基于关系数据库的专家系统推理机设计

人工智能的专家系统与规则推理专家系统与规则推理是人工智能领域中的两个重要概念，它们在解决复杂问题、进行推理和决策过程中发挥着重要作用。

本文将深入探讨专家系统和规则推理的定义、原理、应用以及未来发展方向。

一、专家系统的概念和原理专家系统是通过模拟人类专家的知识和经验，以解决特定问题为目标的计算机程序。

它由知识库、推理机和用户界面三个主要组成部分构成。

知识库包含了专家知识的各种表达形式，这些知识可以是规则、事实、概念、关系等。

推理机是专家系统的核心，其作用在于根据知识库中的规则和事实，进行推理和判断，并提供解决问题的答案。

用户界面则是用户与专家系统进行交互的桥梁，使用户能够输入问题并接收系统的回答。

专家系统的原理基于规则推理，即依据一系列前提条件推导出结论的思维过程。

规则推理是基于规则库中的规则进行的，规则库是知识库的一个重要组成部分。

规则库中的规则通常采用条件-结论形式来表示，它由一个前提和一个结论组成。

前提是一个或多个条件，表示问题的特征或状态；结论是根据前提条件推导出来的结论或行动。

推理机会根据用户提供的前提条件，在规则库中寻找匹配的规则，并根据规则中的结论向用户提供答案或行动建议。

二、专家系统的应用领域专家系统的应用领域非常广泛，涵盖了医疗、金融、工业、农业等多个领域。

以下是几个典型的应用案例。

1. 医疗诊断：专家系统可以根据患者提供的症状和疾病数据库，通过规则推理的方式诊断患者疾病，给出相应的治疗建议。

2. 金融风险评估：专家系统可以根据海量的金融数据和分析模型，通过规则推理的方式评估客户的信用风险，为银行提供贷款决策的建议。

3. 工业故障诊断：专家系统可以根据设备传感器数据和故障数据库，通过规则推理的方式判断设备是否存在故障，并提供相应的维修建议。

4. 农业植物识别：专家系统可以根据植物图像和植物数据库，通过规则推理的方式识别出植物的种类以及相应的养护方法。

三、规则推理的概念和原理规则推理是基于规则库中的规则进行的推理过程，它是专家系统中的核心方法之一。

简述专家系统的开发过程
专家系统是一种基于人工智能、知识表示和推理等技术的计算机
程序，可以模拟人类专家分析和解决实际问题。

专家系统的开发过程
一般包括以下几个阶段：
一、需求分析和知识获取阶段：确定问题领域和专家系统的功能
需求，采集领域知识并将其转化为计算机能够理解和处理的形式。

主
要的方法包括面谈、问卷、实地观察、文献研究等。

二、知识表示和建模阶段：将获取到的领域知识进行逻辑分类和
表达，并转化为适合计算机处理的形式，使用知识表示语言和工具进
行表达和管理。

主要的知识表示方法包括规则表示法、框架表示法、
本体论等。

三、推理机设计和实现阶段：基于知识表示和推理算法，设计和
实现专家系统的推理机。

主要的推理算法包括前向推理、后向推理、
混合推理等。

推理机的实现可以使用专门的工具，如CLIPS、PROLOG、JESS等。

四、用户接口设计和实现阶段：专家系统的用户接口应该清晰友好，方便用户操作和查询，包括命令行界面、图形界面、语音界面等。

这个过程也会根据需求来设计相应的接口。

五、测试、优化和维护阶段：对专家系统进行功能测试和性能优化，发现并修复问题，确定是否可以投入使用。

同时，也需要模糊测试进行。

以上是专家系统开发的主要过程，建议在开发过程中，注重知识的获取和表示，遵循面向对象的设计原则，采用现代软件工程方法和工具，同时充分考虑专家系统的实用性、可靠性和可维护性等方面，以便为企业和个人提供高效的知识服务。

・28・机械2020年第12期第47卷基于实例一排序推理算法的FMS专家优化设计系统李彦儒，胡晓兵，陈应飞，刘志明，彭正超(四川大学机械工程学院，四川成都610065)摘要：以某机床厂某柔性生产线项目为对象，研究了目前企业柔性生产线工艺资源、加工管理现状和车间设备布局方法，分析了目前企业在FMS80系统柔性单元设计和车间内产线布局的相关特点。

