專利名稱：專家系統(tǒng)測(cè)試器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系針對(duì)一種專家系統(tǒng)測(cè)試器，此測(cè)試器可對(duì)專家系統(tǒng)的規(guī)則庫(kù)作廣泛的測(cè)試而無須其測(cè)試程序?qū)Ρ粶y(cè)試的特殊規(guī)則庫(kù)具有任何知識(shí)，具體地說，本發(fā)明提出了一種在規(guī)則庫(kù)更新之后分析其變化的既省錢又可顯著提高規(guī)則庫(kù)品質(zhì)的回歸測(cè)試方法。
專家系統(tǒng)規(guī)則庫(kù)通常包括一千條以上的規(guī)則，而這樣一個(gè)系統(tǒng)通常有數(shù)以百計(jì)的傳感器輸入。如果采用提供兩個(gè)輸入值之一的數(shù)字傳感器，因其輸入值的可能組合數(shù)太多而將其一一予以測(cè)試實(shí)際上是不可能的。當(dāng)采用模擬傳感器，則因其有無限數(shù)目的可能輸入值，測(cè)試問題更是難以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)對(duì)一個(gè)大規(guī)則庫(kù)制定一些新規(guī)則時(shí)，有關(guān)專家要進(jìn)行正常的調(diào)測(cè)型或生產(chǎn)型試驗(yàn)。在此情況下每當(dāng)專家制定一條新的規(guī)則時(shí)，他便需要用受試傳感器在整個(gè)預(yù)期值的范圍內(nèi)相應(yīng)置入的模擬數(shù)據(jù)，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證新規(guī)則是否如預(yù)期地運(yùn)行，亦即當(dāng)期望時(shí)產(chǎn)生預(yù)期的診斷，在此種情況下，除了由該新規(guī)則使用的傳感器值之外的傳感器值都保持在正常值。其結(jié)果，生產(chǎn)型測(cè)試不能確定其它傳感器對(duì)新規(guī)則的作用或者不能確定新規(guī)則與其余諸規(guī)則的相互作用。一種第二類測(cè)試是使該專家系統(tǒng)與實(shí)際的連續(xù)置入的數(shù)據(jù)相聯(lián)機(jī)，并要由專家仔細(xì)地試驗(yàn)所作的診斷，以確定該診斷是否與擬想的相符合。顯然對(duì)大規(guī)則庫(kù)和大數(shù)量輸入系統(tǒng)的操作驗(yàn)證需要更有效的(測(cè)試)技術(shù)和工具。
本發(fā)明的基本目的是要提供一種能對(duì)診斷規(guī)則庫(kù)進(jìn)行驗(yàn)證的測(cè)試系統(tǒng)，它無須利用被測(cè)試的規(guī)則庫(kù)內(nèi)的任何知識(shí)去初始化和實(shí)驗(yàn)該測(cè)試工具。
為此目的，本發(fā)明提出了一種用來測(cè)試一個(gè)專家系統(tǒng)的測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于存儲(chǔ)一個(gè)正常測(cè)試集和一個(gè)專門化的測(cè)試集的測(cè)試存儲(chǔ)裝置;和用于利用該正常測(cè)試集和專門化測(cè)試集測(cè)試該專家系統(tǒng)的測(cè)試裝置。上述系統(tǒng)其特征在于所述測(cè)試裝置包括用于將響應(yīng)于專門化測(cè)試集的專家系統(tǒng)的輸出與一個(gè)例外狀況進(jìn)行比較并報(bào)告何時(shí)出現(xiàn)符合的例外裝置。
在結(jié)合附圖閱讀了下面僅用作為例子的本發(fā)明的最佳實(shí)施例的描述之后，讀者將會(huì)更容易理解本發(fā)明。在附圖中，其中

圖1示出了本發(fā)明的組成部件，輸入和輸出;
圖2示出了本發(fā)明的一級(jí)測(cè)試的操作流程圖;
圖3示出了一級(jí)測(cè)試如何能被修改以產(chǎn)生二級(jí)測(cè)試;
圖4示出了本發(fā)明用于推薦的專家系統(tǒng)時(shí)的數(shù)據(jù)流;及圖5示出了推薦的專家系統(tǒng)和本發(fā)明的執(zhí)行順序。
回歸測(cè)試是一種用來分析在作了修改之后的規(guī)則庫(kù)變化的方法。有兩類可能的變化(1)擬想的變化，及(2)回歸規(guī)則庫(kù)的其它無關(guān)方面的未考慮到的變化。回歸測(cè)試是重要的，因?yàn)樯鲜鲎兓驼`差校正可能會(huì)引入比在最初編制規(guī)則庫(kù)模式時(shí)產(chǎn)生的誤差還大。
一個(gè)完整的回歸測(cè)試要通過對(duì)所有的輸入數(shù)據(jù)和診斷情景的可能組合，對(duì)規(guī)則庫(kù)作窮盡的實(shí)驗(yàn)。從實(shí)用的觀點(diǎn)看這是不可能的，因?yàn)橛纱艘ㄙM(fèi)太多的時(shí)間。一個(gè)比較實(shí)際的回歸測(cè)試方法是對(duì)所有可能的數(shù)據(jù)輸入類型的組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)代表每一種類型(一個(gè)窮盡測(cè)試的子集)專門化的測(cè)試案例作完善的診斷。
