设备备件管理智能决策支持系统的开发与应用

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1997.s1.010 第19卷增刊 北京科技大学学报 Vol.19 1997年2月 Joumal of University of Science and Technology Beijing Feh.1997 设备备件管理智能决策支持系统 的开发与应用 高福家吴继庚余泽海王俊文 北京科技大学机械工程学院，北京100083 摘要运用智能管理，库存论和决策分析等基本思想，提出一种面向管理决策者的设备备件管 理智能决策支持系统的设计方法，初步确定出其实现步骤和模型系统. 关键词决策支持系统，智能，备件管理 随着我国市场经济的发展，决策需要考虑的因素越来越多，越来越复杂，而决策者的知 识和经验又是相当有限的.这就迫切需要一种计算机决策系统（即设备备件管理智能决策 支持系统)，它将使存储领域专家知识与决策者长期决策经验结合在一起，用以辅助管理决 策，提高决策效益.系统追求的目标是：以最少的消耗、最合理的储备，获得最佳的经济效 益.如何将决策者的经验知识纳人决策支持系统DSS(Decision Support System)中，为 系统所利用，是一个十分重要的问题.决策支持系统与专家系统结合而产生的新型系统称 为智能决策支持系统DSS(Intelligent Decision Support System). 集成决策支持系统与专家系统的主要目的是克服它们各自的局限性，吸取各自的长 处，有助于将传统决策支持系统的定量分析技术与专家系统在定性分析和符号处理方面 的优点有机地结合起来 1系统结构及功能分析 决策支持系统同专家系统的集成方式 用户 很多，本文采用决策支持系统和专家系统 用户接口模块UM 并重的结合方式，设计出如图1所示的智 能决策支持系统总体结构. 智能控制系统1CS 问题管理系统PMS 智能决策支持系统的最终目标是向用 动态信息库DB 户提供决策所需要的支持结果，包括数据 、图表分析、文字方案、知识推理结论与结 MBS KBS ABSDBS DBS TBS GBS 果等，各种信息支持是必不可少的.故设计 信息库 一个信息库，其结构包括：数据库系统(D 图】总体结构 199%-03-20收稿 第一作者男59岁副教授

第 珍 卷 增刊 北 京 科 技 大 学 学 报 臾刀 年 月 加回目 叮 面饮卿 健 鱼妇职 目 介血嗦恻 压娜嗯 珍 划叹 更片 设备备件管理智能决策支持系统 的开发 与应用 高福家 吴继庚 余泽海 王 俊文 北京科技大学机械工程 学 院 ， 北京 侧】 摘要 运用智能管理 ， 库存论和 决策分析等基本思 想 ， 提 出一种面 向管理决策者 的设 备备件管 理智能决策支持系 统的设计方法 ， 初步确定 出其实现步骤和模型系统 关健词 决策支持系统 ， 智能 ， 备件管理 随着我 国市 场经济 的发 展 ， 决策需要 考虑 的 因素越 来 越 多 ， 越 来越 复 杂 ， 而 决 策 者 的 知 识和 经验又是相 当有 限 的 这就迫切 需要 一 种计 算 机 决 策 系 统 即设 备备件管理 智 能 决 策 支持系 统 ， 它将使存储领 域 专家知 识与决策者 长期决策 经验结合在 一 起 ， 用 以 辅 助 管 理 决 策 ， 提高决策效益 系 统 追 求 的 目标 是 以 最 少 的 消 耗 、 最 合理 的储备 ， 获 得 最 佳 的 经 济 效 益 如 何 将决 策者 的 经 验 知 识 纳 人 决 策 支 持 系 统 此 邓 中 ， 为 系 统所利用 ， 是 一个 十分 重要 的 问题 决策支持系 统 与 专家 系 统结 合而 产 生 的新 型 系 统称 为智能决策支持系 统 翻 外招 集成决 策 支 持 系 统 与 专家 系 统 的 主 要 目的 是 克 服 它 们 各 自的 局 限性 ， 吸 取 各 自的 长 处 ， 有助于将传统决策 支持 系 统 的定 量 分 析 技 术 与 专家 系 统 在 定 性 分 析 和 符 号 处 理 方 面 的优点有 机地结合起 来 系统结构及功能分析 决策支持 系统 同专家系 统 的集成方式 很多 ， 本文采用 决策支持系 统和 专家系 统 并重 的结合方式 ， 设计 出如 图 所示 的智 能决策支持系 统总体结 构 智能决策支持 系 统 的最 终 目标是 向用 户提供决策所需要 的支持结果 ， 包括数据 、 图表分析 、 文字方 案 、 知识 推理结论 与结 果等 ， 各种信息支持是 必 不 可 少 的 故设计 一 个信息库 ， 其结构包括 数据库系统 用 户 用 户接 口 模块 智 能 控 制 系 统 问题管理 系 统 动态信息库 叫 圈 总体结构 侧灭卜 一 加 收稿 第一作者 男 岁 副教授 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1997．s1．010