在相关研究工作的基础上，对FMS快速化设计过程中的涉及到的工艺性能、设计属性等数据进行研究分析，完成了FMS虚拟仿真设计系统的数据库设计和软件设计，确定了该系统开发的总体环境，对整个FMS快速设计流程进行了归纳整理分析，建立了FMS快速设计的专家系统知识库结构和相关推理规则，为工艺设计人员和生产现场的技术人员提供设计卖例的经验参考，以提高设计人员的工作效率，减小资源浪费，降低企业FMS设计运行成本。

关键词：柔性制造系统；车间布局；工艺数据库；Visual Studio；专家系统技术中图分类号：TH164；TP315文献标志码：A doi:10.3969/j.issn.1006-0316.2020.12.005文章编号：1006-0316(2020)12-0028-09An Expert Optimization Design System for FMS Based on Case-Sort Reasoning Algorithm LI Yanru,HU Xiaobing,CHEN Yingfei,LIU Zhiming,PENG Zhengchao(School of Mechanical Engineering,Sichuan University,Chengdu610065,China) Abstract:Based on a flexible production line project of Ningjiang Machine Tool company,this paper studied the process resources,the status quo of processing management and the method of workshop equipment layout and analyzed the characteristics of FMS80system flexible unit design and the layout of production line in the workshop.Data analysis was conducted regarding process performance and design attributes of FMS rapid design.After database design and software design of virtual simulation FMS design system was completed,the overall environment of the system development was determined and the whole process of FMS rapid design was summarized and analyzed.Knowledge base structure of expert system and related inference rules of rapid design of FMS structure was established.This research provides cases for reference,so as to improve the design efficiency and to reduce the waste of resources and the cost of enterprise in FMS design and operation.Key words:flexible manufacturing system；workshop layout；process database technology；Visual Studio；expert system technology柔性制造系统(FMS,Flexible Manufacturing设计过程包含了FMS功能单元资源管理、车间System)是典型机电液组成的复杂大系统，其布局与工艺流程优化智能算法研究、工艺资源收稿日期：2020-04-20基金项目：国家科技重大专项(2018ZX04032001)作者简介：李彦儒(1995-),男，重庆人，硕士研究生，主要研究方向为智能制造、数字化生产，E-mail：*****************;胡晓兵(1970-),男，湖北黄冈人，博士，教授，主要研究方向为企业信息化、机器视觉、数字化车间。

专家系统的推理机可采用的三种推理方法摘要：一、引言二、专家系统简介1.定义2.应用领域三、推理机概述1.推理机的定义2.推理机的作用四、三种推理方法1.基于规则的推理a.规则的制定b.规则的应用2.基于事实的推理a.事实的获取与存储b.事实的匹配与推理3.基于模型的推理a.模型的构建b.模型的应用与优化五、三种推理方法的优缺点1.基于规则的推理a.优点b.缺点2.基于事实的推理a.优点b.缺点3.基于模型的推理a.优点b.缺点六、总结与展望正文：一、引言随着人工智能技术的不断发展，专家系统在很多领域取得了显著的成果。

专家系统由知识库、推理机和解释器等部分组成，其中推理机负责根据输入的问题和知识库进行推理，得出解决方案。

本文将介绍专家系统中推理机可采用的三种推理方法，并分析它们的特点和适用场景。

二、专家系统简介1.定义专家系统是一种模拟人类专家在特定领域解决问题的计算机程序。

它通过将领域专家的知识和经验转化为计算机可以理解和执行的规则和知识表示，从而实现对问题的求解。

2.应用领域专家系统在许多领域都有广泛的应用，如医疗、金融、工程、化学等。

通过将领域专家的知识和经验集成到系统中，专家系统能够为用户提供专业的解决方案。

三、推理机概述1.推理机的定义推理机是专家系统中的核心部分，负责根据输入的问题和知识库进行推理，得出解决方案。

它是专家系统中实现智能推理的关键组件。

2.推理机的作用推理机的作用主要有以下几点：（1）根据输入的问题，检索知识库中的相关规则和事实；（2）对检索到的规则和事实进行组合、演绎和推理，得出可能的解决方案；（3）根据推理结果，对问题进行解释和说明。

