压力容器分类系统

事实号事实名激活标志断言next一事实库的结构一类压力容器；再如第2条，它指明除第3条规定的中压容器以外都是第二类压力容器。这样的规则对于人很好理解，但对于计算机是无法理解这样的模糊的概念的，要使计算机能从事这项工作，就必须对知识重新进行描述。因此，本文严格从集合论的角度，对压力容器分类方法进行了分析。对这些分类规则进行分析和整理得到38条产生式规则。其表示为：（1）规则1：如果：为高压容器，且为非搪玻璃容器则：该容器为三类容器⑵规则2：如果：为中压容器，且为管壳式余热锅炉则：该容器为三类容器。

其它35条详见〔3〕。

用C++语言编制专家系统，可以把规则定义成对象，把规则的结构以及关于规则的推理使用定义成规则类（ruleclass），规则类生成所有规则对象（ruleobect）组成知识库，对知识库的操作方法由规则类的操作方法提供。知识库的结构如所示：规则是规则链中的一个结点，一条规则链组成一个知识库，对于产生式系统，除了由规则链组成一个知识库以外，还有一个事实库，也即综合数据库，记录用户与系统对话的结果及推理的中间结果，也是表示当前的环境事实库是动态的，它最初包括原始的所有断言，但不知断言是真是假，随着与用户对话，激活断言有的为真，也有的为假，同时规则库中的规则根据事实库中断言的真假作出推理。

事实库的结构如所示，其中事实号是事实的内部编号，断言是事实的结论，取为“真”，“假”，事实库也是一个动态链表，一个事实是链表中的一结点，确切地说，事实库与知识库是一个统一体，事实号是事实库的关键字，知识库中的规则通过事实号与事实库发生联系。

3.2知识获取压力容器分类专家系统由38条规则组成可以根据一些简单事实进行推理，判断容器为几类容器，在38条规则中，共出现22个事实（概念），每个事实给一个编号，编号从1到22，在规则中只存储事实的编号，同样规则的结论也是事实概念的编号。事实与规则的数据以常量表示，规则中出现的事实表示为：1介质易燃；2介质无毒；3介质毒性轻度危害；4介质毒性中度；5介质毒性高度或极度；6低压容器；7中压容器；8高压容器；9超高压容器；10反应容器；11换热容器；12分离容器；13储存容器；14管壳式余热锅炉；15搪玻璃容器；16lowpv（注：指低PV值设计压力与容积积<0.2MPam3）；19ukrohighpv（注：指最高PV值设计压力与容积积>=10MPam3）；20―类容器；21二类容器；22三类容器；本文按顺序把这些事实存入一指针数组str中，规则中的前提和结论用该数组表示。例如规则1的前提是：高压容器，且非搪玻璃容器。与这两个前提相对应的事实在数组str中的编号为（8，- 15），之所以取-15，是因为15在数组中代表搪玻璃容器，而负号代表与此相反，即为非搪玻璃容器。按这种规则，我们把规则前提放人以下数组。

与前提相对应的规则结果相应存入下列数组。Intrulec规则数据由规则类的构造函数生成规则对象，这个构造函数需要三个参数，一个规则名，一个表示前提断言编号的数组，还有一个结论断言编号。

4数据库与推理机制为方便用户，只需用户输入介质名称，系统便自动得到介质的特性。为此需要在系统中使用两个数据库：介质毒性和易燃性数据库，压力容器品种数据库。介质毒性和易燃性数据库包含编号、介质中文名、英文名、毒性、易燃性几个字段，其中，毒性是依据GB5044W划分，分为极度危害、高度危害、中度危害和轻度危害四级。易燃性的划分是以爆炸上下限确定的，易燃性介质是指与空气混合的爆炸下限小于10%，或爆炸上限和下限之差值大于等于20%的气体。压力容器品种数据库包含容器名称和容器类型两个字段。这两个数据库各收录了二百个数据。

规则对象是知识的实体，它包括知识的存储和知识的使用，在压力容器分类专家系统中，把推理机制同规则对象封装在一起，形成一个独立的知识单元体。推理过程如所示。

I规则对象「事实对象集推理过程图事实对象集记录了当前状态，规则对象首先拿出前提条件的断言，询问事实对象集，如事实对象集不知道，则询问用户，并将用户的回答结果存入事实对象集和数据库，如所有前提条件被证实则结论为真，否则系统不知道结论是真还是假。

5对压力容器分类专家系统的验证为了考核验证该专家系统的准确性，给出了50多个压力容器分类例题进行验证，该系统和人为判别的完全一样，并且该系统能在极短的时间内给出正确的结果。

6结论本文通过对压力容器安全技术监察规程中压力容器的分类方法的分析，得到38条产生式规则并以此组成知识库。给出了压力容器分类专家系统的知识表示，知识获取，推理机制并编制了程序。

该专家系统根据用户输入的简单的信息，搜索知识库中的知识及数据库中有关信息，推理出容器的类别。经实践检验，用该程序对压力容器进行分类准确、快速。

专家系统则是人工智能新的发展领域。如何将这些高科技计算机知识应用于化工设备及机械领域，实现化工设备管理的自动化、智能化。本文从压力容器分类的角度进行了这方面的探索，为高科技在化工设备管理方面的应用提供了一种思路。