机床厂故障诊断专家系统设计课程.docx

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1、机床厂故障诊断专家系统设计课程基于WEB的机床故障诊断系统研究的要紧目的是使得用户在机床设备发生故障后，能够借助本系统快速诊断出故障的原因，找到排除故障的方法，有效的缩短因设备故障而造成的设备停机时间。同时关于机床制造商来说，能够通过故障诊断系统减少小故障、常见故障维修的问题，减少维修人员的出差次数，降低了售后技术支持费用，增强产品的市场竞争力。本文设计并实现了一个基于WEB的故障诊断专家系统，该系统能够提升机床厂维修人员解决问题的效率。对快速恢复生产有重要的作用。系统编程使用java语言，适用性强，理论上能在许多终端机上运行。该系统能够快速解决机床的故障问题，系统中分为普通用户系统与管理员用

2、户系统，分别能进行不一致类型的操作。论文以无锡开源机床生产的机床为研究对象，首先介绍了故障诊断技术与专家系统的进展历史，列出了该机床厂常见机床信息与故障类型，其次研究了故障诊断专家系统的结构，构成专家系统的各个部分成分及其功能，然后设计解决方案，构建出系统的总体框架，最后完成数据库的设计，实现系统的各个功能模块。关键词：专家系统故障诊断机床故障数据库javaAbstractThemainpurposeoftheresearchofMachinetoolfaultdiagnosissystembasedonWEBistomaketheuserofthemachinetoolequipmentca

3、nquicklydiagnosethefaultreasonswhenmachinetoolgoeswrong.Andtheusercanfindawaytosolvethefaults,throughthesystemwecaneffectiveshortenequipment,sdowntimeduetoequipmentfaults.Formachinetoolmanufacturers,theycanreducemanysmal1andeasyfaultsduetoexpertdiagnosissystem,alsotheycanreducethenumberofmaintenance

4、people,reducetheafter-saletechnicalsupportcosts,thesystemcanimprovethecompetitivenessofproducts.ThispaperdesignedandrealizedafaultdiagnosisexpertsystembasedonWEBservices,thesystemcanimprovetheefficiencyofsolvingmachinetools,problems.Andhasanimportanteffecttoquicklyrestoreproduction.Thissystemusesthe

5、Javalanguage,soitcanrunonmanyterminalsintheory.Thesystemcanquicklysolvetheproblemofmalfunctionofthemachinetools.Thesystemisdividedintoordinaryusersandadministratorusers,theycangofordifferenttypesofoperations.Thispaperisbasedonwuxikaiyuanmachinetoolplant,atfirstitintroducesthedevelopmenthistoryoffaul

6、tdiagnosistechnologyandexpertsystem,liststhecommonmachinetools,informationandfaulttypes,thenwestudythestructureoffaultdiagnosisexpertsystem,differentpartsoftheexpertsystemandtheirfunctions,atlastwedesignthesolutionsofthesystemandbuiIdthesystem,sframework,finallywecompletedthedesignofthedatabase,andr

7、ealizeseachfunctionofthemoduleinthesystem.Keyword:fauItdiagnosis;expertsystem;machinetoolfaults;database;javalanguage;前言1第一章绪论21.1 故障诊断技术现状、进展及分类21.1.1 故障诊断技术进展的过程21.1.2故障诊断技术进展现状31.1.3故障诊断方法按诊断方法的原理能够分为：31.2专家系统的进展4L3国内外研究现状41.4课题的研究意义与研究内容44.1本课题研究意义41.4.3本课题研究的内容51.5本文结构5第二章无锡开源机床厂机床的类型及常见故障71. 1

8、开源机床厂常见的机床72.2机床常见故障72.2.1按发生故障部位82.2.2按故障发生频率82.2.3按发生的故障性质分类92. 2.4无锡开源机床厂机床故障9第三章故障诊断专家系统总体设计架构153.1系统的总设计思想153. 1.1专家系统的结构153. 1.2故障诊断专家系统的优点163. 1.3专家系统的建立步骤173. 2系统的总体设计183. 2.1系统的功能结构图与流程图18第四章JAVA语言的简介214. 1构成215. 2优势214. 3语言特点21第五章数据库设计235.1数据库环境的建立235. 1.1安装mySQL数据库236. 1.2安装InySQL管理软件NaVi

