基于案例的推理技術(shù)及其運(yùn)用

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1、基于案例的推理技術(shù)及其運(yùn)用基于案例的推理技術(shù)(Case-basedreasoning,簡(jiǎn)稱CBR),是一種相似或類比的推理方法，它是通過訪問知識(shí)庫中過去同類問題的求解從而獲得當(dāng)前問題解決方案的一種推理模式，即利用舊的事例或經(jīng)驗(yàn)來解決新問題，評(píng)價(jià)新問題，解釋界常情況或理解新情況。在CBR屮，一個(gè)問題的狀態(tài)描述及其求解策略用一個(gè)案例(Case)表示，案例庫模擬人腦的記憶，存儲(chǔ)了一些過去的相關(guān)經(jīng)丿刃(案例)，案例本身則可以用語義網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、規(guī)則、框架或?qū)ο髮?shí)現(xiàn)，這些案例按一定的模式在知識(shí)庫中組織，以便在需要的時(shí)候能及時(shí)取出。CBR技術(shù)直接利用以往解決問題的實(shí)例，能冇效地解決知識(shí)表達(dá)困難或無法

2、表達(dá)的領(lǐng)域問題，其所具有的自學(xué)習(xí)功能保證了其推理能力的不斷增強(qiáng)，是金業(yè)高效處理相近或類似競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)的重要手段。CBR是一種基于經(jīng)驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行推理的人工智能技術(shù)，它是用案例來表達(dá)知識(shí)并把問題求解和學(xué)習(xí)相融合的一種推理方法，它強(qiáng)調(diào)人在解決新問題吋，常常冋憶起過去積累下來的類似情況的處理，并通過適當(dāng)修改過去類似情況處理的方法來解決新問題。例如在學(xué)習(xí)MATLAB軟件時(shí)，冇很多函數(shù)的用法和意義不理解，首先我會(huì)打開百度搜索引擎或谷歌搜索引擎，接著輸入MATLAB函數(shù)名來進(jìn)行搜索，最后就口J以找到它的確切解釋，記錄下來。這是因?yàn)樵谖蚁惹暗慕?jīng)驗(yàn)積累屮，對(duì)于其它類似的問題，我也是用同樣的方法來解決的。就

3、是說當(dāng)我們遇到某種情況時(shí)，我們習(xí)慣于冋憶起以前情境中的方式、方法，策略以及解決方案等，來幫助我們找到當(dāng)前問題的解決方案。從認(rèn)識(shí)思維的角度來看,它表現(xiàn)了人類進(jìn)行記憶、規(guī)劃、學(xué)習(xí)和問題求解的心理模型，體現(xiàn)了更高級(jí)的知識(shí)環(huán)境，是多種人工智能技術(shù)的綜合。1基于案例推理的基本過程飛機(jī)等大型裝備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，許多故障現(xiàn)象難以用結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行表達(dá),使規(guī)則的提煉變得相當(dāng)困難，采用基于規(guī)則推理的故障診斷方法難度較大；由于飛機(jī)制造公司在售后服務(wù)過程中記錄了人量排固案例，積累了豐富的維修經(jīng)驗(yàn)，因此，將CBR方法應(yīng)用于飛機(jī)故障診斷和維護(hù)，可以避開規(guī)則難以提取、知識(shí)獲取困難的瓶頸；同時(shí)將丿力史記錄屮難以規(guī)則化

4、的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)隱含在案例中，以案例形式表達(dá)，直觀、容易理解，能夠反映故障的總體概貌，有利于現(xiàn)場(chǎng)人員參考?；诎咐评矸椒ê诵乃枷胧墙梃b以前求解的經(jīng)驗(yàn)來解決新的問題，為新的問題分析提供參考和依據(jù)?；诎咐评淼幕具^程包括案例表示、案例檢索、案例匹呢、添加新的案例等主要步驟，具體如下：1)案例表示。采用一定的知識(shí)表示方法描述當(dāng)前故障的環(huán)境狀態(tài)和具體內(nèi)容、形成H標(biāo)案例。2)案例檢索與匹配。從案例庫中檢索出與當(dāng)前案例在特性屬性上相似、并對(duì)當(dāng)前問題冇啟發(fā)和指導(dǎo)意義的案例；分別計(jì)算候選案例與當(dāng)而案例的相似度，選擇出最有參考價(jià)值的案例。3)案例調(diào)整與修改。通過運(yùn)用專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和人為干預(yù)對(duì)檢索得出

5、的案例進(jìn)行調(diào)整、修改，形成適合當(dāng)前問題的案例，得岀結(jié)論。4)案例添加。將新案例的診斷過程、評(píng)價(jià)結(jié)果添加到案例庫屮。-案例雉護(hù)檢玄當(dāng)何興列_1案例學(xué)刃案例修iE圖1CBR慕丁案例推理過程模型2基于案例推理的方法在飛機(jī)故障診斷過程屮，故障常以個(gè)案的方式處理，一個(gè)故障案例就是一次故障現(xiàn)象完整地解決方案，案例是CBR的系統(tǒng)核心要素，豐富的案例是實(shí)現(xiàn)案例推理的基礎(chǔ)和前提。因此，CBR方法用于飛機(jī)故障診斷的效果很人程度上取決于案例庫的規(guī)模和質(zhì)量。2.1案例庫的建立2.1.1安利的搜集和捉取木文涉及的飛機(jī)故障診斷系統(tǒng)是以飛機(jī)售后服務(wù)系統(tǒng)為支撐的，案例主要來源于服務(wù)過程中的排固和維修記錄，通過對(duì)某

6、型號(hào)飛機(jī)三年的故障維修記錄進(jìn)行收集、整理、知識(shí)捉取，獲取了典型飛機(jī)故障案例。2.1.2案例的表達(dá)案例表達(dá)時(shí)案例推理的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，案例的表達(dá)要遵循一定的規(guī)則，形成規(guī)范的結(jié)構(gòu)。合理的案例表達(dá)方法冇助于提高案例檢索的精度和速度。一個(gè)案例是一個(gè)具體問題求解的完整表達(dá)，是對(duì)具體問題以及問題相關(guān)的環(huán)境、狀態(tài)、解決方案的描述，是導(dǎo)致一定結(jié)果的一組屬性集合。案例的知識(shí)表達(dá)就是特征屬性提取的過程，是對(duì)故障發(fā)生的具體情況口J能詳盡的描述，以便獲得完整的故障信息。由于飛機(jī)故障案例各個(gè)特征屬性的重要程度不同，在提取特征屬性并逐個(gè)表達(dá)案例后，通過為各屬性設(shè)置權(quán)重來表達(dá)不同屈性對(duì)故障的影響程度。2.1.3案例的

7、索引和存儲(chǔ)合理的索引結(jié)構(gòu)可以縮小搜索范圍，提高檢索效率。木文對(duì)飛機(jī)維修案例庫采用以下2類索引結(jié)構(gòu)。1）基本信息類：按照飛機(jī)的基本信息和故障信息建立索引。2）結(jié)構(gòu)信息類：故障通常發(fā)生與飛機(jī)的某個(gè)部件或組件，因此可根據(jù)飛機(jī)的層次結(jié)構(gòu)建立索引。2.3案例的檢索與匹配2.1案例的檢索與匹配案例索引的目的就是從案例庫中尋找一個(gè)或多個(gè)與當(dāng)前案例最相似的案例。案例檢索的效率與案例的索引結(jié)構(gòu)和匹配算法密切相關(guān)，如何準(zhǔn)確、快速的獲得案例的解決方案是評(píng)價(jià)CBR系統(tǒng)的一個(gè)重要方面。案例的檢