1.产品设计专家系统

产品设计专家系统的功能是根据设计计算确定产品的关键尺寸和型号，据此调用基本模型库中的模型，通过产品选型和相应的尺寸驱动生成产品三维模型。生成的模型无须修改或只进行少量修改就可达到用户要求，从而提高设计效率并提升产品的设计质量，提前产品上市时间和提高企业的核心竞争力。

开发产品设计专家系统的关键技术有以下几个。

1）产品建模技术

（1）参数化建模。在产品设计专家系统中，对所有产品运用参数化建模技术建模，用尽可能少的参数控制产品尺寸。例如，对于一个长方体的3个尺寸——长度a、宽度b、高度c，以a为主驱动尺寸建立尺寸间的方程式：b=a/2；c=a/4。驱动尺寸在方程式的右边，长方体的尺寸由长度a驱动，在修改长方体的尺寸时，只需要修改尺寸a。在装配体中也可以由主要的位置尺寸控制其他装配尺寸或零件尺寸，使主要装配尺寸变化时，其他装配尺寸及相关零件尺寸能作出相应调整，使装配关系仍然成立。对产品进行参数化建模时，可以用尽可能少的代码来驱动尺寸，以方便产品设计专家系统的开发。

（2）系列化建模。对于系列化零件，修改所添加的配置的尺寸而不需要重新建模就能得到不同型号的系列化产品模型。对于系列化部件，修改添加配置中部件的子零件属性（重新选择子零件的配置）并通过不同配置的子零件组合得到不同型号的装配体。在这些零件或部件中，实体模型只创建了一次，不同的型号以配置的形式出现，当需要调用某一型号的产品模型时，只需选择模型相应的配置。

2）产品模型的存储技术

产品模型及相关技术文档的存储有两种方式：（1）直接存储在本地磁盘文件夹（即直接存储在产品设计专家系统安装目录下的文件夹）中；（2）将相关文件转化为二进制流文件存放于系统数据库中。直接存放于本地磁盘文件夹中时，存储比较方便，存储速度也比较快，对于企业文件数据量大（大于100MB）的产品设计专家系统可采用这种存储方式。文件存放于本地磁盘文件夹中时，需在系统数据中构建文件索引表，存放这些文件在本地的存储路径，以方便文件的管理与调用。数据量不大时（小于100MB），可采用第二种方法。采用第二种方法时，文件的安全管理比较简单，而且无须考虑文件的存放路径，无须搜索本地磁盘，因此，其调用与管理也很方便。

3）系统的数据安全技术

为防止用户不小心修改基础模型库的模型或非法用户查看相关设计资料，当相关设计资料和基础模型存放于本地磁盘时要进行加密处理。一般采用对称加密算法，加密处理的文件只有相应用户登录系统后才能进行相关操作。当相关基础模型和设计资料转换为二进制流文件存放于数据库中时，只需通过数据库的访问权限保证数据的安全。

2.远程诊断专家系统

智慧维护系统中远程诊断及维护将通过网络，利用远程诊断专家系统来完成分析和决策。

远程诊断专家系统将网络、数据库完善地融合在一起，能充分利用更多的技术支持来实现数据共享，大大提高了系统诊断的效率。

1）远程诊断专家系统的整体结构

远程诊断专家系统主要由数据库模块、数据库维护模块和诊断程序模块3部分组成。数据库模块用于存储知识和规则。数据库维护模块用于知识和规则的输入和维护。诊断程序模块用于实现专家系统的推理。远程诊断专家系统的整体结构如图2.3所示。

图2.3　远程诊断专家系统的整体结构

（1）数据库模块。

①数据字典；

②规则；(www.daowen.com)

③知识库。

（2）数据库维护模块。

①知识和规则的维护。数据字典的维护，数据的增加、修改、删除和查询；规则的增加、修改、删除和查询；故障类型的增加、修改、删除和查询。

②数据字典的合法性检查。

③规则的合法性检查。

④故障的合法性检查。

（3）诊断程序模块。诊断程序模块包括远程诊断专家系统的诊断界面和推理机两部分，通常一个领域的专家凭借其所积累的丰富知识和经验在现场诊断故障时，总是先分析有关征兆，选出其中特征突出的和有代表性的征兆参数，分析与此征兆参数相关联的几种故障，形成进一步诊断的候选故障集，这在知识工程中称为向前链或前向推理；然后根据知识库中所积累的知识，对候选故障集中的每一故障深入分析其机理、原因及其所应表现出来的各种征兆，逐一与当前所有的征兆进行对比，根据其符合或匹配程度，在候选故障集中排除那些不匹配或匹配程度较差的故障，选出那些匹配较好的故障，这在知识工程中称为向后链或反向推理；最后进行决策判断，确定所诊断故障的类型及其原因，完成故障诊断过程。

