一种用于航空器维护的逻辑知识系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于航空器维护的逻辑知识系统模型，使用回答集编程(Answer Set programming)建立知识库和系统。这个知识库有效的描述了维护主体、维护资源、维护指导和质量确认这四个部分，配合使用回答集编程书写的维护任务可以有效的查询维护指导和维护质量确认准则和方法。工程师根据系统给出的结果，可以更好的研究故障之间的关系，进一步提高航空器维护任务的效率。空器维护任务的效率。空器维护任务的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于航空器维护的逻辑知识系统


[0001]本专利技术属于民航机务领域，具体涉及到一种由回答集编程制作的用于维护航空器的逻辑知识系统。

技术介绍

[0002]飞机的维护对于飞机稳定安全运营至关重要，各个国家的航空公司和以波音和空客为首的航空企业都对维护十分重视。随着新技术和新工艺的不断出现，为了降低成本以及提高竞争力，飞机结构不断增加的复杂性和多样性，对一个飞机的维护也变得原来原困难，飞机的前期制造与运营期间的维护已经成为了一个涉及多学科多分支的复杂领域，因此亟需将这些维护过程和思想进行数字化和规划化。以在数字化进程的领导者波音为例，波音公司为降低新产品的研发难度以及保障新产品的性能以及可靠性而开发了一系列的数字辅助技术，数字化各个零部件的加工和装配工艺规划。在航空公司内部，数字辅助技术集中现在维护流程控制、优化库存和优化维护成本等方面。市场上缺乏针对具体的维护方法和具体的维护过程进行数字化。
[0003]传统的维护方法和故障类型都比较单一，飞行器的维护工作大部分的工作首先需要维护人员制定维护计划并进行检查，然后通过向上级申请维护并取得审批并签署文件，才能进行维护工作。飞机上的零件的维护一般是查看运行数据，人工判断是否需要维护。工人维护时也是通过翻阅已成形成定式的维护手册进行修理。这样的流程消耗了大量的人力和物力，需要通过使用现代化的手段提高检修及维护的速度。而且现在的飞行器故障类型多，零件间关系复杂，故障原因多种多样，通过单纯的人工来判断需要维护那些部件以及维护的具体过程比较困难。因此我们提出使用回答集编程(Answer Set programming)来构建一个知识表达与推理系统，由该系统根据不同的需求情况提供对应的维护指导。
[0004]维护过程知识具有动态性的特点，维护知识的形式多种多样。如果使用数据库系统，需要提前对数据进行统一化假设，这需要大量的专业人员协助规划数据间的关系，在编写的过程中某些输出关系出现错误将会影响其他数据。由于ASP属于陈述式的编程语言，关系之间相互独立，存在非规则错误的时候不会影响正确的结果的输出。由于在后期使用过程中需要不断地向知识库中注入新知识和经验，也可能与之前的知识发生冲突，但非推理性的规则不会影响稳定系统运行。在使用的过程中需求的形式从系统建立之初就是确定，后期更改也比较困难。但是ASP的具有较强的拓展性，后期可以通过向其中添加新的约束获取新的结果，这种方式的添加不会与以前的约束发生冲突，一方面在搜索约束方面，可以向其中添加约束知识选择规则搜索合适的规则。
[0005]同时飞机维护知识理论知识、经验知识、显性知识和隐性知识，有的是几何知识，有的是非几何知识，有的可以用符号形式描述，有的必须用对象来描述，具有多样性和动态性的特点。这些都使得飞机维护过程知识难以用结构化的数据形式描述。ASP程序简洁且易于处理。如果使用传统的过程式或面向对象的程序设计语言(例如C++)编写知识密集型系统，需要对数据结构有充分的了解，并且需要投入更多的精力，其知识库可读性不高。因为
维护知识动态的特性，知识库程序员不可能用较低级别的语言来匹配真正的专家实现，因此ASP适合用于知识密集型应用程序领域建模的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种用于航空器维护的逻辑知识系统，解决了传统的过程式或面向对象的程序设计语言编写知识密集型系统的可读性问题，可以指导研究人员进一步研究故障之间的关系，提高航空器维护任务的效率。
[0007]本专利技术所采用的技术方案是，先收集维修知识信息，再给出维修评估，具体按照以下步骤实施：
[0008]步骤1：建立系统时设置系统的知识库，添加包括维修计划知识和维修工艺知识。
[0009]步骤2：收集维修任务的信息，由工程师手动输入维护需求。
[0010]步骤3：clingo求解器进行维护行为求解。
[0011]步骤:4：通过根据求解器计算得到相应的维护措施，管理航空器的维护。
附图说明
[0012]图1是本专利技术的总体流程图；
[0013]图2是知识库分层模型图；
具体实施方式
[0014]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0015]本专利技术一种用于航空器维护的逻辑知识系统，流程图如图1所示，具体按照以下步骤实施：