9、CatformySQI235. 2数据库需求分析245.2. 1本系统的用户分为管理员用户与普通用户245. 2.2数据库概念结构设计25第六章系统操作界面设计与实现296. 1登录模块设计与实现297. 2普通用户操作模块设计与实现308. 3管理用户操作模块设计与实现31第七章系统实现的若干问题解决349. 1添加STRUTS包实现动态ACTION动作。347.1.Istruts347.1.2历史库添加机床故障历史信息实例：357. 2管理员与普通用户分别在两种不一致的界面登录：37第八章结论与展望408. 1论文总结409. 2课题展望40参考文献42致谢43前言专家系统能够汇合与管理来

10、自不一致渠道、学科与众多专家的经验，适与用来解决大量知识与经验才能解决的问题。目前，专家系统在各行各业运用的非常良好，本文研究机床故障方面的专家系统。通过研究故障诊断专家系统的设计方法，使用myeclispse开发工具，使用NavicatforMySQL来连接管理数据库，设计开发出基于WEB的故障诊断专家系统。通过不一致的用户，设置了不一致的登录界面，普通用户能够实现故障的查询，翻阅机床故障历史纪录，管理员用户能够实现知识库、历史库等信息的增加、删除、查询。本系统侧重的功能是故障查询模块，因此不涉及员工信息管理等模块，该系统能提供故障查询，机床历史故障信息查询等功能。并能对知识库部分进行有效的

11、管理，保证软件的能够与时俱进。由于本课题研究的是机床厂故障诊断，因此有必要介绍一下故障诊断这门技术的进展历史与现状，而课题研究的内容是机床厂故障诊断专家系统，因此在开篇部分分别从故障诊断技术的进展与专家系统的进展两个方面来分析。第一章绪论1.1 故障诊断技术现状、进展及分类1.1.1 故障诊断技术进展的过程故障诊断技术是现代生产进展的产物，早在20世纪60年代末，美国国家宇航局(NASA)就创立了美国机械故障预防小组MFPG(MachineryFaultPreventionGroup)0其后，由于诊断技术应用所产生的巨大的经济效益，从而得到快速的进展。如美国Bechtel电力公司开发了火电厂机

12、械设备诊断用专家系统(SCoPE,1987)；美国Radial公司也在如今开发了汽轮发电机组振动诊断用的专家系统(TUrbOmaC1987)；美国西屋电气公司(WHEC)首先将网络技术应用于汽轮故障诊断，建立故障诊断中心，将分布在各地电站的多台机组实行远程诊断；美国Bently公司对旋转机械故障诊断及传感器的研究都进行了比较深入的研究。当故障诊断技术在美国迅速进展的同时，在西欧国家也得到了相应的进展。英国在1971年成立了机械保健中心(MeChaniCalHCaIthMOnitoring),促进了各类机械工厂机械设备性能检测与维修水平的提高；法国电力部门从1978年起就在汽轮发电机组上安装了振

13、动监测装置，20世纪90年代又提出了监测与振动支援站的设想；还有瑞士的ABB公司、德国的西门子公司、丹麦的B&K公司等都开发了有关诊断系统及信号监测装置。在亚洲，日本针对汽轮发电机组寿命监测与故障诊断进行了很多研究，1987年东芝电气公司开发了大功率汽轮机轴系诊断系统，20世纪90年代又开发了机器寿命诊断的专家系统；日立公司于1982年开发了汽轮组寿命诊断装置，并逐步形成了一套完整的机器寿命诊断方法；三菱公司在20世纪80年代也研制了能自动进行特殊征兆监测并能诊断其原因的诊断系统门】。由上述分析可知，各国家有关故障诊断技术的研究与诊断系统的研制大多是从汽轮发电机开始，其原因：D电力系统对国民经