本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)和回歸分析考慮到了上述實(shí)際測(cè)試要求。本發(fā)明作為其輸入接受一個(gè)生產(chǎn)品質(zhì)規(guī)則庫(kù)，一個(gè)傳感器數(shù)據(jù)集和一個(gè)測(cè)試計(jì)劃。對(duì)于每一個(gè)數(shù)據(jù)組合，一個(gè)正常的診斷是用不會(huì)引起任何表明一個(gè)諸如報(bào)警這樣的異?，F(xiàn)象的診斷的“正?！睌?shù)據(jù)進(jìn)行的。繼該正常診斷之后再迭代以擾動(dòng)數(shù)據(jù)。正常的和擾動(dòng)的測(cè)試周期繼續(xù)到所有組合被測(cè)試完之后。系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)運(yùn)行記錄文件及一張根據(jù)測(cè)試計(jì)劃定義的可能的不協(xié)調(diào)的獨(dú)立的例外清單。分析程序可以通過人機(jī)對(duì)話方式作一些簡(jiǎn)單測(cè)試，或可以用成批方式通宵地作廣泛的測(cè)試。運(yùn)行記錄和例外可以在規(guī)則變化之間進(jìn)行比較以確定是否出現(xiàn)了回歸。
如圖1，所示的本發(fā)明的回歸測(cè)試器10與包括一個(gè)生產(chǎn)規(guī)則庫(kù)14和一個(gè)專家系統(tǒng)推理機(jī)16的專家系統(tǒng)12相配合。專家系統(tǒng)推理機(jī)則最好采用西屋電器公司生產(chǎn)的并在美國(guó)專利4，644，479和4，649，515中介紹過的處理器診斷系統(tǒng)(PDS)?？蓮?987年發(fā)行的由西屋電氣公司的Kemper和Harper所寫的PDS說明書的改寫版本的5、1節(jié)中關(guān)于診斷試驗(yàn)部分的文字中見到對(duì)該推薦的專家系統(tǒng)工作原理的描述，該文在此被收作為參考。此回歸分析器包括一個(gè)下面要予以詳述的用一個(gè)測(cè)試計(jì)劃語言編制的測(cè)試計(jì)劃18，測(cè)試系統(tǒng)20用該計(jì)劃訪問加到推理機(jī)16的正常測(cè)試數(shù)據(jù)集22。推理機(jī)16用規(guī)則庫(kù)14中的生產(chǎn)規(guī)則進(jìn)行分析(即診斷)，其生產(chǎn)輸出由測(cè)試系統(tǒng)存在運(yùn)行記錄文件24中，生產(chǎn)輸出還與期望的結(jié)果相比較以產(chǎn)生一個(gè)例外報(bào)告26。該系統(tǒng)還能將生產(chǎn)輸出顯示在陰極射線管屏幕28上。我們建議在一個(gè)運(yùn)行一個(gè)VMS操作系統(tǒng)的數(shù)字設(shè)備VAX8000系列計(jì)算機(jī)上實(shí)施本發(fā)明。同時(shí)也建議使用那種適合于后面要討論的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的語言諸如“C”語言來實(shí)施本發(fā)明。
如以后將要更詳述討論的，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)1至6級(jí)專門化的專家系統(tǒng)測(cè)試。熟悉本領(lǐng)域的人們可以認(rèn)識(shí)到，隨著處理器速度的提高，實(shí)際上還可以做到更高級(jí)別的測(cè)試。圖2示出了在一級(jí)測(cè)試時(shí)的本發(fā)明的總的操作流程。本發(fā)明在步40啟動(dòng)，在步42時(shí)開始讀測(cè)試計(jì)劃18。測(cè)試計(jì)劃是用下面將要詳述的專門化測(cè)試計(jì)劃語言編寫的。該測(cè)試計(jì)劃語言編制了一個(gè)回歸測(cè)試計(jì)劃18，并將該計(jì)劃18存入到文本文件并在步42時(shí)讀入到測(cè)試系統(tǒng)20。接著，生產(chǎn)規(guī)則庫(kù)14在44步時(shí)被裝入，然后在步46時(shí)裝入測(cè)試數(shù)據(jù)。接著在48步時(shí)將指針指向其值要改變的傳感器。然后在50步將所有傳感器置于正常值并進(jìn)行更新。更新操作使得專家系統(tǒng)的推理機(jī)16確認(rèn)新的傳感值是可用的。用這種方法，在步50時(shí)所有的規(guī)則為點(diǎn)火(firing)作好標(biāo)志。
接著，在裝入了新的(更新后的)傳感器值的專家系統(tǒng)中的規(guī)則被點(diǎn)火，并繼續(xù)點(diǎn)火直到無進(jìn)一步的變化(點(diǎn)火)發(fā)生時(shí)為止。如果這是測(cè)試的第一循環(huán)54，則正常的傳感器數(shù)據(jù)專家系統(tǒng)診斷的結(jié)果被當(dāng)作基線保存56起來。然后，其中一個(gè)傳感器被置在一個(gè)測(cè)試值上并予以更新58，接著，點(diǎn)火60所支持的規(guī)則。然后專家系統(tǒng)(經(jīng)錯(cuò)誤修正，并最好具有肯定可信度)的輸出被寫入62到運(yùn)行記錄文件24中。該輸出再與測(cè)試計(jì)劃例外進(jìn)行比較64，并且如果匹配的話，便寫出66例外報(bào)告。然后更新68指針，并測(cè)試70指針以確定是否已到達(dá)最后一傳感器。如果不是，則重復(fù)循環(huán)，否則，系統(tǒng)停止。如圖2所示，系統(tǒng)周期地送入正常測(cè)試數(shù)據(jù)和專門化測(cè)試數(shù)據(jù)，并迭代地在兩個(gè)循環(huán)間加入專門化測(cè)試數(shù)據(jù)。
