры КМТ ( …,, 2211 XxXx ∈∈
nn Xx ∈,… ), R — диагноз и рекомендации лица, принимающего решения
(ЛПР), n — количество параметров прецедента, nXX ,,1 … — пределы до-
пустимых значений соответствующих параметров прецедента.
Прецедент (1) диагностики является описанием текущего технического
состояния КМТ в совокупности с указанием работ, которые проводятся
в результате диагностики и включает следующие основные компоненты
(рис. 1): диагностические параметры КМТ [3], диагноз, рекомендации по
применению решения.
Применение прецедентов для диагностики кранов мостового типа
Системні дослідження та інформаційні технології, 2012, № 4 19
База прецедентов (БП) СППР содержит информацию о каждом диаг-
ностическом параметре, который используется для описания прецедентов
(рис. 1).
РАЗРАБОТКА ОНТОЛОГИИ ПРЕЦЕДЕНТОВ ДИАГНОСТИКИ
Согласно структурной схеме технической диагностики КМТ были опреде-
лены следующие основные классы: «Испытания» (Tests), «Металлоконст-
рукция» (Metallware), «Механизм» (Mechanism), «Общие сведения» (Gene-
ral_information), «Паспортные данные» (Published_data), «Приборы безопас-
ности» (Safety_controls), «Электрооборудование» (Electrical_equipments).
С помощью плагина Ontoviz к системе Protégé разработана таксономия ос-
новных классов прецедента диагностики, фрагмент которой представлен на
рис. 2.
Применение онтологии прецедентов позволяет производить автомати-
зированную обработку информации и повысить качество решений, которые
принимаются. Благодаря использованию знаний, накопленных многими
Вспомогательная информация
Граничное значение параметра 1
Вспомогательная информация по
параметру 1
Диагностический параметр i
Ограничивающее значение для поиска
Пороговое значение сходства для поиска
i
i
Время редактирования БП
Структура БП
Время редактирования П
Вспомогательная информация
Диагностический
параметр 1
Диагностический
параметр i
Рис. 1. Структура БП для СППР диагностики КМТ
С.А. Климчук
ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2012, № 4 20
специалистами, это позволит решать плохо формализированные задачи ди-
агностики КМТ, упростить приобретение знаний от экспертов, сократить
время поиска решения [4].
РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СППР
Структурная схема СППР технической диагностики КМТ на основе преце-
дентов приведена на рис. 3.
Основными функциональными компонентами СППР являются:
• блок 1 — получение диагностических параметров КМТ от обслужи-
вающего персонала, системы контроллеров, из оперативной БД;
• блок 2 — анализ текущего состояния КМТ, предназначенный для
предварительной обработки информации;
• блок 3 — настройка БП, позволяющая эксперту формировать струк-
туру БП, загрузку и сохранение БП и т.д.;
• блок 4 — библиотеки прецедентов, которые уже имели место при
диагностике КМТ или заданы экспертом на основе его собственного опыта;
Рис. 2. Онтология прецедентов диагностики КМТ
Рис. 3. Структурная схема СППР технической диагностики КМТ
Применение прецедентов для диагностики кранов мостового типа
Системні дослідження та інформаційні технології, 2012, № 4 21
• блок 5 — поиск решения, который реализует поиск прецедентов
диагностики;
• блок 6 — вывод результатов, который отображает диагноз и реко-
мендации ЛПР и/или эксперту.
ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СППР
В соответствии с предложенной структурной схемой (рис. 3) была разрабо-
тана СППР диагностирования металлоконструкций КМТ, главное окно ко-
торой показано на рис. 4. В качестве начального набора прецедентов ис-
пользуется каталог ситуаций, составленный по данным из отчетов
технической диагностики КМТ ООО «Инженерный центр промышленной
безопасности» (г. Луганск) и экспертно-диагностической научно-исследо-
вательской лаборатории «Грузоподъемные машины и промышленные со-
оружения» ВНУ им. В. Даля.