14、济建设与人民生活均十分重要，影响面广；2)在连续生产系统中，发电机、空气压缩机都是动力源，假如一台机组产生故障，不仅影响其本身效率的发挥，还会影响整个生产系统的正常运行；3)汽轮发电机组的生产过程是连续的旋转过程，振动信号拾取与信号处理的处理的方法相对其他方法而言比较成熟，在生产条件下容易实现。1.1.2 故障诊断技术进展现状近十年来，国内外故障诊断方法与技术的进展要紧集中在三个方面，一是故障诊断策略与模式的研究，如分布式监测诊断模式、基于internet的远程分布式监测诊断模式等；二是智能诊断方法与技术的研究，如基于行为的神经网络诊断方法、基于多智能体(即多代理)的诊断方法等；三是故障特征分

15、析与特征量提取的研究，如小波分析与时频分析方法的应用12。1.1.3 故障诊断方法按诊断方法的原理能够分为1) .频域诊断法应用频谱分析技术，根据频谱特征变化，判别机器的运行状态及故障形成的原因。2) .时域分析法应用时间序列模型及有关的特性函数，判别机器工况状态的变化。3) .统计分析法应用概率统计模型及其有关的特性函数，实现机器的工况状态监视与故障诊断。4) .非平稳信号分析法机械设备的测试信号常常是非平稳的，可应用Wigner分部、小变换与时一频分析等方法进行研究并提取特征量，判别故障性质。.信息理论分析法应用基于信息理论建立的某些特性函数，如KUlLbaCk信息数、J散度等机器运行过程

16、中的变化，进行机器的工况状态分析与故障诊断。6).人工智能方法如模式识别、人工神经网络、专家系统等。由于人工智能技术的进展而提出来的诊断方法。随着计算机与网络技术的进展，分布式人工智能方法的提出，近年来又提出多代理协作诊断方法等【2】。1.2专家系统的进展专家系统是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识与解决问题的方法来处理该领域问题。也就是说，专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术与计算机技术，根据某领域一个或者多个专家提供的知识与经验，进行推理与推断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家处理的复

17、杂问题，专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。1.3 国内外研究现状近十年来，不管在理论上还是在系统开发方面，故障诊断专家系统的研究工作都有了较大的进展。最初人们研制出来的专家系统，几乎都只能用于实验室，有些系统只是到了近几年才在性能上有所扩展，并有效的应用到实际中。认识到这一点后，人工智能领域与工程领域的研究人员转而降低研究对象的复杂程度，去研制一些基础问题与简单系统及复合系统的诊断专家系统。随着各类技术储备的增加，人们最终会开发出能直接为工程领域服务的高性能的故障诊断专家系统。我国对专家系统的研究开发起步较晚，大约开始于七十年代末，但其进展速度是比较快的。八十年代初，我国

18、专家系统研究从最初的医疗农业领域，逐步渗透到交通领域、地质勘探、气象预报等领域，到了八十年代中期，我国专家系统的应用领域迅速扩大，在数学、物理、化学、工程、机械、经济、教育、军事等领域先后有一批专家系统问世。随着数控机床的广泛应用，其故障诊断专家系统的研制开发越来越受到人们的普遍重视14】。1.4 课题的研究意义与研究内容1.4.1 本课题研究意义我国企业现有数控设备的利用率与完好率普遍偏低，除了由于普遍存在的生产任务不足的原因外，维修力量不够与编程能力不够成为开工不足的要紧原因，分别占34.8%与17.6%。影响数控设备的完好率的要紧原因是维修力量不足，占42.5%。基于WEB的机床故障诊断