四、三种推理方法1.基于规则的推理（1）规则的制定基于规则的推理方法主要依据专家在领域内积累的经验和知识来制定规则。

规则通常采用条件-动作（Condition-Action，CA）形式表示，即当满足某种条件时，采取相应的动作。

（2）规则的应用在推理过程中，推理机根据输入的问题，遍历知识库中的所有规则，判断规则的条件是否满足。

基于关系数据库的专家系统推理机设计张建昌;王联国【摘要】推理机是专家系统的指挥中心,控制着整个系统的运行.本研究了专家系统中推理机的推理方法、推理控制机制、搜索策略等,提出了基于关系型数据库的推理机设计思想.【期刊名称】《农业网络信息》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】2页(P58-59)【关键词】关系数据库;专家系统;推理机;正向推理;反向推理【作者】张建昌;王联国【作者单位】甘肃农业大学信息科学技术学院,甘肃兰州730070【正文语种】中文【中图分类】TP391农业专家系统一般由人机接口、知识库、数据库、推理机、解释器等模块组成[1-2]。

推理机(Inference Engine)是专家系统中实现基于知识推理的核心模块之一。

推理机主要包括推理和控制二个方面，是知识系统中不可缺少的重要组成部分。

其工作效率的高低直接影响到专家系统的性能[3]。

1 推理机设计1.1 推理方法推理方法分为精确推理和不精确推理两种。

前者是把领域知识表示为必然的因果关系，推理的前提和推理的结论或者是肯定的，或者是否定的，不存在第三种可能。

对于这种方式的推理，一条规则被激活，其前件表达式必须为真。

后者又称为似然推理，是根据知识不确定性求出结论的不确定性的一种推理方法。

1.2 推理的控制机制专家系统可以实现正向推理、反向推理和混合双向推理。

正向推理是从已知事实出发向结论方向推导，直到推出正确的结论。

反向推理是先从知识库中选择一种故障作为假设，然后寻找支持假设的证据或事实来验证这种假设的真假性，当用户提供的数据与系统所需要证据完全匹配成功时，则推理成功，所作的假设也就得到了证实。

