автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.17, диссертация на тему:Методология диагностики неисправностей в телевизионных приемниках на базе гибридных экспертных систем

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

АСШШЕКОВ НУРЛАН СОВЕТКУЛОВИЧ

нЕТОДОЛОПЙ ДИАГНОСТИКИ НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ПРИЕМНИКАХ НА БАЗЕ ГИБРИДНЫХ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ

05.12.17 - Радиотехнические I телевизионные

системы н устройства 06.13.12 - Снстеш автоматизации проектирования

АВТОРЕФЕРАТ . диссертации на соискание ученой степени кандидате технических наук

Москва -

ч

Работа выполнена в Московском энергетическом институте ш кафедре конструирования и производства радиоаппаратуры.

Научный руководитель - кандидат технических неук, доцент Ю.В.Кандырин

Официальные оппоненты - доктор технических наук« профессор В.А.Камавв кандидат технических наук, доцент В.Г.Одинокое

Ведущая организация '- указана в ревекии специализиро ванного Совета

Защита состоится •siUlfftii 1930 г. В 7Г~ЧЪСС

минут на заседания специализированного Совета К - 063.16.1 Московского энергетического института в аудитории 1-408

Отзыв, заверенный печать», просим присылать по адрес] 105835, ГСП, Мосхва. £ - 250, Красноказарменная ул., д. 14, Уче ный Совет МЭИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке институт!

Автореферат разослан ? fldtyfii'Ji 1993г.

Учений секретарь специализированного Совета кандидат технических наук, доцент V iC Т.И.Курочки:

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕШ. Усложнение совро пенной радио электрон -кой аппаратуры (РЭМ, в частности телевизионных приемников цветного изображения (ТВ - приемники), а такта рост количества такой аппаратуры у населения повышает требования к ее надежности, вызывают необходимость совершенствования существу ищи и разработки новых методов контроля и диагностики РЭА как при ее произведет -ве, так ш при эксплуатации.

Основу элементной базы современной РЭА сегодня составля -ггг интегральные схемы (ИС). БИС. СБИС, а ее сложность резко возросла, Это предъявляет высокие требования к квалификации обслу -живащего персонала. В то а® время квалификация обслуживающего персонала РЭА, особенно на периферии, растет существенно медленнее, чем сложность современной РЭА.

Поэтому разработка системы диагностики неисправностей РЭА на базе создания экспертной системы 1ЭС), аккумулирующей знания признанных специалистов в конкретной предметной области, является актуальной задачей. Такие системы помогли бЬ, во - первых, уменьшить время н стоимость процесса поиска неисправностей, особенно малоквалифицированным персоналом, а во-вторых, такая сис -тема помогла бы при обучения кадров, выступая в роли обучающей системы.

Анализ литературы и информационных источников позволяет сделать вывод о важности использования ЭС для решения разного рода нетривиальных задач в различных предметных областях, в том числе и задач диагностики.

Перед диссертантом была поставлена задача разработки ма -тодолотаи диагностики неисправностей в телевизионных приемниказ и создания на ее основе экспертной системы.

Работа выполнена в соответствии с заданием оОъедкнени) "Орбита - сервис" г. Москвы на сазе Люблинского центра "Орбита • сервис".

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Целью данной работы являются разработка не -тодологии диагностики неисправностей телевизионных приемников 1 создание ЭС, позволяющих сократить сроки обучения иало кваквали ■ щфованного персонала для ремонтных предприятий сложной Сытово! техники.

Для достижения указанной мели решаются следуюии» о с -новние задачи:

- обзор и анализ литературы л информационных источников в области диагностики неисправностей РЭА ■ ЭС;

- разработка решающа правил, принципов формирования струхту] базы знаний (БЗ) для создания диагностической ЭС;

- создание "оболочки" диагностической системы на основе знание ■ вого подхода;

- исследование возможности применения теории нечетких множеств для оценки идентифицируемости неисправностей на базе X;

- разработка способов структурирования телевизионного приемник: для построения решающих правил;

- разработка математического, алгоритмического и программное обеспечения диагностической ЭС.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Решение поставленных задач базируется на комбинированно!