19、系统研究的要紧目的是使得用户在机床设备发生故障后，能够借助本系统快速诊断出故障的原因，找到排除故障的方法，有效的缩短因设备故障而造成的设备停机时间。同时关于无锡机床制造商来说，能够通过使用本系统减少小故障、常见故障维修问题，减少维修人员的出差次数，降低了售后技术支持费用，增强产品的市场竞争力。14.3本课题研究的内容1.讨论了世界先进的故障诊断技术及专家系统的进展趋势，研究无锡开源机床厂的故障类型，并以故障树的方式表现出来。2 .运用NaViCatforSQL建立系统信息的数据库。3 .在MyECIiPSe中编写程序，设计出普通用户登录模块、管理员登录模块、历史库管理模块、知识库管理模块、故障

20、查询模块等。4 .在设计的网页上进行各类操作，实现用户对各类故障进行查询，管理员同时能够对历史库与知识库的管理。5 .定期对系统进行有关问题检测，并提出改善改进。1.5本文结构全文共分八部分：第一章：绪论本章介绍了故障诊断技术进展历史及现状，然后引出专家系统的进展历史，研究了国内外专家系统的进展状况，介绍了课题来源，研究内容与意义。第二章：无锡开源机床厂机床的类型及常见故障本章介绍了无锡开源机床厂的机床类型，研究了故障的类型，并用故障树的方法分析归纳出来。第三章：故障诊断专家系统总体设计架构分析故障诊断专家系统的总体设计框架，从潜在客户需求入手，分析出系统各个模块的功能的结构图，并画用户流程图

21、。第四章：java语言的简介本章介绍了java语言的特点及其优势。第五章：数据库设计本章介绍本论文使用的MySQL数据库，构建了本系统的E-R图模型，并根据E-R图导入数据表格。第六章：系统操作界面设计与实现本章显示本系统运行的界面，分别进行管理员用户与普通用户的操作，管理员能够对知识库、历史库等进行增加、删除、修改等操作，普通用户能够查询故障原因，查询机床的故障历史。第七章：系统使用的若干技术本章介绍了StrUtS技术，如何实现增加、删除等操作，与不一致用户的登录问题。第八章：结论与展望总结本论文研究成果，对论文有关方面提出一些设想。第二章无锡开源机床厂机床的类型及常见故障2.1 开源机床厂

22、常见的机床该公司要紧生产的类型要紧是数控磨床，在数控磨床方面的技术比较先进，该公司的生产的机床类型如下：数控无心磨床MKSIOlOOWXlOlO型针阀自动无心磨床WX1013型芯轴沟道无心磨床MK2115数控内圆磨床M2116数控内圆磨床WX1012型连杆专用无心磨床WX1016型气门杆无心磨床数控内外圆复合磨床MK2710MKl150/1型宽砂轮无心磨床MKl150/3型数控宽沙轮无心磨床MKl1200/1型宽砂轮无心磨床WXlOlO型针阀自动无心磨床WX1012型连杆专用无心磨床WX1016型气门杆无心磨床MGD211OB高精度内圆磨床MB2120半自动内圆磨床MK2120B数控内圆磨床M

23、K28100数控立式内圆磨床2.2 机床常见故障随着现代社会的进展进步，机床的功能结构越来复杂，所出现的故障类型也是多种多样，对这些故障类型进行合理的分类有助于我们解决机床的故障。2.2.1 按发生故障部位机床发生故障部位通常分为机械系统故障、电气系统故障、液压/气动系统故障。电气系统故障又可分为强电线路故障与数控系统故障。强电线路故障通常是由各类继电器、接触器线路故障与保护线路及各类传感器故障造成的；数控系统故障要紧是由于其硬件与软件故障形成的。机械系统故障表现在运动失效与精度超差两个方面。运动失效大多是减速箱、丝杠螺母副、导轨副等故障造成的；而精度超差又可分为几何精度超差、传动精度超差、运