СППР позволяет задавать локальные метрики подобия для отбора каж-
дого диагностического параметра, веса параметров и глобальную метрику
подобия для прецедента в целом. После уточнения всех необходимых мет-
рик подобия осуществляется поиск прецедентов и их вывод в порядке
уменьшения релевантности с указанием степени подобия каждого преце-
дента.
График прогиба скручивания и коррозии
Case 7724 Case 8290 Case 7069 Case 4331 Case 9681 Case 3105 Case 2107
Рис. 4. Главное окно СППР технической диагностики КМТ
С.А. Климчук
ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2012, № 4 22
После того, как отобран соответствующий прецедент, может выпол-
няться его адаптация — модификация имеющегося в нем решения с целью
его соответствия параметрам текущей ситуации и сохранения в БП [5].
В случае отсутствия необходимости в адаптации выполняется сохранение
выбранного прецедента без изменения параметров.
ВЫВОДЫ
1. В ходе проведенного исследования было установлено, что диагности-
ка на основе прецедентов позволяет решать не достаточно формализирован-
ные задачи диагностики КМТ, упростить получение знаний от экспертов,
сократить время поиска решения и реализовать самообучение.
2. Предложенная модель прецедента позволяет охарактеризовать состоя-
ние КМТ во время диагностики.
3. Применение онтологии прецедентов позволяет повысить качество
решений, которые принимаются, благодаря использованию знаний, накоп-
ленных многими специалистами.
4. Предложена структурная схема СППР диагностики КМТ. Основны-
ми компонентами, которые отражают ее функциональные возможности, яв-
ляются база прецедентов, блок ее настройки и получения прецедентов.
5. Разработана СППР диагностики металлоконструкции КМТ. Приме-
нение СППР способствует уменьшению информационной нагрузки на ЛПР
в процессе принятия решений, снижению влияния факторов субъективности
при анализе текущей ситуации, сокращению времени, необходимого для
принятия решения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Aamodt A., Plaza E. Case-based reasoning: Foundational issues, methodological
variations, and system approaches // AI Communications. — 7, Issue 1. —
1994. — Р. 39–59.
2. Варшавський П.Р., Еремеев А.П. Моделирование рассуждений на основе пре-
цедентов в интеллектуальных системах поддержки принятия решений //
Искусственный интеллект и принятие решений. — 2009. — № 1. —
С. 45–57.
3. Ульшин В.А., Климчик С.А. Модель диагностики кранов мостового типа // Тр.
Луганского отделения Междунар. Акад. информатизации. — 2009. —
№ 2 (20). — С. 61–71.
4. Рогушина Ю.В., Гришанова І.Ю. Використання методу індуктивного виведення
для вдосконалення онтології предметної області пошуку // Системні
дослідження та інформаційні технології. — 2007. — № 1. — С. 62–70.
5. Anguel F., Sellami M. Knowledge management for fault diagnosis of gas turbines us-
ing case based reasoning // Communications of the IBIMA. — 2009. — 10,
№ 24. — Р. 186–190.