圖3示出了進(jìn)行二級(jí)測(cè)試時(shí)的本發(fā)明的總的操作。此時(shí)需要加上一個(gè)新的指針80，以便使兩個(gè)傳感器值能從一個(gè)正常值變化到一個(gè)擾動(dòng)值。為確定是否這是測(cè)試的第一循環(huán)必須保存56結(jié)果之前對(duì)兩個(gè)指針進(jìn)行測(cè)試。因?yàn)閮蓚€(gè)傳感器值現(xiàn)正在變化，所以它們均需在規(guī)則被點(diǎn)火之前(60步時(shí))進(jìn)行更新84。因?yàn)檫€包括一個(gè)附加的指針，所以系統(tǒng)必須在步86時(shí)更新這個(gè)指針，并對(duì)其進(jìn)行測(cè)試以確定它是否已到達(dá)最末一個(gè)傳感器。比較一下圖2和圖3可知，為了提供附加的測(cè)試級(jí)能力，本發(fā)明只需要提供附加的傳感器指針，適當(dāng)?shù)膫鞲衅鞲虏襟E和指針增量和測(cè)試循環(huán)。附錄Ⅳ闡述了為何這樣便能以一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法提供一個(gè)第六級(jí)測(cè)試能力。
最好以標(biāo)準(zhǔn)的PDS形式，將傳感器數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)集22輸入到回歸分析器或本發(fā)明的系統(tǒng)20。第六級(jí)測(cè)試能力需要7個(gè)數(shù)據(jù)集，或者用PDS術(shù)語來說，需要7個(gè)時(shí)間集。這些時(shí)間集可用PDS來產(chǎn)生。這些傳感器值根據(jù)需要可以是邏輯或數(shù)字值。
第一時(shí)間集應(yīng)是一個(gè)正常的讀數(shù)集。該集應(yīng)在PDS系統(tǒng)中產(chǎn)生一些在零與負(fù)一之間的可信度因子。這些數(shù)據(jù)被用作為與所有其它狀況進(jìn)行比較的基準(zhǔn)或基線。
接著的6個(gè)時(shí)間集代表了由異常的部件操作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。通常，所述異常時(shí)間集或數(shù)據(jù)集應(yīng)是一些在表示專家系統(tǒng)的不同的條件級(jí)別的邊界之上及其兩側(cè)取得的值。也就是說，測(cè)試集應(yīng)該為要測(cè)試的系統(tǒng)的每個(gè)診斷級(jí)別提供一個(gè)測(cè)試值，例如，在發(fā)電廠中，這些級(jí)別是預(yù)報(bào)，診斷，告警，關(guān)機(jī)和傳感器失效。就一個(gè)發(fā)電廠而言，可以從發(fā)電廠的各告警級(jí)別中獲得這些數(shù)值。盡管我們這里描述的例子是針對(duì)一個(gè)發(fā)電廠的，但是其它類型的數(shù)據(jù)集，例如經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)也是可以使用的。
當(dāng)各傳感器在范圍以下或以低值失效時(shí)，第二個(gè)時(shí)間集有一些預(yù)期的讀數(shù)。這些讀數(shù)應(yīng)至少給每個(gè)失效的傳感器產(chǎn)生一個(gè)傳感器診斷，而在PDS系統(tǒng)中的傳感器規(guī)則的可信度因子應(yīng)該是正值而其它均為負(fù)值。當(dāng)每個(gè)傳感器超過范圍或以一個(gè)高值失效時(shí)，第三時(shí)間集有一預(yù)期的讀數(shù)，且這些讀數(shù)應(yīng)給每個(gè)失效的傳感器產(chǎn)生至少一個(gè)傳感器診斷，同時(shí)，在PDS系統(tǒng)中的一個(gè)可信度因子條件為正值，而其它均為負(fù)值。第四時(shí)間集用來定義具有一個(gè)在規(guī)則庫(kù)設(shè)計(jì)中預(yù)定值的讀數(shù)。即，預(yù)測(cè)級(jí)別傳感器值對(duì)那些會(huì)在這種條件下預(yù)測(cè)出連續(xù)操作的可能的結(jié)果的規(guī)則進(jìn)行點(diǎn)火。這個(gè)類別擬用來在一個(gè)診斷告警發(fā)生以前的級(jí)別上提供測(cè)試數(shù)據(jù)。第五個(gè)時(shí)間集有一個(gè)觸發(fā)診斷PDS告警的讀數(shù)，這些讀數(shù)應(yīng)該在至少一個(gè)故障診斷中產(chǎn)生低級(jí)別的正可信度。第六時(shí)間集有一些觸發(fā)保護(hù)IPDS告警的讀數(shù)，這些讀數(shù)應(yīng)在至少一個(gè)故障診斷中產(chǎn)生中等級(jí)別的正可信度。第七時(shí)間集有一些觸發(fā)保護(hù)ⅡPDS告警的讀數(shù)，這些讀數(shù)應(yīng)在至少一個(gè)故障診斷中產(chǎn)生高級(jí)別的正可信度。