24、动精度超差与位置精度超差。液压/气动系统故障的出现通常是由机械电气引起的故障、液压/气动传动与操纵故障造成的。液压传动与操纵故障又可表达在驱动部分的故障、执行部分的故障、操纵部分的故障与辅助部分的故障等15】。2.2. 2按故障发生频率数控机床的故障发生频率在其使用期内是不相同的。由于机床在运行中有一种固有的特性曲线叫“浴盆曲线”6】，如图2T所示。因此也可将故障类型分为初期故障、偶发故障与磨损故障。图2-1设备使用失效的“浴盆曲线”使用初由于机床各部位需要磨合，操作人员也要熟悉机床而故障失效率高一点，中期机床趋于稳固，因故障而发生的失效率低，超过损耗失效期后，机床各个部位老化退化，因而故障概

25、失效率又增加。初期故障是设备使用初期的故障，故障频率较高，通常无规律可循。在这个时期，电气、液压与气动系统故障频率约占整个初始故障的90%，为此,要加强对机床的检测，勤记录，定期对机床进行机电调整，以保证设备各类运行参数处于技术规范之内。偶发故障是在正常运转阶段，由于操作与保护不良而造成的。如今，各类元器件器质性的故障较为少见，但不排除偶发故障的产生，因此，在这个时期内要坚持做好设备运行记录，以备排除故障时参考。磨损故障是由于年久失修与磨损而产生的故障，故障频率较高，故障性质属于渐发性。比如橡胶件的老化，轴衬与液压缸的磨损，限位开关接触灵敏度与某些电子元器件品质因素下降等。2.2.3按发生的故

26、障性质分类按性质可分为系统性故障与随机性故障。系统性故障通常是指只要满足一定的条件或者超过某一设定的限度，工作中的数控机床必定会发生的故障。如：机床加工因切削量过大达到某一极限值时必定会发生过载或者超温报警。随机性故障通常是指数控机床在同样的条件下工作时只偶然发生一次或者两次的故障。这类故障的发生往往与安装质量、组件排列、参数设定、元器件品质、操作失误与保护不当，与工作环境影响等诸因素有关。由于其具有偶发性，进行原因分析与故障诊断较其它故障困难得多。2.2.4无锡开源机床厂机床故障此处用故障树的方法表示出来，如图2-2、2-3、2-4、2-5、2-6、2-7所不:图2-2机床故障总体结构的故障

27、树力般传动虎Fg4C娟mH孔克istjAH图2-3无心磨床故障树.近便&没t?*力皿过人出痂所外担出最喊招筑畜力不-簸脍 Jr i 4J A l -1 y f事衡压力除高轮轴功能部分动作不正确凸轮电机转不动，经常跳M八J碳N发动作不正确机接线不正WT衡压力编H4轮轴运转时携击声严堇小够向动作不正#凸枪电机反转,变频器报野灯亮隹制系统无显,平变嫉器过变频器过热变W戕欠乐系统显示屏坏.控制系统内都报警应查是否有电机烧一统保烧断排欧断路百投系统无电源岖统明对报号除依根系说书服警排故1护路跳，整i至造电保断用调整值合查是否有电机烧坏部动L循蛤中午拉忘利作开但-A系统输欧点坏在动动方环，工环，途J科开关

28、坏或发讯位未调窗好.自动循阵无法启动-开自后气源指示灯稣,原位开关未调整到位仞整动作未发位油泵未启动;滑油位过低气压&未供气,液E解失灵涓整状态下单步动作.卜联锁接近开关未调整到位动作未按照联钺次序进行整态各作钮旋上启。N状下动掖,钮法匕a件技1处于领位油泵未启动无电源无法后动油泵电机保护Si路港行跳用情况插头座未插好电指示灯m照明灯拣坏无电JK液压部分故障.雨速理速达到分快行的度不.适当调整背压阀门的弹簧 .拆洗减压阀，节流网 调整添流伸的压力将节流阀的往返速度调至样 作台往%速度不致松查并更换油JS的密封装置滑阀被污物卡住，清洗.动工速花荷有显的低. 液机作度我卜较著降管液节，阀件漏，或胫

