農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)專(zhuān)家系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā).pdf

1、農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)是解決“三農(nóng)”問(wèn)題和新農(nóng)村建設(shè)的重要手段和途徑。農(nóng)業(yè)機(jī)械化作為農(nóng)業(yè)的主要生產(chǎn)力，農(nóng)業(yè)機(jī)械化信息化問(wèn)題也倍受關(guān)注。近幾年，相關(guān)農(nóng)機(jī)部門(mén)及農(nóng)機(jī)經(jīng)營(yíng)者有條件購(gòu)置和使用計(jì)算機(jī)，而且涌現(xiàn)了很多農(nóng)業(yè)機(jī)械化信息網(wǎng)絡(luò)以及相關(guān)技術(shù)，使農(nóng)業(yè)機(jī)械化信息化水平得以提高。盡管如此，目前農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)中適用的軟件相對(duì)很少，設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)適用軟件可以有效提高農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)的應(yīng)用水平及效果，進(jìn)而提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益，提高農(nóng)民的收入，同時(shí)促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)

2、也可以有效提高農(nóng)業(yè)機(jī)械化信息化水平。 本文結(jié)合農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)實(shí)踐要求、結(jié)合國(guó)家“863”項(xiàng)目及黑龍江省科技廳科技攻關(guān)項(xiàng)目的具體要求而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)“農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)專(zhuān)家系統(tǒng)(AMPES)”。設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)AMPES不但可以滿足目前農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)領(lǐng)域信息化發(fā)展的需求，而且可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)信息化、發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè)、建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的重要內(nèi)容之一。探討農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)專(zhuān)家系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的基本理論、研究農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)專(zhuān)家系統(tǒng)的功能以及設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)方法，又可以為農(nóng)

3、業(yè)機(jī)械化其他領(lǐng)域?qū)＜蚁到y(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)探明道路和方向，為進(jìn)一步發(fā)展農(nóng)業(yè)信息化奠定基礎(chǔ)。本課題研究具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。作者查閱了大量的相關(guān)文獻(xiàn)，掌握國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)＜蚁到y(tǒng)研究、應(yīng)用動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)，提出我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)專(zhuān)家系統(tǒng)存在的具體問(wèn)題，并詳細(xì)敘述了專(zhuān)家系統(tǒng)的概念、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)以及開(kāi)發(fā)方法。以此為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了單機(jī)版的農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)專(zhuān)家系統(tǒng)。本論文的主要研究?jī)?nèi)容包括農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)專(zhuān)家系統(tǒng)分析和總體功能設(shè)計(jì)、各模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)

4、、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、知識(shí)獲取方式研究、知識(shí)表示方法及知識(shí)庫(kù)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)推理策略研究和推理機(jī)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)等幾個(gè)部分。本研究取得的主要成果有： (1)通過(guò)系統(tǒng)分析，明確了系統(tǒng)的總體功能，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體架構(gòu)。進(jìn)行了系統(tǒng)功能模塊劃分，并詳細(xì)設(shè)計(jì)了各模塊功能、工作原理及運(yùn)行流程，設(shè)計(jì)了各模塊數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)，為系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)工作奠定基礎(chǔ)。 (2)首次設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了包括農(nóng)業(yè)機(jī)械化作業(yè)工藝過(guò)程及規(guī)范、農(nóng)業(yè)機(jī)器選型配備和農(nóng)業(yè)機(jī)器技術(shù)

5、保養(yǎng)三個(gè)主要功能模塊的單機(jī)版“農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)專(zhuān)家系統(tǒng)”。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)、不同種植結(jié)構(gòu)和種植方式條件下農(nóng)業(yè)機(jī)械化作業(yè)工藝過(guò)程制定、作業(yè)工藝規(guī)范咨詢(xún)、農(nóng)業(yè)機(jī)器選型與配備、農(nóng)業(yè)機(jī)器技術(shù)保養(yǎng)規(guī)范咨詢(xún)、保養(yǎng)計(jì)劃制定以及農(nóng)業(yè)機(jī)器信息瀏覽等功能。 (3)根據(jù)系統(tǒng)要求，深入生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行大量調(diào)查研究，獲取大量的文字、圖片及音像等資料，并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)整理和歸納。同時(shí)，自行研究設(shè)計(jì)腳本、攝制并制作部分型號(hào)拖拉機(jī)技術(shù)保養(yǎng)操作過(guò)程的錄像、拍攝大

