1-1- مروری بر کاربرد سیستمهای خبره
در سالهای اخیر تحقیقات هوش مصنوعی، برای پدیدآوری نرم افزارهایی که بتوانند فکر کنند، آغاز گردیده است و در این میان انسان در جستجوی سیستمهایی مشابه انسانهای کارشناس میباشد. لذا به عنوان شاخهای از رشته وسیع هوش مصنوعی، تصور سیستم خبره، تصور برنامه کامپیوتری بود که توانایی جایگزینی با فرد خبره در رشته علمی یا عملی خاصی، مثلاً در کنترل فرایندها در کار تصمیمگیری، را داشته باشد و توضیحاتی را برای افراد خبره یا غیرخبره ارائه دهد.
کاربردهای پیچیده یا غیرکلاسیک در سیستمهای خبره مطرح میباشند و شامل کاربردهایی هستند که دربردارنده فعالیتها در دامنه های غیرکلاسیک میباشند. دامنه های غیرکلاسیک، دامنههای پویا و جدیدتری هستند که دو مبحث کاملاً متمایز “کنـترل فرایند” و “امور مـالی” به این دامنهها تعلق دارند[1]. به هرحـال از دید فنی در مقـابل دامنههای کلاسیک، این دامنهها آنهایی هستند که هنگام تداوم استدلال، هدف استدلال ممکن است تغییر یابد، یا امکان دارد پاسخ در محدوده زمانی معینی مورد نیاز باشد، و توصیف کامل این سیستمها یا در دسترس نبوده (به ویژه در امور مالی) و یاناقص وبسیار پیچیده باشد.
اولین سیستمهای خبره در دهه 1970 توسعه یافتند. از نخستین سیستمهای خبره میتوان به DENDERAL اشاره کرد که در سال 1965 توسط پژوهشگران هوش مصنوعی در دانشگاه استنفورد ساخته شد[2].
DENDERAL میتوانست با بررسی آرایش و اطلاعات مربوط به یک ماده، ساختار مولکولی آن را شبیهسازی کند. کارکرد این نرمافزار چنان خوب بود که میتوانست با یک متخصص رقابت کند. از دیگر سیستمهای خبره مشهور میتوان به MYCIN اشاره کرد که در سال 1972 در استنفورد طراحی شد. MYCIN برنامهای بود که کار آن تشخیص عفونتهای خونی با بررسی اطلاعات به دست آمده از شرایط جسمی بیمار و نیز نتیجه آزمایشهای او بود.
PROSPECTOR یک متخصص در امر زمین شناسی است که احتمال وجود رسوبات معدنی در یک ناحیه بخصوص را پیش بینی می کند. این سیستم در سال 1987 توسط «ریچارد دودا» و «پیتر هارد» و «رنه ربو» ساخته شد.
در اوایل دهه 80 سیستمهای متخصص به بازار عرضه شد که میتوانستند مشورتهای مالیاتی، توصیههای بیمهای و یا قانونی را به استفادهکنندگان خود ارائه دهند.
سیستمهای خبرهی اندکی نیز برای استفاده در سیستمهای کیفیتی ایجاد شده اند. از این میان میتوان به مواردی اشاره نمود. یک سیستم کنترل کیفیت مبتنی بر دانش که میتوانست روش اجرایی بازرسیها و نیز چارتهای کنترلی مورد نیاز برای متغیرهای کمی و کیفی را مشخص کند در سال 1988 توسط حُسنی [3] توسعه یافت که یکی از اولین سیستمهای خبره در زمینه کنترل کیفیت است. البته این سیستم تنها قادر به انتخاب چارت کنترلی مناسب و نیز تشخیص تحت کنترل بودن یا خارج از کنترل بودن فرایند بود. در سال 1989 نیز سیستم خبرهای جهت تخصیص فرایند تضمین کیفیت در زمینه مواد اولیه توسط کراوفرد و ایادا [4] ایجاد شد که وظیفه اصلی آن کنترل مواد ورودی به صنایع تولیدی بود. تعداد زیادی سیستم خبره نیز طراحی شدند که کار اصلی آنها انتخاب کنترل چارت مناسب برای هر پارامتر بود که از آن جمله میتوان به سیستم خبره طراحی شده توسط الکساندر و جاناتان [5] اشاره کرد.
البته سیستمهای خبرهای نیز جهت استفاده در کنترل کیفیت آماری طراحی شده اند که از میان آنها میتوان به سیستم خبرهای که توسط جیمز، اوانز و لیندسی [6] در سال 1988 طراحی شد اشاره نمود. این سیستم نه تنها میتوانست چارت کنترلی مناسب را انتخاب کند، بلکه قادر بود تفسیرهای مورد نیاز بر روی هر نمودار را نیز به کاربر خود ارائه کند. سیستمهای خبرهای نیز برای ارزیابی سطح کیفیت تولید در سال های 1990 به بعد توسعه یافتند که اکثر آنها با شاخص های کیفیتی نظیر قابلیت فرایند کار میکردند که از جمله آن ها میتوان به
سیستم خبره طراحی شده توسط برینک و ماهالینگام [7] اشاره کرد. سیستم خبرهای نیز در سال 1989 به همت دانشمندان آلمانی از جمله فیفر [8] برای شناسایی عیوب در طول خط تولید طراحی شد. این سیستم قادر بود عیوب مربوط به محصول را با بهره گرفتن از داده های جمع آوری شده از بازرسیها شناسایی کند.