[0016]步骤1维护知识既可以来源于飞机制造商，也可以来源于一线的维护部门，因此飞机维护知识又可分为理论知识和经验知识。理论知识是飞机制造商工程师从法规规范、维护手册、工艺规程说明等中总结出的指导性知识。经验知识是在一线维护部门工程师在飞机维护实践中积累的维护经验、维护技巧等知识。按照以下步骤实施：
[0017]步骤1.1、知识库：在设计系统初期，飞机制造商根据飞机、制造和安装等专业知识建立知识库，其中包括安装流程和工艺流程等专业知识。交付使用后，维护过程中产生的知识也会添加到知识库中。
[0018]步骤1.2、从维护的过程出发，我们提出如图2的维护知识库分层模型，分别为维护主体、维护资源、维护指导和维护质量确认。
[0019]步骤2按照以下实施：
[0020]步骤2.1、工程员手动输入维护任务：维护任务分为计划维护和非计划维护。计划维护包括根据出场时间、使用时间或使用次数的定时维护，非计划维护根据具体的故障而定。维护任务指明维护工作的详细内容，包括维护时间、地点、维护对象机型及编号、人员和备注等信息，维护任务为维护人员提供了维护任务的基本信息。
[0021]步骤3按照以下实施：
[0022]步骤3.1、维护需求：飞机维护过程知识是由飞机的维护需求以及维护过程知识节点关联组成的数据集。因此，如图1所示，飞机维护过程知识元数据可以定义为：
[0023][0024]由维护需求(MD)和维护知识库(MK)导出维护行为(MA)。其中维护行为(MA)包括维护指导(MI)和维护质量确认(MQ)。维护需求由维护机型的类型ID、具体的机型ID、维护类型ID和维护结构ID等部分组成：
[0025][0026]其中Aircraft_Type_Id表示维护对象的类型，Aircraft_Id表示维护对象的编号，Maintenance_Type表示维护类型，一般分为计划维护和非计划维护两大类。Maintenance_Part表示维护的部位。计划维护也叫周期性维护，周期性维护通常分为“机械日”、“6个月”、“50小时”等。
[0027]步骤3.2、维护知识库是系统的核心部分，它包含图2所示的维护对象(MO)、维护资源(MR)、维护步骤(MI)和维护质量确认(MQ)三个部分，此时的mk为二阶谓词：
[0028][0029]1)维护主体(MO)：维护主体所在的层次十分重要，它代表了维护的复杂度。维护主体的谓词结构：
[0030][0031]其中Object_ID是维护对象的唯一标识符，Name为维护对象的名称，up_Leave表示该部件所属层次的上一层，用来表示隶属关系，L本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于航空器维护的逻辑知识系统，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1：建立系统时设置系统的知识库，添加包括维修计划知识和维修工艺知识；步骤2：收集维修任务的信息，由工程师手动输入维护需求；步骤3：clingo求解器进行维护行为求解；步骤:4：通过根据求解器计算得到相应的维护措施，管理航空器的维护。2.根据权利要求1所述的一种用于航空器维护的逻辑知识系统，其特征在于，所述步骤1具体如下：步骤1.1、知识库：在设计系统初期，飞机制造商根据飞机、制造和安装的专业知识建立知识库，其中包括安装流程和工艺流程的专业知识；交付使用后，维护过程中产生的知识也会添加到知识库中；步骤1.2、从维护的过程出发，我们提出维护知识库分层模型，分别为维护主体、维护资源、维护指导和维护质量确认。3.根据权利要求1所述的一种用于航空器维护的逻辑知识系统，其特征在于，所述步骤2具体如下：步骤2.1、工程员手动输入维护任务：维护任务分为计划维护和非计划维护；计划维护包括根据出场时间、使用时间或使用次数的定时维护，非计划维护根据具体的故障而定；维护任务指明维护工作的详细内容，包括维护时间、地点、维护对象机型及编号、人员和备注的信息，维护任务为维护人员提供了维护任务的基本信息。4.根据权利要求1所述的一种用于航空器维护的逻辑知识系统，其特征在于，所述步骤3具体如下：步骤3.1、维护需求：飞机维护过程知识是由飞机的维护需求以及维护过程知识节点关联组成的数据集；因此，如图1所示，飞机维护过程知识元数据可以定义为：由维护需求(MD)和维护知识库(MK)导出维护行为(MA)；其中维护行为(MA)包括维护指导(MI)和维护质量确认(MQ)；维护需求由维护机型的类型ID、具体的机型ID、维护类型ID和维护结构ID组成：其中Aircraft_Type_Id表示维护对象的类型，Aircraft_Id表示维护对象的编号，Maintenance_Type表示维护类型，一般分为计划维护和非计划维护两大类；Maintenance_Part表示维护的部位；计划维护也叫周期性维护，周期性维护通常分为“...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛秦洲，苏星月，郑苏豪，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：