在本發(fā)明中的回歸測(cè)試計(jì)劃18在一個(gè)文本文件中被定義并讀入到測(cè)試系統(tǒng)20。該計(jì)劃包括那些用1，2，3或至直6個(gè)隨每個(gè)周期變化的傳感器值的組合試驗(yàn)規(guī)則庫(kù)時(shí)所進(jìn)行的測(cè)試。例如，如前面所述，一個(gè)一級(jí)測(cè)試循環(huán)要先用一組正常讀數(shù)對(duì)規(guī)則庫(kù)進(jìn)行測(cè)試，然后用同一組其中一個(gè)傳感器值則變到一個(gè)行程讀數(shù)的正常讀數(shù)進(jìn)行測(cè)試。整個(gè)一級(jí)測(cè)試對(duì)每個(gè)傳感器重復(fù)執(zhí)行正常/擾動(dòng)測(cè)試，計(jì)劃定義也可包括對(duì)每個(gè)測(cè)試的例外報(bào)告說明書。所謂例外是一個(gè)記錄一個(gè)條件的任何例證的請(qǐng)求。例如，一個(gè)在上述一級(jí)測(cè)試中要包括的有用的例外是要報(bào)告是否在其中一個(gè)測(cè)試循環(huán)中沒有產(chǎn)生可信度大于0.5的故障。應(yīng)該用存在例外報(bào)告發(fā)出回歸測(cè)試失效信號(hào)的方式來設(shè)計(jì)例外。
測(cè)試計(jì)劃文件的第一行最好包含對(duì)規(guī)則庫(kù)文件在何處的目錄說明書。接著的各行最好或者有一個(gè)測(cè)試定義或者有一個(gè)例外定義。依循某個(gè)測(cè)試定義的例外只應(yīng)用于該測(cè)試。
單個(gè)回歸測(cè)試最好用一組加括號(hào)的傳感器類別表示。例如，行程數(shù)據(jù)的一級(jí)測(cè)試(跟隨其后的是警告和行程數(shù)據(jù)的二級(jí)測(cè)試)表示為(行程)(Trip)(警告行程)(Warn Trip)采用這種測(cè)試順序的計(jì)劃指定將給每個(gè)傳感器行程值執(zhí)行規(guī)則庫(kù)的一級(jí)測(cè)試，而運(yùn)行記錄文件則將記錄所有更新的故障和過程結(jié)果。接著通過為每個(gè)行程值執(zhí)行規(guī)則庫(kù)來做二級(jí)測(cè)試，與此同時(shí)，每個(gè)傳感器依次置于警告值。因沒有被定義的例外，因此在例外報(bào)告26中未作登記。
例外分成為三類，由此提供了三種基本的篩選程序1.更新例外;2.級(jí)別例外;及3.變化例外。更新例外檢驗(yàn)查看是否有適當(dāng)?shù)墓收虾瓦^程被一個(gè)診斷循環(huán)作了更新。例如，報(bào)告任何更新的故障的例外為ExceptionMalf uptated(例外更新的故障)級(jí)別例外將產(chǎn)生的故障或過程參量與一個(gè)固定值進(jìn)行比較。例如，報(bào)告何時(shí)一個(gè)故障可信度大于0.5的例外為ExceptionMalf CF＞0.5(例外故障可信度＞0.5)變化例外將診斷的百分率變化與一常值進(jìn)行比較。百分率變化用一傳統(tǒng)的公式進(jìn)行計(jì)算(新值-舊值)/舊值。舊值是在圖2中步56時(shí)保存的正常診斷的故障或過程參數(shù)。新值是由循環(huán)的第二診斷(58和60)中得到的同一的參數(shù)。其效果是正變化離開零，而負(fù)變化是趨向零。例如，報(bào)告在過程可信度中至少一個(gè)+10%變化的例外為Exception%Proc＞10.0(例外%過程變化＞10.0)有三種提供對(duì)三類基本篩選程序的三種變體的例外1.簡(jiǎn)單例外;2.集合系例外;及3.充足例外。簡(jiǎn)單例外如同上所述的類別例外，此種例外包括一個(gè)參量，一個(gè)操作符，及一個(gè)常值。每當(dāng)一個(gè)簡(jiǎn)單例外測(cè)定為真實(shí)時(shí)，就將測(cè)試定義，擾動(dòng)傳感器，故障或觸發(fā)例外和參量值的過程在步66時(shí)記錄在報(bào)告中。集合例外是前面有限定詞ALL(所有)SOME(某些)或NO(不)的簡(jiǎn)單例外。在這種情況下，如果組成集合的例外參量與例外定義匹配便產(chǎn)生一個(gè)報(bào)告。如果這個(gè)例外測(cè)試對(duì)整個(gè)測(cè)試是真空的，則測(cè)試定義和擾動(dòng)傳感器在例外報(bào)告中被報(bào)告66。采用SOME集合限定詞，在系中的元素?cái)?shù)目也寫入66到例外報(bào)告。例如，報(bào)告何時(shí)在回歸測(cè)試中的某些故障可信度大于零的例外為例外某些故障可信度＞0.0。充足例外是前面有限定詞LTN(少于)或GTN(大于)的簡(jiǎn)單例外。在這種情形時(shí)，如果例外匹配數(shù)目小于(大于)回歸測(cè)試的級(jí)別，則產(chǎn)生一個(gè)報(bào)告。如果例外測(cè)試對(duì)全體測(cè)試是真實(shí)的，則在步66時(shí)將測(cè)試定義，擾動(dòng)傳感器及匹配數(shù)目寫入報(bào)告。例如，報(bào)告何時(shí)在一個(gè)行程回歸測(cè)試中“少于一個(gè)故障嚴(yán)重性”是大于3.0的例外是(Trip)(行程)ExceptionLNT Malf Severity＞3.0