использовакии следующих научних направления: математического моделирования; теории искусственного интеллекта; теории графов и теории множеств; теории нечетких множеств (раздел лингвистичес -кого описания неопределенных знания).

НАУШЯ НОВИЗНА РАБОТЫ.

1.- Разработан подход к построению систены диагностики неисправностей а телевизионныхприемниках на Оаэе создания X.

2. Предложена и реализована квазиреляционная модель хра -нения информации и знаний экспертов в виде матриц ассоциативных связей.

3. Предложен адаптированный метод внепших проявлений для построения модели процесса поиска неисправностей в телевизионных приемниках.

4. Мода!мцирована модель ВЗ"диагностической ЭС.

5. Разработана "оболОчка" диагностической ЭС на основе знаниевого подхода.

6. Разработано программно - алгоритмическое обеспечение процедур диагностики.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ.

1. Разработанный подход к диагностике неисправностей в телевизионных приемниках позволяет создать гибридную экспертную диагностическую систему, позволявдуо в режиме диалога осуществ -пять целенаправленный поиск дефектных блоков, функциональных уз-пов, элементов.

2. Предлагаемый в роботе мотод ггрудпслзгаот учет опыта 1аиболее подготовленных ремонтников и экспертов, поэтому 1г;юдс -гавляется возможность при применении таких экспертных систем со-

кратить сроки обучения малоквалифкцироватгого персонала по ре -ис;иту современной сложной РЭА.

3. Созданная и проиедазя апробацию "оболочка" ЭС диагностики может бить использована (при наполнении ее новыми конкрет -ними знаниями) для диагностики не только телевизионных приомни -ков. но и другой сложной РЭА и МЭА-

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Разработанная система внедрена на предприятии "Орбита - сервис" г. Москвы и ее приметши позволяет существенно сократить сроки обучения малоквалзфищхз ■ ванного персонала. Внедрена разработанная диагностическая ЭС и 1 учебний процесс Кыргызского технического университета для обу • чония студентов элементам диапюстики неисправностей радаотехни ческих систем на кафедре радиоэлектроники.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения и результаты диссер тационной работы докладывались и обсуждались на следующих науч но - технических конференциях и семинарах:

- 1Х5илейной научно-технической кон$еренции "Новые информационны и электронные технологии в народном хозяйстве и образовании" г. Москва 1990 г.;

- Международной научно-технической конференции "Метода и средст ва оценки и повышения надежности приборов, устройств и систем" г. Пенза 1992 г.;

- II Республиканской научно-технической конференции "Научно-тех нический прогресс и экология", г. Актау 1992 г.;

- научно - техническом семинаре "Гибридные экспертные системы задачах проектирования сложных технических объектов", г. Санхт Петербург 1992 г.;

- научно-технической конференции "Контроль и управление в технических системах", г. Винница 19Й2 г.

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертационной работы опубли -ковано 6 печатных работ.

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения. 4 глав, заключения, изложенных на 132 страницах машинописного текста и иллюстрированных 24 рисунками и 10 таблицами, списка использованных источников, включающего 172 наименований,' 2 приложений.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТУ

Во ВВЕДЕНИИ к диссертационной работе обосновывается актуальность проблемы, цель и задачи исследования и разработки.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ проведен анализ современного состояния проблемы диагностики неисправностей современной РУЛ. На основе сравнения различных методов тестового » функционального диагностирования выявлены недостатки, присущие данным методам. В то же время развитие методов искусственного интеллекта (ИИ), в част -кости экспертных систем (ЭС), позволяет наиболее аффективно ре -■ать разного рода нетривиальные задачи в различных предметных областях, к числу которых относится и задача диагностики.

На основе анализа различных способов представления знаний предложен принцип построения ЭС для диагностики неисправностей в телевизионных приемниках цветного изображения (ТВ - приемники).