29、件 京及机阀速元泄况换配与 栓道动流调等的借更修投电感阀失灵 自动循环不能正确实J7w开关失灵.手摇机构不起作用手摇机构较事作件动均犍现？ L郤运不匀有行南.噪音和振单作构动收修企不 ,J.机运速不或全7,活乐圈牢使轮能上 将紧压井齿轴咬.用于推一下工作台.25推杆手柄獴动几次即可油缸在空载下全行程快速往复致下在系统开始工作时排气管子细长发生IS动油泵质戢不好清洗沿流阀查油泵转向及内泄就S溢流阀并清洗 鬻躲饕百油笆看是从*部件溢出油泵是否输出油图2-7液压部分的故障此处利用故障树的分析方法，非常直观，明了，能够清晰熟悉各个机床不一致部位或者不一致类型的所有故障。第三章故障诊断专家系统总体设计架

30、构随着数控机床技术的不断进步与计算机语言的迅猛进展，各行各业对专家系统的应用越来越多，特别是在制造企业中。充分利用现有的有利条件，开发机床的专家系统，是非常可行的。专家系统有助提高机床厂解决问题的能力，增加企业的生产效率，从而产生经济效益。3.1 系统的总设计思想关于机床故障诊断的查询是基于web的故障诊断系统，本系统功能侧重于故障的查询，知识库的更新，因此该系统的用户模块结构相对简单。知识库、历史库模块的功能相对复杂，能够进行增加、删除、修改等操作。3.1.1 专家系统的结构专家系统的结构是指专家系统各构成部分的构造方法与组织形式。不一致类型的专家系统，其功能与结构上也不尽相同。专家系统通常

31、由知识库及其管理系统、推理机、综合数据库、知识获取机制、解释机构与人机接口六部分构成。1)知识库及其管理系统知识库是以一致的形式存储知识的机构，用于存储某领域专家的经验性知识、原理性知识、有关的事实、可行操作与规则等。解决知识、获取与知识表示问题是建立知识库的关键问题。2) .知识获取机制知识获取机制的建立，实质上是设计一组程序，把知识送入到知识库，负责保护知识的正确性、一致性与完整性。知识获取是专家系统知识库是否优越的关键，我们试图建立自动知识获取机制，实现专家系统的自动学习功能，不断地扩充与修改知识库中的内容。3) .综合数据库综合数据库又称全局数据库或者“黑板”等，它用于存储领域或者问题

32、的初始数据(信息)、推理过程中得到的中间结果或者状态与系统的目标结果，包含了被处理对象的一些问题描述、假设条件、当前事实等。4) .推理机推理机是专家系统中实现基于知识推理的部件，是基于知识的推理在计算机中的实现，是专家系统的核心部分。推理机用于经历所使用的规则与操纵策略的程序，完成根据一定的知识规则从已有的事实推出结论的近似专家的思维过程，保证整个专家系统能够以逻辑方式协调地工作。5) .解释机构解释机构能够向用户解释专家系统的行为，包含解释推理结论的正确性与系统输出其它候选解的原因。这是专家系统区别于其它软件系统的要紧特征之一，解释机构实际上也是一组计算机程序，通常使用预置文本法与路径跟踪

33、法。当用户有询问需求时，解释机构能够跟踪与记录推理过程，把解答通过人机交互接口输出给用户。6) .人机接口接口又称界面，是用户与专家系统之间的连接桥梁，它能够使系统与用户进行对话，使用户能够输入必要的数据、提出问题与熟悉推理过程及推理结果。专家系统则通过接口，要求用户回答提问，并回答用户提出的问题，进行必要的解释6】。3.1.2故障诊断专家系统的优点1) .故障诊断专家系统能够高效率、准确、周到、迅速与不知疲倦地进行工作。2) .故障诊断专家系统解决实际问题时不受周围环境的影响，也不可能遗漏不记得。3) .专家系统能促进各领域的进展，它使各领域专家的专业知识与经验得到总结与精炼，能够广泛有力地