Vol.19 高福家等：设备备件管理智能决策支持系统的开发与应用 ·37· BS、模型库系统(MBS)、知识库系统(KBS)、方法库系统(ABS)、图形库系统(GBS)、 文本库系统(TBS). 在决策问题的求解过程中，知识推理机和库管理模型既相对独立又相互依赖，为此可借 鉴数据字典的定义提出库字典的概念，建立6类库字典，并以模型库为信息的控制中心，库 字典为上述功能模块的交互联系和各库间的协调管理起信息桥梁作用， (I)用户接口模块(UM).UM是DSS与用户交互的窗口，一方面人向系统提供信 息，提出任务要求，另一方面系统向人提供解答方案和各种辅助决策的信息，系统也可向 人索取为完成任务所需要的补充信息.它应具有包括制表、绘图、命令、提示、菜单驱动等灵 活的输人输出方式，为决策者提供直观的信息显示， (2)智能控制系统(CS).ICS是DSS的核心部分，是整个系统的运行协调中心，又 是人和计算机共同决策的主要通道.ICS根据用户接口模块提出的问题进行分析判断，制 定处理问题的决策模型.在处理问题的过程中，协调各子系统之间的关系和信息传递.S 主要与模型系统(MBMS)配合工作 (3)问题管理系统(PMS).PMS主要对各种问题的求解方案进行存储、管理、积累问题 求解经验，用于解决今后性质类似的问题，PMS通过某种方式或方法，确定出求解某个问 题的支持模型集合，实质上是指出什么问题应该用什么方法来解决，展示决策领域中相关 问题及其相互关系与解决办法，从而帮助决策者掌握新情况，明确新问题.PMS中也采用 了推理机，并且有自学习功能. 2系统计算模型 在库存管理中，库存费用与缺货费用、总费用存在一 定的关系，如图2所示.由图2中3条曲线之间的关系可 知，库存量太大或太小都不好，只有在某一适当水平才 能使总费用达到极小值，本系统把定期订货与定点订货 总费用 综合起来，即隔一定的时间检查一次库存量，如果库存 曼 存费用 量高于某个数值S,则不订货.如果低于S则订货，以 补充库存，订货量要使库存量增加到S, 缺货费用 系统采用了库存论中的多阶段动态库存模型，按动 库存量 态规划的方法，把第N阶段看作开始，把终止前的阶段 看作第一阶段，形成与实际阶段顺序相反的顺序，以 图23种费用之间的关系 表示阶段数(i=1,2,,n),则1为第i阶段初期库存，2为第i阶段补充后的库存， (Q:-)为第i阶段的订货量， 需求r是随机变量，名阶段有相同概率密度函数(r)≥0，rr表示需求r在r及r+dr 之间的概率. (rXir-1, r(r)dr<+co