混合双向推理先根据给定的原始数据或证据向前推理，得出可能成立的诊断结论。

然后，以这些结论为假设，进行反向推理，寻找支持这些假设的事实或证据。

1.3 搜索策略专家系统推理机在进行规则匹配操作时，会有以下可能的结果。

（1）有一条规则匹配成功；（2）没有规则匹配成功；（3）有两条以上的规则匹配成功。

中国高新技术企业专家系统推理机核心设计文／崔萌推理指从已知事实出发，运用已经掌握的知识，推导出其中蕴涵的事实性结论或归纳出某些新的结论的过程。

其中，推理所用的事实分为两种情况，一种情况是求解问题的初始证据;另一种情况是推理过程中所得到的中间结论，这些中间结论可以作为进一步推理的己知事实或证据。

一、关于推理的几个概念1演绎推理从已知的一般性知识出发，推理出适合于某种个别情况的结论的过程为演绎推理，它是一种由一般到个别的推理方法。

最常用的演绎推理形式是三段论式，“大前提，小前提，结论”。

2归纳推理从大量特殊事例出发，归纳出一般性结论的推理过程为归纳推理，它是一种由个别到一般的推理方法。

归纳推理的基本思想是:从己知事实中猜测某个结论，然后对该结论的正确性加以证明，比如，数学归纳法。

3默认推理默认推理又称省缺推理，指事实条件不完备的情况下，假定某些条件的成立，在此基础上进行推理的过程。

在推理过程中，如果新的事实加入或推理过程的中间结果导致出现矛盾，说明假设的条件不成立，应放弃已经完成的推理步骤，从新开始推理。

默认推理可能是无效推理，但它解决了在事实不完备情况下的推理问题。

4确定性推理指推理使用的证据、知识及推出的结论都是可以精确表达的，其真值要么为真，要么为假，不会出现第三种情况。

5不确定性推理指推理使用的证据、知识不全是确定的，推出的结论也不完全是确定的。

6单调推理指在推理过程中，由于新知识的加入与使用，使推理所得到的结论越来越接近目标，而不会出现反复情况，即新知识的加入与使用不会否定已推出的结论。

7非单调推理指在推理过程中，某些新知识的加入与使用，不但没有加强己推出的结论，反而否定了某些已推出的结论，使得推理不得不回退一些步骤，重新推理。

二、推理的控制策略推理的控制策略包括推理方向、搜索策略、冲突消解策略、求解策略、限制策略，而推理方法指在推理控制策略确定之后，在进行具体推理时所要采取的匹配方法或不确定性传递算法等方法。

基于关系数据库的专家系统推理机设计1介绍关系数据库是一种常用的数据管理技术，专家系统推理机是一种使用规则和知识的人工智能应用。

将它们结合起来，可以实现一种高效、可靠的基于关系数据库的专家系统推理机。

本文将讨论如何设计这样一种推理机。

2设计要点在设计基于关系数据库的专家系统推理机时，需要考虑以下几个要点：2.1数据格式专家系统推理机需要使用规则进行推理，规则的实现涉及到数据的格式。

因此，在设计推理机时需要考虑规则所需要的数据格式。

2.2规则库管理规则库是专家系统推理机的核心，管理规则库对灵活性和扩展性提出了挑战。

在设计推理机时需要考虑规则库的高效管理。

2.3推理执行推理执行是专家系统推理机的核心工作。

推理执行需要对规则库进行查询和匹配等操作。

在设计推理机时，需要考虑推理执行的效率和正确性。

2.4知识库维护专家系统推理机的知识库是其核心组成部分。

在设计推理机时，需要考虑知识库的维护和更新。

3设计思路在考虑以上要点的基础上，可以采用以下思路进行设计：3.1数据库设计首先，需要通过数据库设计来定义推理机的数据格式。

需要考虑数据表定义、字段定义、索引定义等。

这些定义将为规则库查询和推理执行提供支持。

3.2规则库管理建立规则库管理系统，包括规则库维护和扩展、规则库版本控制等。

可以通过数据库表来实现规则库的存储和管理。

3.3推理执行推理执行是专家系统推理机的核心工作。

可以通过数据库查询和匹配等操作，实现规则库的查询和推理执行。

需要考虑查询和匹配的效率和正确性。

3.4知识库维护知识库维护和更新是专家系统推理机的重要任务。

可以通过数据库表和程序实现知识库的维护和更新。

4结论本文介绍了一种基于关系数据库的专家系统推理机的设计方法，包括数据格式、规则库管理、推理执行和知识库维护等方面。

通过这种设计，可以实现高效、可靠的专家系统推理机，为实现规则引擎、知识库管理等应用提供了技术支持。

专家系统是一类具有专门知识和经验的计算机智能程序系统，通过对人类专家的问题求解能力的建模，采用人工智能中的知识表示和知识推理技术来模拟通常由专家才能解决的复杂问题，达到具有与专家同等解决问题能力的水平。

这种基于知识的系统设计方法是以知识库和推理机为中心而展开的，即专家系统 = 知识库 + 推理机它把知识从系统中与其他部分分离开来。

专家系统强调的是知识而不是方法。

很多问题没有基于算法的解决方案，或算法方案太复杂，采用专家系统，可以利用人类专家拥有丰富的知识，因此专家系统也称为基于知识的系统（Knowledge-Based Systems）。

一般说来，一个专家系统应该具备以下三个要素：（1）具备某个应用领域的专家级知识；（2）能模拟专家的思维；（3）能达到专家级的解题水平。

专家系统与传统的计算机程序的主要区别如表7.1所示。

表7.1 专家系统与传统的计算机程序的主要区别列项传统的计算机程序专家系统适用范围无限制封闭世界假设建造一个专家系统的过程可以称为“知识工程”，它是把软件工程的思想应用于设计基于知识的系统。

知识工程包括下面几个方面：（1）从专家那里获取系统所用的知识（即知识获取）（2）选择合适的知识表示形式（即知识表示）（3）进行软件设计（4）以合适的计算机编程语言实现。