6、量照片，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提供必備的知識(shí)，增強(qiáng)了AMPES知識(shí)表達(dá)直觀性，提高了系統(tǒng)界面友好程度。 (4)對(duì)AMPES知識(shí)獲取問(wèn)題進(jìn)行了重點(diǎn)研究，確定的人工獲取與半自動(dòng)獲取、自動(dòng)獲取相結(jié)合的知識(shí)獲取機(jī)制，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了領(lǐng)域知識(shí)的半自動(dòng)獲取和自動(dòng)獲取功能。有效解決了專(zhuān)家系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中知識(shí)獲取這一“瓶頸”問(wèn)題。提高了知識(shí)的可信度，縮短了知識(shí)獲取的周期，提高了系統(tǒng)效率和咨詢(xún)效果。 (5)根據(jù)AMPES及各模塊功能要求，分層次

7、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)和各模塊數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系、層次結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)中所含表的數(shù)量及表的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)基于自身的三層數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)庫(kù)/知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS/KBMS)，不但可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)/知識(shí)庫(kù)的常規(guī)維護(hù)功能，而且該模塊依據(jù)自身的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)及內(nèi)容自動(dòng)加載AMPES系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)庫(kù)和知識(shí)庫(kù)，使DBMS/KBMS程序代碼完全脫離AMPES數(shù)據(jù)庫(kù)而存在，提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性，也簡(jiǎn)化了代碼維護(hù)工作。 (6)根據(jù)AMPES所涉及

8、知識(shí)的特點(diǎn)，采用常規(guī)的產(chǎn)生式規(guī)則表示農(nóng)業(yè)機(jī)械化作業(yè)工藝過(guò)程、農(nóng)業(yè)機(jī)器選型等領(lǐng)域知識(shí)；根據(jù)源作業(yè)工藝過(guò)程知識(shí)特點(diǎn)，探討并采用語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)方法表示源機(jī)械化作業(yè)工藝過(guò)程的專(zhuān)家知識(shí)。實(shí)際應(yīng)用證明，系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)的知識(shí)表示方法有效實(shí)用，便于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。 (7)研究了AMPES推理控制策略，設(shè)計(jì)了基于產(chǎn)生式規(guī)則的推理機(jī)，包括基本工藝過(guò)程推理機(jī)、專(zhuān)家選型推理機(jī)、普通用戶選型推理機(jī)等；設(shè)計(jì)了基于語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的源工藝過(guò)程推理機(jī)。同時(shí)，引用基于實(shí)例的推

9、理思想，恰當(dāng)?shù)亟鉀Q了基本工藝過(guò)程推理問(wèn)題，也提高了基本工藝過(guò)程知識(shí)庫(kù)知識(shí)自動(dòng)獲取能力。 (8)采用正向推理方式、廣度優(yōu)先搜索策略設(shè)計(jì)AMPES推理過(guò)程；采用啟發(fā)式思想，依據(jù)知識(shí)庫(kù)知識(shí)組織順序以及知識(shí)的解釋說(shuō)明進(jìn)行沖突消解。針對(duì)工藝過(guò)程制定和農(nóng)業(yè)機(jī)器選型等比較復(fù)雜的推理問(wèn)題，采用相關(guān)推理機(jī)串聯(lián)或并聯(lián)使用、逐層推理的推理策略完成推理過(guò)程設(shè)計(jì)，有效地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)功能。 (9)結(jié)合系統(tǒng)需要，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了生產(chǎn)率法、能量法農(nóng)業(yè)機(jī)器配備程