(例外少于故障嚴(yán)重性＞3.0)每個(gè)例外的形式為Exception<guwlifier><paraneter>
<uperatcr><constwnt>
(例外<限定詞><參量><算符><常值>)參量規(guī)定要試驗(yàn)的診斷結(jié)果是什么。用<object><attribute>(<目標(biāo)><屬性>)來定義一個(gè)參量。有效的目標(biāo)為故障或過程。省略參量的目標(biāo)部份表示故障和過程均應(yīng)校核。當(dāng)使用推薦的專家系統(tǒng)時(shí)，被所有除了更新例外的類別的使用的屬性有可信度(CF)，嚴(yán)重性(SEV)，重要性(IMP)，或優(yōu)先權(quán)(PR)。
用于例外的算符為Updatecl，！Updatecl，＝＝，?。?，＞，＞＝，＜，＜＝前兩個(gè)算符只用于更新例外和指示有無由更新值支持的規(guī)則被點(diǎn)火。其余的算符定義一個(gè)在參量與浮點(diǎn)常數(shù)之間的比較，其中第三和第四算符對(duì)相等和不相等作比較。
測(cè)試計(jì)劃的要求可用在附錄Ⅰ中定義的測(cè)試計(jì)劃語言實(shí)施。熟悉本領(lǐng)域的普通人們能夠用此語言定義編制一個(gè)由適用的YACC和LEX unix第三代語言開發(fā)工具產(chǎn)生的語法分析程序，此開發(fā)工具將接納測(cè)試計(jì)劃文本文件和輸出此計(jì)劃的適當(dāng)?shù)膬?nèi)部表達(dá)。一個(gè)測(cè)試計(jì)劃的例子給出如下Rulebase directvryPS〔harpei·Pds code.regress.Vbl〕TEST 1(Normal)
Exception 1！ UpdatedTEST 2(trip)Exception 1CF＞0.800000Exception 2LTN CF＞0.800000兩個(gè)結(jié)果文件最好用本發(fā)明的回歸分析器產(chǎn)生。如果分析器以成批方式運(yùn)行，則也有一個(gè)來自對(duì)話期間的輸出文件。輸出文件表示該測(cè)試的進(jìn)程。運(yùn)行記錄文件24通常甚為冗長(zhǎng)，因?yàn)樗谐鏊械膫鞲衅?，它們的描述，和測(cè)試數(shù)據(jù)，所有的故障和過程及它們的描述，測(cè)試計(jì)劃，以及各個(gè)測(cè)試結(jié)果列表。例外結(jié)果或報(bào)告文件20是較易管理的，它們列出了所有的來自測(cè)試的例外報(bào)告。
根據(jù)本發(fā)明，屏幕輸出28最好顯示在運(yùn)行PDS期間產(chǎn)生的信息及錯(cuò)誤消息。每個(gè)測(cè)試是順著所運(yùn)行的診斷周期被認(rèn)定和加以時(shí)間標(biāo)記。該輸出是類似于由PDS診斷版本產(chǎn)生的文件，在附錄Ⅱ中可以見到屏幕輸出的例子。
運(yùn)行記錄文件24是一個(gè)整個(gè)的測(cè)試記錄。該記錄可編檔保存在一個(gè)常規(guī)的源碼程序文庫(kù)中和以后用來將完整的測(cè)試結(jié)果與用變化后新規(guī)則庫(kù)運(yùn)行的完整的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較。一個(gè)在完整的運(yùn)行記錄文件之間的常規(guī)的區(qū)別比較將精確地顯示在所運(yùn)行的各次測(cè)試間的變化。用這種方式，可以實(shí)行在規(guī)則庫(kù)變化之間的回歸分析。此外，運(yùn)行記錄明白地定義對(duì)規(guī)則庫(kù)的輸入和輸出是什么，而這些以后可用作為其它類型的專家系統(tǒng)的訓(xùn)練例子，例如，用作為一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)的實(shí)施。如同附錄Ⅱ所示，在運(yùn)行記錄文件中最好包含三節(jié)。第一節(jié)詳述測(cè)試參量;傳感器和傳感器數(shù)據(jù)，故障和過程，及所有它們的描述。第二節(jié)是一個(gè)測(cè)試計(jì)劃的列表。第三節(jié)包含測(cè)試案列。對(duì)每個(gè)更新的故障和過程的案例連同其可信度，嚴(yán)重性，重要性和優(yōu)先權(quán)用字順序列出。
例外文件26是一個(gè)關(guān)于每個(gè)與在測(cè)試計(jì)劃中的定義的例外相匹配的例證的報(bào)告。例外文件實(shí)質(zhì)上是一個(gè)篩選后的運(yùn)行記錄文件，其中篩選程序的特性由用戶規(guī)定的例外定義的。如在附錄Ⅱ所述，每個(gè)報(bào)告具有如下形式(<timeset>/<sensor>……)<object><message>
(<時(shí)間集>/<傳感器>……)<目標(biāo)><消息>
如前所述，時(shí)間集是傳感器數(shù)據(jù)類別，例如行程(trip)或警告(Waring)。所謂傳感器是那些被指定的值而不是本診斷周期的正常值的傳感器的名字。目標(biāo)既可為故障也可為過程的名字。消息識(shí)別例外報(bào)告的類型。