专家系统的发展史1965年斯坦福大学的费根鲍姆（E.A. Feigenbaum）和化学家勒德贝格（J. Lederberg）合作研制DENDRAL 系统，使得人工智能的研究以推理算法为主转变为以知识为主。

20世纪70年代，专家系统的观点逐渐被人们接受，许多专家系统相继研发成功，其中较具代表性的有医药专家系统MYCIN、探矿专家系统PROSPECTOR等。

20世纪80年代，专家系统的开发趋于商品化，创造了巨大的经济效益。

1977年美国斯坦福大学计算机科学家费根鲍姆 (E.A.Feigenballm)在第五届国际人工智能联合会议上提出知识工程的新概念。

专家系统的概述及其应用什么是专家系统？专家系统是一种基于人工智能技术的计算机系统，旨在模拟人类专家在某个特定领域中的知识和推理能力。

它通过收集和组织领域专家的知识，并利用推理规则来解决特定问题，从而为用户提供专业的建议、解决方案和决策支持。

专家系统的构成和工作原理专家系统主要由三个部分组成：知识库、推理机和用户界面。

知识库存储了领域专家的知识和经验，可以分为规则库和事实库。

规则库中包含了一系列由领域专家提供的规则，规定了问题和解决方案之间的关系。

事实库则存储了用户输入的问题相关信息。

推理机是专家系统的核心，它通过运用专家提供的规则和事实库中的信息，利用推理机制对问题进行推理和决策。

用户界面则是用户与专家系统进行交互的界面，通常采用图形用户界面或自然语言界面。

专家系统的应用领域专家系统广泛应用于各个领域，以下列举几个常见的应用领域：1. 医疗领域：专家系统可以帮助医生进行疾病的诊断和治疗方案的选择。

它可以根据病人的症状和检查结果，利用医学专家提供的规则进行推理，给出专业的建议和治疗方案。

2. 金融领域：专家系统可以用于风险评估和投资决策。

它可以基于历史数据和金融专家的知识，分析市场趋势和风险因素，为投资者提供决策建议。

3. 工程领域：专家系统可以用于设计优化和故障诊断。

它可以根据工程专家的知识和经验，分析和优化设计参数，或者通过故障检测和推理，帮助工程师快速找到故障原因并提供解决方案。

4. 决策支持系统：专家系统可以作为一个决策支持工具，帮助管理者进行决策。

它可以根据专家的经验和问题的约束条件，通过推理和分析，给出最佳的决策方案。

专家系统的优势和局限专家系统具有以下几个优势：1. 提供专业的建议和解决方案：专家系统可以利用专家的知识和推理能力，为用户提供专业的建议和解决方案。

2. 可以处理复杂的问题：专家系统可以处理大量的知识和复杂的推理过程，帮助用户解决复杂的问题。

3. 可以提高工作效率：专家系统可以提供快速的问题解决方案，帮助用户提高工作效率。

基于属性关联的关系数据库推理审计方法
于雷;柳圣
【期刊名称】《电脑知识与技术》
【年(卷),期】2010(006)012
【摘要】传统的审计方法解决了一般的推理审计问题,但是在审计的中间阶段没有考虑依赖关系中数据的可用性,从而会产生较多的冗余审计.该文针对多级安全数据库的推理审计问题提出了一种采用基于属性关联的方法,解决了基于FD的推理审计问题,并且解决了在审计中间阶段造成的数据冗余问题,通过进行优化提高了效率.【总页数】3页(P2858-2860)
【作者】于雷;柳圣
【作者单位】南京工程学院计算机工程学院江苏南京 211167;南京工程学院计算机工程学院江苏南京 211167
【正文语种】中文
【中图分类】TP311
【相关文献】
1.基于关系数据库的专家系统推理机设计 [J], 张建昌;王联国
2.基于关联度的属性约简方法及其在群体推理中的应用 [J], 王萍;杨保年
3.基于属性Petri网的属性粒推理研究 [J], 周如旗;冯嘉礼
4.基于属性关联的数据库推理控制 [J], 李专;王元珍;朱虹
5.基于关系数据库语义解析的信息推理研究 [J], 李春生;王荆龙;程兆全
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专家系统中的推理机（inferenceengine）以及主要种类本⽂参考：专家系统专家系统：模仿⼈类专家的思维⽅式进⾏决策的⼈⼯智能算法，算法核⼼是“知识库（knowledge base）”和“推理机（inference engine）”。