Поступила 07.06.2010
|
| id | journaliasakpiua-article-60538 |
| institution | System research and information technologies |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-07-17T10:19:58Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | journaliasakpiua/4b/82cbc9616d22412ab4c246c8bdf6d04b.pdf |
| spelling | journaliasakpiua-article-605382018-03-30T15:09:10Z Using precedents for the overhead crane diagnosis Применение прецендентов для диагностики кранов мостового типа Застосування прецедентів для діагностики кранів мостового типу Klimchuk, S. A. It has been found that using precedents for the solution of not formalized tasks for overhead cranes diagnostics allows to simplify the acquisition of knowledge from experts, reducing the time to find a solution and implement a self-learning. The model of the precedent and the cprecedent database, which allows to describe the current condition of the overhead crane during diagnostics, are proposed. It is shown that the use of ontologies of the precedents improves the quality of decision-making through the use of knowledge from many experts in the field of technical diagnostics. A structural diagram of a decision support system for overhead cranes diagnostics has been proposed. The main components that reflect it functionality, are: the precedent database, the block of its settings and precedents search. The decision support system for diagnostics of overhead crane met-alware has been developed. Using of the decision support system allowed reduce the information load on the decision-making person, reduce the impact of personal factors in the analysis of the current crane state, reduce the time required for the decision. Установлено, что использование прецедентов для решения не формализованных задач диагностики кранов мостового типа позволяет упростить получение знаний от экспертов, сократить время поиска решения и реализовать самообучение. Предложена модель прецедента и базы прецедентов, которая позволяет охарактеризовать текущее состояние крана мостового типа во время диагностики. Показано, что применение онтологии прецедентов позволяет повысить качество принимаемых решений благодаря использованию знаний, накопленных многими специалистами в области технической диагностики. Предложена структурная схема системы поддержки принятия решений диагностики кранов мостового типа. Основными компонентами, которые отражают ее функциональные возможности, являются база прецедентов, блок ее настройки и поиска прецедентов. Разработана система поддержки принятия решений диагностики металлоконструкции кранов мостового типа. Применение системы поддержки принятия решений позволило уменьшить информационную нагрузку на лицо, принимающее решения, снизить влияние факторов субъективности при анализе текущего состояния крана, сократить время, необходимое для принятия решения. Встановлено, що використання прецедентів для вирішення неформалізованих завдань діагностики кранів мостового типу дозволяє спростити отримання знань від експертів, скоро-тити час пошуку рішення і реалізувати самонавчання. Запропоновано модель прецеденту і бази прецедентів, яка дозволяє охарактеризувати поточний стан крана мостового типу під час діагностики. Показано, що застосування онтології прецедентів дозволяє підвищити якість прийнятих рішень завдяки використанню знань, накопичених багатьма фахівцями в галузі технічної діагностики. Запропоновано структурну схему системи підтримки прийняття рішень діагностики кранів мостового типу. Основними компонентами, які відображають її функціональні можливості, є база прецедентів, блок її налаштування та пошуку прецедентів. Розроблено систему підтримки прийняття рішень діагностики металоконструкції кранів мостового типу. Застосування системи підтримки прийняття рішень дозволило зменшити інформаційне навантаження на особу, що приймає рішення, знизити вплив факторів суб’єктивності під час аналізу поточного стану крана та скоротити час, необхідний для прийняття рішення. The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" 2012-12-14 Article Article application/pdf https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/60538 System research and information technologies; No. 4 (2012); 17-22 Системные исследования и информационные технологии; № 4 (2012); 17-22 Системні дослідження та інформаційні технології; № 4 (2012); 17-22 2308-8893 1681-6048 ru https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/60538/56292 Copyright (c) 2021 System research and information technologies |
| spellingShingle | Klimchuk, S. A. Застосування прецедентів для діагностики кранів мостового типу |
| title | Застосування прецедентів для діагностики кранів мостового типу |
| title_alt | Using precedents for the overhead crane diagnosis Применение прецендентов для диагностики кранов мостового типа |
| title_full | Застосування прецедентів для діагностики кранів мостового типу |
| title_fullStr | Застосування прецедентів для діагностики кранів мостового типу |
| title_full_unstemmed | Застосування прецедентів для діагностики кранів мостового типу |
| title_short | Застосування прецедентів для діагностики кранів мостового типу |
| title_sort | застосування прецедентів для діагностики кранів мостового типу |
| url | https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/60538 |
| work_keys_str_mv | AT klimchuksa usingprecedentsfortheoverheadcranediagnosis AT klimchuksa primenenieprecendentovdlâdiagnostikikranovmostovogotipa AT klimchuksa zastosuvannâprecedentívdlâdíagnostikikranívmostovogotipu |