34、传播专家的知识、经验与能力。专家系统能汇合多领域专家的知识与经验与他们协作解决重大问题的能力，它拥有更渊博的知识、更丰富的经验与更强的工作能力。4) .研究专家系统能够促进整个科学技术的进展。专家系统对人工智能的各个领域的进展起了很大的促进作用，并将对科技、经济、国防、教育、社会与人民生活产生极其深远的影响。3. 1.3专家系统的建立步骤1) .识别过程识别过程也可看作知识获取阶段，在此过程中，要确定所处理问题的特征，明确要建立的专家系统要解决的问题及要用到的相应领域背景知识。这是完成专家系统设计的关键。只有对机床故障诊断特性熟悉的比较全面，所建立的专家系统的求解能力才能是比较完备的。首先确定

35、数控机床故障诊断专家系统要解决的最终目标，依次逐步分析与该目标有关的诸多因素，然后再逐步分析这些因素。2) .概念化过程概念化过程是对识别阶段取得的各类因素进行抽象化，找出表达知识的概念，建立“概念化模型”。在建立专家系统时，明确系统中的基本概念，并建立他们各自的基本内容及相互联系。3) .格式化过程这一过程实际上是设计与组织知识的结构。由于知识库是专家系统的核心，它的结构直接影响到专家系统求解问题的有效性，因而格式化过程又是建立专家系统的关键。根据机床故障诊断专家系统在知识库及问题求解方法上的特点，在组织知识库、建立知识库时，首先确定使用的知识表达方式与推理技术。4) .实现为了产生表达数控

36、机床故障诊断知识的各类计算机形式，使这些知识在计算机中发挥有效的作用以产生问题的求解能力，务必把经形式化的知识表示成计算机的内部语言。还要针对系统的要求，建立必要的解释机制与良好的用户界面。5) .测试这一阶段要紧是验证表达知识的各类规则或者知识实体。在建立了数控机床故障诊断专家系统知识库后，知识库中可能会有大量冗余知识或者不一致的知识，继而引起专家系统查询功能的低效。测试的要紧目的就是要确证所建立的数控机床故障诊断专家系统知识库的正确性。6) .保护在此阶段，扩充、修改知识库中的各类信息，以使数控机床故障诊断专家系统更进一步完善。这一阶段与前几个阶段有着密切的联系，如实现阶段中的各类知识获取

37、手段。实际上，以上各个步骤都有密切的联系，而且为了使数控机床故障诊断专家系统投入有用而日益完善，每一个阶段都应重复多次。3. 2系统的总体设计本文用了IE浏览器，当浏览器进行操作时，自动将需要的信息放入一个表单中，当触发动作时，将此表单的信息传递到java类中，通过java类连接MySQL数据，查询数据库中的表单信息、，触发的动作名称在struts.xml中定义。使用struts结构有利于实现jsp的动态命令。系统的工作流程分为：用户首先进入登录首页，分别有管理员用户与普通用户登录，普通用户登录后能够对故障信息进行查询，也能够读取机床的故障历史记录。管理员用户的查询动作也是，管理的模块功能的实

38、现要借助于StrutSo4. 2.1系统的功能结构图与流程图通过用户的需求分析能够做出功能系统的功能结构图，结构模块分为用户登录模块、机床信息模块、历史信息记录模块、故障诊断模块，各个模块下面包含多个子模块，由于时间关系，有些子模块的功能没有完全实现。根据系统的功能结构图，能够做出系统的流程图。如图31、32所示：权限验证添加用户修改用户机床厂故障诊断专家系统用户管理模块管理用户模块删除用户修改知识库普通用户模块故障报修故障查询磨床信息机床基础数据管理模块出厂时间磨床更新远程监控模块故障诊断模块修改分析模块故障分析模块故障原因排除方法知识库管理模块新信息录入信息更改信息删除查询故障信息数据库备