Задача диагностики, яри этом, состоит в определении де -фектов с помочью системы правил, опираясь на набор признаков, фактов, проявление которых наиболее точно отражают состояние ТВ-

-а-

приемника и затем, в соответствия с предварительным поставленным диагнозом, рекомендовать пути уточнения и устранения этих дефектов. Наиболее эффективным способом решения данной задачи является совместное использование как традиционных методов, так и эв -ристического подхода.

Сравнение диагностических ЭС в медицинских и технических областях позволяет сделать вывод о том. что системы диагностики технических объектов функционируют эффективнее, когда связи (от-ровашшми, задаваемыми схемой объекта диагностирования (4ункцио-налъная. структурная, электрическая принципиальная и др.).

В качестве структурной схемы разрабатываемой ЭС была выбрана классическая схема, состсящзя из следуких основных блоков: интерфейс с пользователем; база знаний (БЗ); механизм логического вывода (НТВ); модуль приобретения знаний (КПЗ); модуль отоб -ражешш и объяснения решений (ПОР).

При создании БЗ диагностической ЭС важен способ формали -зации знаний экспертов, для сбора которых был выбран способ ни -тервьюированяя специалистов как наиболее эффективный из числа существующих (анализ протоколов; интервьюирование специалистов; психологическое вкалирование; игровая имитация и др.). Исследо -ванне и сравнение различных моделей представления знаний (правила продукций; логические модели; семантические сети; фреймы) позволило в качестве концептуальной модели представления знаний ьыОрать модель семантической сети, позволяшей упростить проце -дуру формализации знаний и сократить объем памяти, необходимый для их хранения.

Во ВТ01Ш ГЛАВЕ решаются задачи, связанные с созданием

БЗ диагностическое ЭС и на основе Енбраююй модели семантической сети рассматривается этапы создания (методология) такой системы: идентификация; концептуализация; формализация; реализация; испытание .

Для. формализации знаний с помощью модели семантической сети удобно использовать ориентированные графы (орграфы); вершинам орграфа сопоставляется сущности (условия) оОгекта. а ребрам-отнопения между ним» в описываемые либо матрицей иншдонций, либо матрицей смежности.

Модель ТВ - приемника представлена иерархической структурой (рис. I) и в зависимости от заданной глубины дязгностини возможно построение различных функциональных моделей.

)ис. I. Структура обмкта диагностики, где: £ - блоки: »У - фушда.'ндлиш^ узлы: 5Я - функшональныч ячейки; Э - :»л»?м*нты

Функциональная модель I: для всего ТВ-ПРИЕННИКА, при этом глубина диагностики задается на уровне ЕЛОК* и/или ФУНКЦИОНАЛЬ -

ного узла;

Функциональная модель 2: для БЛОКА и /или ФУНКЦИОНАЛЬНОГО УЗЛА, при этом глубина диагностики задается на уровне ФУНКЦИО -НАОЛЬНОЯ ЯЧЕЙКИ И/ИЛИ ЭЛЕМЕНТА.

Выбор в качестве модели ТВ - приемника иерархической ст -руктуры, позволяет отбрасывать неправдоподобные версии на разных глубинах диагностики, что дает возможность сократить время поиска неисправного участха в ОД.

Иод сущностями (условиями) в модели семантической сети понимает совокупность признаков неисправностей:

(Ни, Нл^ , ... И/ч ), (I)

где: - значение } - го признака в (-к условии.

При создании БЗ диагностической X потенциальными источ -щжами информации и знаний являются: функциональная, структурная и др. схемы ТВ-приемника; статистические данные о наиболее часто встречающихся неисправностях в ТВ-приемниках (слабые места), которые были собраны и проанализированы автором во время работа на предприятии "Орбита-сервис" г. Москвы; опыт обслуживающего пер -сонала, занимаодегося диагностикой неисправностей и ремонтом ТВ-приемшпюв.

Первые два источника позволяет существенно ускорить про -цесс поиска неисправностей задаваем вероятности появления данного дефекта, а использование эвристических правил, основанных на опыте и здравом смысле специалиста, позволят сократить обгем