专家系统通常包括6个部分：⼈机交互界⾯、知识库、综合数据库、推理机、解释器、知识获取。

知识库：包含解决问题相关的领域知识。

在基于规则的专家系统中，知识⽤⼀组规则来表达。

其具有IF（条件）THEN（⾏为）结构，当规则的条件被满⾜时，触发规则，继⽽执⾏⾏为。

数据库：包含⼀组事实，⽤于匹配知识库中的IF（条件）。

推理机：执⾏推理，专家系统由此找到解决⽅案。

推理引擎链接知识库中的规则和数据库中的事实。

解释器：⽤户使⽤解释器查看专家系统怎样得出解决⽅案的过程。

⼈机交互界⾯：⼈机交互界⾯是实现⽤户（查询问题解决⽅案）和专家系统之间交流的途径。

⼀个完整的专家系统图⽰如下：推理机“推理机”根据“知识库”对“数据库”做出决策的基本原理图如下：CLIPS（C Language Integrated Production System）是⼀类推理机，原则上可以处理各种领域的推理任务，只要系统能够为CLIPS提供这个领域的特有领域规则(知识库)和事实信息(数据库)。

JessJess(Java Expert Shell System)是基于Java语⾔的CLISP推理机。

Jess(CLIPS)的优点是：推理机是开放的，⽤户提供不同的规则系统，就可以进⾏不同领域的推理⼯作，⽤户可以对推理机的推理能⼒进⾏扩展。

但，作为前向推理系统，Jess⽤空间换时间，推理会产⽣⼤量的中间数据，空间效率很低；同时，由于Jess(CLIPS)是通⽤推理引擎，不可能提供针对各种具体领域的优化能⼒，使得这种推理机制的效率很难优化。

针对本体的⼏类推理机针对本体的推理⼀般集中在集中标准的本体语⾔上，如OWL、RDFS/RDF、DAML等。

故障诊断论文：故障诊断专家系统关系数据库推理机【中文摘要】电力变压器是电力系统的枢纽,为保证电力系统安全、经济、稳定运行,电力设备的故障诊断越来越重要。

电力变压器作为主要的电力设备贯穿于整个运行过程,起着至关重要的作用。

本文根据油浸式电力变压器的特点及故障诊断的原理,采用面向对象技术开发专家系统来解决变压器故障的智能诊断问题。

本文介绍了基于关系数据库记录的知识表示形式和基于关系数据库记录的推理机制,设计并实现了变压器故障诊断的知识库,给出了该数据库的表图。

推理机方面,根据变压器故障诊断的特点,利用成熟的关系型数据库技术提出一种搜索、替换、构造故障现象与诊断结果对应数据库表的推理机制。

其中在模糊推理方面,将模糊信息分级,对各级信息分别进行处理,最终将全部推理转换为精确推理。

在理论创新方面,本文充分利用了现有成熟的关系数据库技术,提出了基于关系型数据库技术的专家系统知识表示和推理机制,并将模糊信息经过分级处理转化为多个确定信息的集合,使专家系统仅包含确定的推理过程。

将推理过程转换为关系数据库中数据搜索、替换添加新纪录的方法,构造出变压器故障现象与诊断结果对应数据库,使专家系统模拟记忆力极强的多个人类专家,将大量的推理过程提前到专家系统学习阶段,在专家系统...【英文摘要】Fault diagnosis, the core instrument in powersystem has increasing importance to the safe, economic and stable operation of the power system. As the primary power equipment, power transformer plays a crucial role in the running procession of power system. Based on the features of oil immerged power transformers and the principle of faults diagnosis, the expert system based object-oriented method is developed to solve the intelligent diagnosis of transformer faults.The knowledge representation based on ...【关键词】故障诊断专家系统关系数据库推理机【采买全文】1.3.9.9.38.8.4.8 1.3.8.1.13.7.2.1同时提供论文写作定制和论文发表服务.保过包发.【说明】本文仅为中国学术文献总库合作提供，无涉版权。