本發(fā)明最好用如下討論的一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)法來實(shí)施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)訓(xùn)練基礎(chǔ)，yourdon和constantine著，yourdon出版社，1979年出版;結(jié)構(gòu)分析與系統(tǒng)說明，Demarco著，yourdon出版社，1979年出版;軟件工程專業(yè)人員入門指南，Pressman著，Mccrraw rlill圖書公司1982年出版;和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)指南，第4版，F(xiàn)reemen，和Wasserman著，1982年IEEE計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)出版社。更具體地說，本發(fā)明最好用諸如下面列舉的系統(tǒng)開發(fā)工具來實(shí)現(xiàn)CASE Analyst/RT Users Manual for VMS station/VMS Hosts VO·O·4.1，由Mentor Graphics 1988年出版，該書實(shí)施了在由De Maro著，yowrdon出版社1979年出版的結(jié)構(gòu)分析與系統(tǒng)說明中介紹的操作法。上述方法或工具使得設(shè)計(jì)者可以編制并維護(hù)運(yùn)用可由標(biāo)準(zhǔn)的“C”程序和普通的“C”程序快而有效地實(shí)現(xiàn)的控制流及數(shù)據(jù)流圖。圖4和5示出了使用上述工具的方法學(xué)的本發(fā)明的數(shù)據(jù)流程和控制流程圖。在附錄Ⅲ中給出了用這種方法學(xué)實(shí)施本發(fā)明時(shí)所用的數(shù)據(jù)定義。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可根據(jù)前述的圖表信息以及附錄來實(shí)施本發(fā)明。圖4示出了出入測(cè)試系統(tǒng)20的除了在前述圖1中的信息以外的數(shù)據(jù)流。圖4說明了生產(chǎn)環(huán)境100，亦即置入信息必須包括在該系統(tǒng)內(nèi)。
如圖4和5所示，本發(fā)明的第一步是用戶讀取200用測(cè)試計(jì)劃語言編寫的測(cè)試輸入，分析測(cè)試計(jì)劃輸入和生成內(nèi)部測(cè)試計(jì)劃表示18。下一步是初始化202所有的全局變量。該步是PDS專家系統(tǒng)推理機(jī)16的操作的一部份，該步生成和初始化真的、假的，和其它上下文，以及生成和初始化那些管理傳感器時(shí)間步的PDS變量。然后系統(tǒng)被恢復(fù)204，204也是PDS推理機(jī)16的一部份。此例行程序接受文本文件知識(shí)庫(kù)定義并把相應(yīng)的模式裝入存儲(chǔ)器14。下一步也是PDS推理機(jī)16操作的一部份，它讀取206部件信息文本文件。該文件也是PDS生產(chǎn)環(huán)境100的一部份，該環(huán)境100將知識(shí)庫(kù)與具體客戶的應(yīng)用相聯(lián)系，并作為副作用，本發(fā)明在所有輸出文件首標(biāo)使用該部件名。接著，系統(tǒng)讀取208傳感器值，這一步也是PDS推理機(jī)16的一部份，該步該出標(biāo)準(zhǔn)格式的傳感器數(shù)據(jù)文本文件并將傳感器值和時(shí)標(biāo)裝入內(nèi)部讀數(shù)列表。然后PDS推理機(jī)16恢復(fù)210該歷史。為執(zhí)行這一步，推理機(jī)讀取一個(gè)歷史文本文件并將文本歷史列表和事件記錄裝入到相應(yīng)的模式中。歷史文本文件是PDS生產(chǎn)環(huán)境100的一部份，它保存著在推理機(jī)再啟動(dòng)間的、基于時(shí)間的分析結(jié)果。然后測(cè)試系統(tǒng)20初始化212數(shù)據(jù)時(shí)間集。該步只利用在208步讀取傳感器時(shí)生成的讀數(shù)列表，用來用每個(gè)傳感器的正常的、失效低、失效高、預(yù)求的、診斷的、警告的及行程值填寫一個(gè)七列時(shí)間陳列。使用一個(gè)陳列而不是一個(gè)文本列表可以提高測(cè)試系統(tǒng)的速度。下一步，此也是本發(fā)明的一部份，是產(chǎn)生214回歸運(yùn)行記錄。該步通過在運(yùn)行記錄中記下以下各項(xiàng)總結(jié)和記錄了整個(gè)分析說明對(duì)該測(cè)試計(jì)劃時(shí)間和客戶應(yīng)用，對(duì)所有傳感器和它們的7個(gè)數(shù)據(jù)值的每一個(gè)值的描述，及對(duì)所有可能故障的描述。通過把該測(cè)試計(jì)劃的時(shí)間和客戶應(yīng)用寫入到文件26，步214打開和初始化例外報(bào)告和運(yùn)行記錄文件。下一步216也是測(cè)試系統(tǒng)20的一部份，它寫出由讀計(jì)劃步200將測(cè)試計(jì)劃讀入到運(yùn)行記錄文件中的測(cè)試計(jì)劃。它將該測(cè)試計(jì)劃副本附加到運(yùn)行記錄文件中。最后一步218是執(zhí)行步，它重復(fù)地調(diào)用PDS推理機(jī)16去執(zhí)行由測(cè)試計(jì)劃規(guī)定的診斷。在附錄IV中詳述了用于該步的詳細(xì)算法。