高福 家等 设备备件管理智能决策支持系统的开发 与应用 · · 、 模型库系 统 、 知识库系统 卫 、 方法库系 统 、 图形 库 系 统 、 文本库系 统 在决策 问题 的求解过程 中 ， 知识推理 机和库管理模型 既相 对独立又相互 依赖 ， 为此 可借 鉴数据字典 的定 义提 出库字典 的概念 ， 建立 类库 字典 ， 并 以模型库为信 息 的 控 制 中心 库 字典为上述功能模块 的交互联 系和各库间的协调 管理起信息桥梁 作用 用 户 接 口 模 块 是 巧 与用 户交互 的窗 口 ， 一方 面人 向系 统 提 供 信 息 ， 提 出任务要求 ， 另一 方 面系 统 向人提供 解 答 方 案 和 各 种 辅 助 决 策 的信 息 ， 系 统 也 可 向 人索取 为完成任务所需 要 的补充信息 它应具有包括制表 、 绘 图 、 命令 、 提 示 、 菜 单驱 动等灵 活 的输人输 出方 式 ， 为决策者提供直观 的信息显示 智能控 制系统 是 〕 的核心部分 ， 是 整 个 系 统 的 运 行 协 调 中 心 ， 又 是人 和计算机共 同决策 的主要 通道 根据用户接 口 模块 提 出 的 问题 进 行 分 析判 断 ， 制 定处理 问题 的决策模 型 在处理 问题 的过程 中 ， 协调 各 子 系 统 之 间 的 关 系 和 信 息 传递 主要 与模型 系统 配合工作 问题管理 系 统 主要 对各种 问题 的求解方案进行存储 、 管理 、 积累 问题 求解经验 ， 用于解 决今后性 质类 似的 问题 通 过某种 方 式 或 方 法 ， 确 定 出求 解某 个 问 题 的支持模 型集合 ， 实质上 是指 出什 么 问题 应 该 用 什么 方 法 来 解 决 ， 展 示 决 策 领 域 中相 关 问题及其相互 关系 与解 决 办法 ， 从而 帮助决策者掌握 新 情 况 ， 明确 新 问题 中也 采 用 了推理机 ， 并且 有 自学 习 功 能 系统计算模型 在库存管理 中 ， 库存 费用 与 缺 货费 用 、 总 费 用 存在 一 定 的关系 ， 如 图 所示 由图 中 条 曲线之 间的关系可 知 ， 库存量 太 大 或 太 小 都 不 好 ， 只 有 在 某 一 适 当水 平 才 能使总费用达到极小值 。 本系 统把 定 期 订 货 与定 点 订 货 综合起 来 ， 即隔 一 定 的 时 间检 查 一 次 库存量 ， 如 果 库存 量 高于某个数 值 ， 则 不 订 货 如 果 低 于 则 订 货 ， 以 补充库存 ， 订货量要 使库存量增 加到 系统采 用 了库存论 中的多 阶段 动态库存模 型 按 动 态规划的方法 ， 把第 阶段看 作开始 ， 把终止前 的阶段 看作第一 阶段 ， 形 成 与 实 际 阶段 顺 序 相 反 的顺 序 以 表示 阶段 数 ， ， … ， ， 则 去为 第 阶 段 初 期 库 存 ， ‘ 一 为第 阶段 的订货 量 需求 是 随机变量 ， 各阶段有相 同概 率密度 函 数 侧日 ， 之 间的概率 墓 缺贷贫用 库 存量 图 种费用之 间的关系 为 第 阶 段 补 充 后 的 库 存 ， 似 冲 表示 需 求 在 及 工认 ” 一 上二 。 ” · 的 ·

·38· 北京科技大学学报 1997年 K表示货物购人的单价，C,表示单位缺货费用，C>K>0.()表示第i阶段 (离终止还有个阶段)初期库存为L,时采用最优策略后的费用期望值. 在此fI)可表示为： R-MaK0.-0+dc-eot+,-mre≥0 在本模型所假定的条件下，n阶段库存策略结构有如下形式：当K为常数，L,(但， )为凸函数时，每一个阶段(1≤i≤n)都有唯一确定的2；当初期库存量1，≥Q,*时不 订购；当1：2*.这就是使总 费用期望值最小的库存策略， 3系统的数据源 设备备件管理智能决策系统是建立在仓库管理信息的基础上，其决策的原始数据皆来 自仓库管理信息系统.仓库管理子系统功能划分如图3所示 仓库管理子系统 入库管理 出库管理 库存管理 结帐管理 统计分析 备件人库登记 备件出库登记 备件清仓处理 营收日报 月收发汇总表 备件退库处理 备件报废处理 备件报警处理 营收旬报 外调备件汇总表 备件档案 备件外调处理 营收月报 报废备件汇总表 备件卡片 备件资金分析表 年终盘点表 图3仓库管理子系统功能 4结论 将A虹技术引人管理决策领域难度较大，很多方面都有待继续开拓和完善.随着多媒 体技术与网络通讯技术的发展，智能决策支持系统将更加趋于成熟，应用于更多的领域. 参考文献 1段志军，冶金企业备件管理.河北：河北省冶金设备管理协会，1987 2杨叔子，人工智能与诊断专家系统。西安：西安交通大学出版社，199% 3吴清一.物流学及其发展.北京科技大学学报，1992,142)：1 (下转第43页)