2）远程诊断技术的特点

远程诊断技术的最大特点是设备与诊断资源在地域上的分离，提供服务的远程诊断资源与被诊断设备之间的网络通信，组成一个比较松散的逻辑整体，使远程诊断资源为设备提供故障诊断服务的形式有了一些新的特点。一方面，可以将诊断新任务分解为不同故障域的子问题，再利用不同的远程诊断资源进行诊断，进而将所得诊断结论综合，则可以得到比较准确的诊断结果；另一方面，同一远程诊断资源可以为不同地域的多个或多种设备提供诊断服务。

因此，远程诊断专家系统具有如下特点：（1）多资源协作性，远程诊断专家系统中可以有多个诊断资源共同协作，为一个设备进行故障诊断。②多设备适应性，能够快速地重构相应的符合实际需要的远程诊断专家系统，比较方便地为不同类型和不同地域的设备提供故障诊断服务。一方面，远程诊断专家系统将根据具体请求服务的设备调用相应的设备通信接口与设备进行交互，监测操作设备以获取其故障症征状并将诊断结果反馈给设备，即通过设备通信接口的适配实现多设备适应性；另一方面，远程诊断专家系统可以根据获取的故障症状的类型，通过资源通信接口调用多个不同的远程资源共同为设备提供服务并且协调资源之间的关系，即通过诊断资源的调度实现多资源的协作。

3）远程诊断专家系统的关键技术

设备远程监控和诊断维护系统由动态数据采集单元、实时状态监控单元、本地故障诊断单元、远程诊断专家系统、远程专家会诊中心和计算机通信网络6个部分组成。

（1）数据采集单元。数据采集单元主要完成设备稳态和动态数据的采集。在设备远程监控和诊断维护系统中，要实现设备的在线、实时监控以及在线调整，需有现场设备数据采集模块的支持。

（2）远程专家会诊中心。远程专家会诊中心的主要功能是为设备专家实现远程诊断提供必要的协同工作环境，主要包括远程监控、远程控制和信息服务。

远程监控主要是指在线获取现场设备的运行状态和故障信息，如动态数据采集单元和实时状态监控单元的输出、现场控制终端上显示的设备运行状况和自我诊断信息以及数控程序和其他各种控制程序等。远程控制主要是指设备专家通过网络直接获得设备控制权，从而通过虚拟操作面板在线进行远程操作并调试现场设备。信息服务主要是指通过电话会议、共享白板和在线图像、声音传输等方式，实现设备专家之间以及设备专家和现场工作人员的在线沟通，从而共同分析、诊断并排除故障。

远程监控和诊断需通过网络实现。网络数据传输模块是利用多媒体信息集成技术开发的Web服务程序，其基本功能为：将数据采集装置采集到的数据按一定的格式打包后发送给相应的远程诊断服务程序，同时负责动态提取远程诊断服务程序和其他应用程序所需的信息，如压力和位置等。

（3）智能维护成为远程监控和诊断的发展方向。在传统远程监控和诊断领域，大部分技术开发和应用集中在信号及数据处理、智能算法研究（人工神经网络、遗传算法等）以及远程监控技术（以数据传送为主）方面，而基于主动的维护模式理念的智能维护技术重点在于信息分析、性能衰退过程预测、维护优化和应需式监测（以信息传送为主）的技术开发与应用。产品和设备的维护体现了预防性的要求，从而达到近乎零故障和自我维护的目的。

基于网络技术的远程监控和诊断维护技术影响并渗透到传感器领域，于是出现了基于网络技术的网络传感器，它将网络接口芯片与智能传感器集成起来，并把通信协议固化到智能传感器的ROM中。网络传感器具有智能传感器的全部功能，并且能够和计算机网络进行通信，因此，其在现场总线控制系统中得到了广泛应用，成为现场级数字化传感器；而网络传感器的发展和应用，又反过来促进了远程监控和诊断维护技术的发展与完善。