如前所討論，本發(fā)明提供了一種有效的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試工具，它可以在開發(fā)期間和在高用時(shí)作了修改和改進(jìn)之后均可驗(yàn)證診斷規(guī)則庫(kù)。本發(fā)明可允許可編程例外，提供了一種描述例外的語言和一個(gè)運(yùn)行記錄文件，此運(yùn)行記錄文件可用于訓(xùn)練和測(cè)試所有類型的包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的專家系統(tǒng)，以及提供了用其自己的語言編制的一種可編程測(cè)試的待辦事件。
由上述詳述的說明書中讀者已明白了本發(fā)明的許多特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，因此我們擬用所附的權(quán)利要求去覆蓋屬于本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)的所有的這些特征。此外，那些熟悉本領(lǐng)域的人們還可對(duì)本發(fā)明作一些顯而易見的修正和改變，但這并不要把本發(fā)明限制在完全如所闡述的結(jié)構(gòu)和操作上，因而所有可能訴諸適當(dāng)?shù)男薷暮偷葍r(jià)物仍然屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，某些專家系統(tǒng)可具有無點(diǎn)火規(guī)則(Wnfiring rules)的能力而PDS是這樣一種系統(tǒng)。并且，不是在步50和52時(shí)用正常值點(diǎn)火所有的規(guī)則以有效地把系統(tǒng)復(fù)位到基線上，而是不點(diǎn)火所有被點(diǎn)火的規(guī)則也是可能的。
附號(hào)說明含義 參考數(shù)字 圖號(hào)規(guī)則庫(kù) 14 1生產(chǎn)知識(shí)庫(kù) 14 4知識(shí)庫(kù) 14 5專家系統(tǒng)推理機(jī) 16 1測(cè)試計(jì)劃 18 1″ 18 4″ 18 5測(cè)試系統(tǒng) 20 1處理器診斷系統(tǒng) 20 4正常和測(cè)試集 22 1測(cè)試數(shù)據(jù) 22 4運(yùn)行記錄文件 24 1″ 24 4″ 24 5例外報(bào)告 26 1″ 26 4″ 26 5屏幕輸出 28 1″ 28 4起動(dòng) 40 2讀計(jì)劃 42 2裝入規(guī)則庫(kù) 44 2
含義 參考數(shù)字 圖號(hào)裝入數(shù)據(jù) 46 2N＝1 48 2N＝1 48 3設(shè)置所有傳感器至正常 50 2和更新″ 50 3點(diǎn)火所支持的規(guī)則 52 2″ 52 3N＝1 54 2保留結(jié)果 56 2″ 56 3設(shè)置所有傳感器至測(cè)試 58 2和更新點(diǎn)火所支持的結(jié)果 60 2″ 60 3寫運(yùn)行記錄文件 62 2″ 62 3輸出與測(cè)試計(jì)劃例外進(jìn) 64 2行比較″ 64 3寫例外報(bào)告 66 2″ 66 3
含義 參數(shù)數(shù)字 圖號(hào)N＝N+1 68 2N＝N+1 68 3N＝最末一個(gè)傳感器 70 2″ 70 3停止 72 2″ 72 3M＝1 80 3N＝1 82 3M＝1置第N個(gè)和第M個(gè)傳感器 84 3至測(cè)試值和更新值M＝M+1 86 3M＝最末一個(gè)傳感器 88 3生產(chǎn)環(huán)境 100 4讀計(jì)劃 200 5初始化全局變量 202 5恢復(fù)系統(tǒng) 204 5初始化部件信息文本文件 206 5讀傳感器 208 5初始化數(shù)據(jù)時(shí)間集 212 5生成回歸運(yùn)行記錄 214 5
含義 參考數(shù)字 圖號(hào)寫計(jì)劃 216 5執(zhí)行 218 5重復(fù)經(jīng)歷 218 權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)試一個(gè)專家系統(tǒng)的測(cè)試系統(tǒng)包括用于存儲(chǔ)一正常測(cè)試集和專門化測(cè)試集的測(cè)試存儲(chǔ)裝置(22)；及用于利用該正常測(cè)試集和專門化測(cè)試集測(cè)試專家系統(tǒng)的測(cè)試裝置(20)，其特征在于所述測(cè)試裝置包括用于將響應(yīng)于專門化測(cè)試集的專家系統(tǒng)的輸出與一個(gè)例外條件進(jìn)行比較并報(bào)告何時(shí)存在符合的例外裝置(64)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述測(cè)試裝置(20)適用于產(chǎn)生一個(gè)包括測(cè)試參量的運(yùn)行記錄(24)，一個(gè)測(cè)試計(jì)劃和一個(gè)測(cè)試案例，及適用于響應(yīng)一個(gè)指定一個(gè)測(cè)試級(jí)別，測(cè)試類型及例外的測(cè)試計(jì)劃(18)實(shí)行測(cè)試，及在于提供一個(gè)測(cè)試語言裝置(附錄Ⅰ)用來將測(cè)試計(jì)劃輸入語句轉(zhuǎn)換成測(cè)試計(jì)劃(18)。