北 京 科 技 大 学 学 报 卯 年 表 示 货 物 购 人 的 单 价 ， 表 示 单 位 缺 货 费 用 ， 厂 表 示 第 阶 段 离 终止 还 有 个 阶段 初 期 库存 为 毛时采 用 最 优策 略后 的费 用 期 望 值 在 此 关 ‘ 可 表 示 为 双式 ‘ 一 毛 。 一 。 ‘冲 ” 「 一 ， ‘一冲 ” · ‘ 口 在 本 模 型 所 假 定 的条件 下 ， 。 阶段 库存 策 略 结 构 有 如 下 形 式 当 为 常 数 ， 、 ‘ ， 助 为 凸 函 数 时 ， 每 一 个 阶 段 成 簇 。 都 有 唯 一 确 定 的 ‘气 当初 期 库存 量 入 ‘ 时不 订 购 当 ‘ 仓 订 购 量 为 ‘ 一 几 增 大 时 ， 产单 调 增 加 ， 即 认 、 仓 这 就 是 使 总 费用 期望 值最 小 的 库存 策 略 系统的数据源 设备备件管理智能决策系 统是建立在 仓库管理信息的基 础上 ， 其决 策 的 原 始 数据 皆来 自仓库管理信息 系 统 仓库管理子 系统功能划分如 图 所示 『圈 图 耀 仓库管理子 系统功能 圈圃 结论 将 技术 引人 管理 决 策 领 域 难 度 较 大 ， 很多方 面都有待继续 开 拓 和 完 善 随 着 多 媒 体技术与 网络通讯技术的发展 ， 智能决策支持系 统将更加趋于成熟 ， 应用于 更多 的领 域 参考文献 段志军 冶金企 业备件管理 河北 河北省冶金设备管理协会 ， 杨叔子 人工智能与诊断专家系统 西安 西安交通大学 出版社 尧赶 昊清一 物流学及其发展 北京科技大学学报 ， 卯 ， 下转第 页

Vol.19 冯爱兰等：液压压下缸应力场的弹塑理论分析及结构优化 ·43· Plasto-elastic Analysis on Stress Fields of Hydraulic Screwdown Cylinder and Its Optimal Design Feng Ailan Liu Jianping College of Mechanical Engineering,USTB,Beijing 100083.PRC ABSTRACT A practical mechanical model for a hydraulic cylinder is put forword.By the aid of plasto-elastic theory,the stress analysis is carried out.The complex method is adopted to optimize design parameters of the cylinder.Tests gave satisfactory results. KEY WORDS hydraulic cylinder,mechanical model,stress analysis,optimal design (上接第38页) Development and Application of the Intelligent Decision Supporting System of Spare Parts Management Gao Fujia Wu Jigeng Yu Zehan Wang Junwen College of Mechanical Engineering,USTB,Beijing 100083,PRC ABSTRACT A designing method which is a bolicy-maker oriented intellignet decision sup- porting system of spare parts management is put forword.The working step and the model system are settled in its basic form. KEY WORDS intelligence,decision suporting system,spare parts

匕 冯爱兰等 液压压下缸应力场的弹塑理论分析 及结构优化 一 治 认 叨 助 习 硒 ， ， 氏 呢 ， 硬汀 篮军 正 姚 一 ， 娇 币 卿 ，场。 记 犯 回 正 巴 坦 即 厂 谧 心 川 ， ℃ ， 泛‘ 邓 ， 以 心二， 《 》 心》 闷二》 心二 《 》 嘴二》 侧二》 阅 二》 嘴二》 《 二， 《 阅二》 侧二》 祀二》 月二》 门 口 ， 闷 卜 阅 二卜 ，乙》 斌二》 卜 哎》 闷二》 》 二二 ， 嘴 》 嘴二卜 ‘ 二知 峨》 《 峨二卜 嘴 争 《 》 《 》 二二 》 》 嘴二》 咬二， 》 上 接第 页 块 地 的 肋 铭 “ 五争姚 沈 司 吧袱 ， 几 ， 价巧 以】犯 ， ， 二 】 回 “ 池 岁抚 击 吨 那忱 】万 优 ， 几