39、份数据库管理模块数据库恢复返回故障查询结果图3-2系统的作业流程图第四章JaVa语言的简介4.1 构成Java由四方面构成：JaVa编程语言、Java类文件格式、JaVa虚拟机与JaVa应用程序接口（JaVaAPI）平台。JaVa平台由JaVa虚拟机（JaVaVirtUalMachine,简称JVM）与Java应用编程接口（APPliCatiOnProgrammingInterface,简称API）构成。JaVa应用编程接口为Java应用提供了一个独立于操作系统的标准接口，可分为基本部分与扩展部分。在硬件或者操作系统平台上安装一个JaVa平台之后，JaVa应用程序就可运行。JaVa平台已经嵌入

40、了几乎所有的操作系统。这样JaVa程序能够只编译一次，就能够在各类系统中运行。JaVa应用编程接口已经从1.Ix版进展到1.2版。常用的JaVa平台基于Javal.4,最近版本为Javal.7。4.2 优势与传统程序不一致，Sun公司在推出Java之际就将其作为一种开放的技术。全球数以万计的JaVa开发公司被要求所设计的Java软件务必相互兼容。“Java语言靠群体的力量而非公司的力量”是SUn公司的口号之一，并获得了广大软件开发商的认同。这与微软公司所倡导的注重精英与封闭式的模式完全不一致。Sun公司对Java编程语言的解释是：JaVa编程语言是个简单、面向对象、分布式、解释性、健壮、安全与

41、系统无关、可移植、高性能、多线程与动态的语言。5. 3语言特点Java不一致于通常的编译执行计算机语言与解释执行计算机语言。它首先将源代码编译成二进制字节码（bytecode）,然后依靠各类不一致平台上的虚拟机来解释执行字节码。从而实现了“一次编译、到处执行”的跨平台特性。只是，每次的执行编译后的字节码需要消耗一定的时间，这同时也在一定程度上降低了Java程序的运行效率。Java语言是简单的Java语言的语法与C语言与C+语言很接近，使得大多数程序员很容易学习与使用Java。另一方面，JaVa丢弃了C+中很少使用的、很难懂得的、令人迷惑的那些特性，如操作符重载、多继承、自动的强制类型转换。特别

42、地，Java语言不使用指针，并提供了自动的废料收集，使得程序员不必为内存管理而担忧。JaVa语言是面向对象的JaVa语言提供类、接口与继承等原语，为了简单起见，只支持类之间的单继承，但支持接口之间的多继承，并支持类与接口之间的实现机制（关键字为implements）。Java语言全面支持动态绑定，而C+语言只对虚函数使用动态绑定。Java语言是动态的。Java语言的设计目标之一是习惯于动态变化的环境。Java程序需要的类能够动态地被载入到运行环境，也能够通过网络来载入所需要的类。这也有利于软件的升级。另外，Java中的类有一个运行时刻的表示，能进行运行时刻的类型检查。第五章数据库设计后台数据库

43、的设计在本系统中占有十分重要的地位，数据库设计的优劣将直接影响系统的准确性、工作效率及事实上现效果，合理的设计能提高数据存储效率，保证数据的完整性与一致性。5.1数据库环境的建立5.1.1 安装InySQL数据库本课题安装使用的是MySQL数据库，先导出数据库SQL脚本，再导入。5. 1.2安装mySQL管理软件NavicatformySOL打开NaViCat,在数据库中建立新的数据库名ab,界面如下图57所示5-1数据库的操作界面在database“ab”中建立新的表单，此处以知识库的表“kb”为例，如图5-2所示:图5-2知识库表“kb”的信息6. 2数据库需求分析通过调查、收集与分析，获得潜在用户对专家系统的要求，设计出模块结构功能图，总结出用户需求信息。6.1 .1本系统的用户分为管理员用户与普通用户管理员能够对知识库、历史库、用户信息进行增加、删除、修改等操作，普通用户能够进行故障查询，机床故障历史信息记录查询等操作。历史库的作用是用来存储机床故障的历史记录，包含故障机床的类型，故障机床的名称，故障的原因，故障发生时间及修好