3.權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述測(cè)試裝置適用于將正常的測(cè)試集，即正常的測(cè)試集值循環(huán)地運(yùn)用到專家系統(tǒng)并實(shí)行一個(gè)n級(jí)測(cè)試，其中n為整數(shù)。
4.如權(quán)利要求1，2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于用于包括在規(guī)則改變前后存儲(chǔ)結(jié)果的結(jié)果存儲(chǔ)裝置(24)，及用于在規(guī)則改變前后比較結(jié)果并指出差別的比較裝置(20)。
5.用于測(cè)試一個(gè)發(fā)電廠的專家系統(tǒng)的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于包括用于存儲(chǔ)一陳列測(cè)試集的測(cè)試存儲(chǔ)裝置(22)，該測(cè)試集包括一個(gè)正常傳感器值集及包括傳感器失效，預(yù)求和診斷值的專門化傳感器值集;測(cè)試裝置(20)，它用于用正常的傳感器值和專門化值循環(huán)地測(cè)試專家系統(tǒng)，同時(shí)迭代地運(yùn)用上該專門化值，所述測(cè)試裝置包括讀裝置(200)，它用來讀取測(cè)試計(jì)劃語言寫的測(cè)試輸入并把該測(cè)試輸入轉(zhuǎn)換成一個(gè)測(cè)試計(jì)劃，而測(cè)試計(jì)劃規(guī)定測(cè)試級(jí)及待測(cè)的例外;例外裝置(64)，它把專家系統(tǒng)的輸出與例外進(jìn)行比較并報(bào)告何時(shí)出現(xiàn)匹配;運(yùn)行記錄裝置(24)，它用于記錄下被測(cè)試的傳感器，傳感器數(shù)據(jù)，指示的故障，故障描述，測(cè)試計(jì)劃，及包含專門化傳感器集的測(cè)試案例;及包括比較裝置，用來將改變成專家系統(tǒng)前后的運(yùn)行記錄進(jìn)行比較，所述系統(tǒng)包括一種用于一個(gè)測(cè)試的測(cè)試計(jì)劃語言，該專家系統(tǒng)包括一個(gè)允許用戶定義測(cè)試計(jì)劃的語言定義，該測(cè)試計(jì)劃包括該測(cè)試的級(jí)，要使用的測(cè)試集，要使用的專家系統(tǒng)規(guī)則及測(cè)試?yán)庵T項(xiàng);及包括一個(gè)用于將用戶輸入轉(zhuǎn)換成為測(cè)試系統(tǒng)能使用的測(cè)試計(jì)劃的例行程序(200)。
6.測(cè)試一個(gè)專家系統(tǒng)的方法，包括如下步驟(1)把一個(gè)正常測(cè)試集加到所有輸入值被置于正常值的專家系統(tǒng)上;(2)把一個(gè)專門化的測(cè)試集加到一個(gè)專家系統(tǒng)上;其中輸入值中的一個(gè)被置于測(cè)試值上;并點(diǎn)火該專家系統(tǒng)的規(guī)則，及(3)在步驟(2)時(shí)記錄產(chǎn)生的例外，而其中專家系統(tǒng)的輸出則與例外進(jìn)行比較，同時(shí)當(dāng)匹配發(fā)生時(shí)產(chǎn)生例外，并且步驟(1)-(3)被重復(fù)，與此同時(shí)迭代地選擇在步驟(2)中的不同的各個(gè)輸入值并將其置于測(cè)試值。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于讀出進(jìn)一步的測(cè)試要求和用戶的輸入，并產(chǎn)生一個(gè)測(cè)試計(jì)劃，其中在步驟(2)時(shí)，將一對(duì)輸入值置于一對(duì)測(cè)試值上，而步驟(1-3)則在專家系統(tǒng)中隨著規(guī)則庫(kù)的變化而進(jìn)行;以及將在規(guī)則庫(kù)變化前后的測(cè)試輸出予以比較。
全文摘要
一種采用專門化數(shù)據(jù)測(cè)試集可對(duì)所有數(shù)據(jù)輸入類型的組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的專家測(cè)試系統(tǒng)。專門化數(shù)據(jù)測(cè)試集包括一用于一個(gè)運(yùn)行的系統(tǒng)的各級(jí)的傳感器值的集合使得可以不用測(cè)試每個(gè)可能的傳感器值及傳感器值的組合便能測(cè)試所有級(jí)別的診斷。測(cè)試集可以組合以產(chǎn)生各種級(jí)別的測(cè)試，此測(cè)試允許被測(cè)試的傳感器和規(guī)則之間有復(fù)雜的關(guān)系。
文檔編號(hào)G06FGK1051800SQ9010917
公開日1991年5月29日 申請(qǐng)日期1990年11月15日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月17日
發(fā)明者羅伯特·L·奧斯本, 喀爾·E·哈泊 申請(qǐng)人:西屋電氣公司