[關鍵詞] 智能決策支援;設備維護;需求計劃
[在研究對企業項目評估、技術改造、設備管理和決策支援系統等知識的整理、理解、比較和歸納下,突破原有的決策支援系統的模式和方法,即採用方便的模式對企業管理項目進行決策,在企業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節。許多企業爲此建立了設備管理資訊系統,其功能主要是對設備的執行數據進行採集及儲存,使設備管理人員從繁瑣的事務性工作中擺脫出來,但是不具備對設備的各項數據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,對於設備維護中的各項資源並未做出合理的計劃。爲此,本文根據MRP原理提出的基於智能決策支援(IDS)的設備維護需求計劃(RP)系統,充分利用企業已有的設備管理資訊系統中大量的有關設備維護資訊,運用智能決策和專家系統,根據企業維護資源,提出優化後的維護方案,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計劃等之間的衝突問題。
一、智能決策支援系統概述
決策支援系統是輔助決策者對“半結構化問題和非結構化問題”進行決策的'人機交互系統,並不是代替管理者進行決策的系統,這就意味着決策分析不能完全用一種事先定義好的算法、程序或模型來地處理,不能完全依靠計算機系統做全部工作,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。
智能決策支援——IDS (Intelligent Decision Support),是在以模型和定量分析方法爲基礎的決策支援(DS)上集成了以定性處理爲特徵的人工智能(AI)和專家系統而形成良好的IDS各組成部分有機地結合起來的體系結構
二、系統處理
基於IDS的設備維護RP系統的處理邏輯是將設備當前狀態數據與其正常狀態數據進行比較,如果超出偏差,則在IDS的支援下選擇方案。方案產生後結合設備資源庫中的資源制定設備維護需求計劃。再由維護需求計劃、生產情況生成維護能力計劃。透過對維護能力計劃與生產作業計劃進行平衡,調整維護需求計劃甚至方案。設備維護工單由平衡能力後的維護計劃產生,其後爲每張工單制定設備維護資源計劃。透過此閉環處理邏輯,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計劃等之間的衝突問題。
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勢,比傳統的DS更有效地支援決策過程中對半結構化和非結構化問題的求解。在本系統模型中,充分利用了IDS這一優勢,使設備維護方案優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:
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從IDS的體系結構圖中可以看到,組成該結構的主要模組包括:數據庫、知識庫、方法庫、模型庫、推理機等。
1.數據庫模組:數據庫模組主要記錄了設備的基礎數據、執行記錄、故障記錄、維修記錄、備件資訊、人員資訊等,是IDS中的基礎資訊模組。
2.知識庫模組:知識庫存放一些規則,包括用於模型決策的規則和專家經驗規則,完成建模和選模的工作。知識庫可分爲靜態知識庫和動態知識庫,靜態知識庫的維護需要人工干預,是系統固化了的求解行爲,因而設計簡單,可直接使用。動態知識庫則是從決策過程中獲得經驗,並且自動對知識庫進行更新,其維護不需要人工干預,從而能支援複雜下的智能決策過程,但是系統開發時要複雜得多。
3.方法庫模組:使用存儲程序對維護決策方法進行存儲。設備維護方法主要包括:最小費用法、優化方法、可靠度方法、預測方法等。
4.模型庫模組:模型庫中的數學模型分爲:用於數據模式識別的統計分析模型和用於模型選擇的維護決策模型。本文中的建模方式有:系統設計者設計時固化的模型、系統使用者的外部建模和IDS的自動建模。
5.推理機:採用基於範例推理(case-based reasoning)的方法,根據知識庫中的靜態和動態範例,透過採用方法庫中的方法,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,並且根據匹配的程度進行調整。該方法由於對過去求解過程的複用,提高了問題求解的效率。
6.解釋系統:實現對系統所選方案的解釋和回答用戶提出的問題。
四、系統實現的關鍵技術分析
1.模型中的關鍵因素。在按本模型研究開發系統時,應當着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、等各項因素;
(2)考慮設備執行及維修的歷史數據。這是進行模型選擇的基礎數據,也是重要的參考數據;
(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計劃後,才能選擇合適的方案。
(4)考慮因素。要同時考慮維護與可靠度,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: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。聲明式的知識表示方法有語義網絡和框架,適用於表示事實和斷言,過程式則適合表示行爲和過程。
根據設備維護特點,在本模型中,採用了基於實例的框架知識表示法,每個框架包括槽和麪,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=(f1,f2,f3,…,fn)爲實例的特徵集,P=(p1,p2,p3,…pn)是實例的特徵集參數。F和P之間存在着一定的映射關係。
五、智能決策支援系統模型特點
智能決策支援系統模型具有以下特點:
1.將物料需求計劃(MRP)的思想用於設備維護管理中,充分體現了現代管理思想;
2.將智能決策支援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化;
3.爲用戶提供與待處理問題相匹配的模型及專家經驗,便於用戶做出決策;
4.提供了對各種歷史數據進行分析和複用的能力;
六、結論
根據MRP的思想建立起來的設備維護需求計劃是管理思想的創新,同時將人工智能技術應用到該系統中,是對該系統的進一步完善與提高。基於IDS的設備維護RP能夠很好的爲用戶提供、評價和完善設備維護方案,爲企業在保證成本最低、效益最優的前提下,獲得最佳競爭力。但是該系統對於模型庫中模型的建立、推理過程中模型的識別、選擇還有待於進一步的完善。設備維護管理將朝着充分利用企業內外資源、利用與虛擬企業、ERP思想相結合基於網絡技術的遠程故障診斷的化維修方向發展。
參考文獻:
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