در سالهای اخیر نیز تحقیقات اندکی بر روی این زمینه صورت گرفته است که بیشتر آنها به سمت استفاده از سیستمهای کنترل کیفیت اتوماتیک و سریع پیش رفتهاند. از این میان میتوان به ایجاد یک سیستم خبره بازرسی تصویری اتوماتیک در سال 2008 توسط لیو و چن [9] اشاره کرد که برای بازرسی تصویری اتوماتیک و استفاده از چارتهای کنترل آماری فرایندچند متغیره مورد استفاده قرار میگیرد. در سال 1999 نیز گوه، تانوک و اُبرایان [10] یک ابزار هوشمند برای کنترل آماری فرایند بهروز و اقتصادی ارائه کردند. در سال 1996 سایا و وان [11] یک سیستم کنترل خبره در زمان واقعی را طراحی نموده اند که هدف آن کنترل چند سطحی و به لحظه بود.
در چندین مقاله نیز به طراحی سیستم خبره جهت کنترل پارامترهای کنترلی در خطوط تولید خاص اشاره شده است. بناستره، اُرس و پریس [12] در سال 2004 یک سیستم خبره جهت کنترل یک پارامتر کنترلی و تعیین اقدامات اصلاحی مورد نیاز بر روی آن در صنایع تولید روغن زیتون، طراحی نمودند. پائولو و پوگجانر [13] در سال 1999 سیستم خبرهای طراحی نمودند که وظیفه آن کنترل جذب سطحی ماشینهای خنک کننده با بهره گرفتن از شبکه های عصبی و سیستمهای خبره بود. داویدسون [14] هم در سال 1994 در مقاله خود به استفاده از سیستم خبره در صنایع غذایی اشاره کرده است.
چن، لی و زاین [15] در سال 2007 سیستم خبرهای را بر اساس کنترل ماتریسی پویای تطبیقی[1] برای کنترل مدارهای بالمیل در صنایع طراحی نمودند که از آن میتوان در صنعت کاشی و سرامیک نیز بهره جست. لی [16] نیز در سال 2005 در پایان نامه خود سیستم خبرهای را طراحی نموده است که به تشخیص عیوب سطح کاشیهای براق به صورت اتوماتیک کمک می کند.
2-1- اهمیت موضوع، هدف از انجام تحقیق و روش انجام تحقیق
تحولات شتابان اخیر در بازارهای رقابتی باعث توجه بیش از پیش به مبانی و نگرش مدیریت کیفیت در سازمانهای تولیدی و خدماتی شده است و به تبع آن استفاده گستردهتری از ابزارهای مدیریت کیفیت در اداره این سازمانها به عمل میآید.
کنترل آماری فرایند یکی از بهترین ابزارهای مدیریت کیفیت جامع است که عموماً برای مینیمم کردن واریانس هر فرایند به کار گرفته می شود. کنترل آماری فراینددو کارکرد عمده دارد که عبارتند از:
1- کنترل فرایندها و تشخیص انحرافات فرایندها
2- انجام اقدام اصلاحی
با توجه به پیشرفت صنایع در دهههای اخیر و ایجاد محیطهای تولیدی بزرگ با فرایندهای طولانی، پیچیده و حساس، نیاز به استفاده از یک سیستم کنترل آماری فرایندبیش از پیش لزوم پیدا کرده است. اما به علت وجود پارامترهای کنترلی زیاد و تغییرات مداوم آنها، صنایع تولیدی شدیداً به یک سیستم کنترل کیفیت اتوماتیک نیازمندند. تحقیقات زیادی بر روی این زمینه صورت گرفته است اما همگی آنها تمرکز خود را بر روی کنترل فرایند گذاشتهاند و به فعالیت دیگر یعنی انجام اقدام اصلاحی توجه خاصی ننموده اند. به دلیل زیاد بودن تعداد پارامترهای کنترلی، کنترل آنها به صورت یکپارچه نیز بسیار مشکل خواهد بود و لذا تعیین وضعیت محصول نهایی قبل از تولید بسیار مشکل است.
یکی دیگر از مشکلات صنایع تولیدی عدم اطلاع از وضعیت تولید محصولات جدید میباشد. در این صنایع معمولاً برای تعیین پارامترهای کنترلی هر فرایند از روش آزمون و خطا استفاده می کنند و به همین دلیل میزان محصولات خراب در ابتدای تولید بسیار زیاد است و به مرور و با تنظیم شدن کلیه پارامترهای کنترلی کاهش مییابد.
با بهره گرفتن از روشی که در این تحقیق بیان شده است میتوان کلیه پارامترهای کنترلی در طول خط تولید را به صورت یکپارچه کنترل نمود و در ضمن امکان تعیین پارامترهای کنترلی محصول نهایی نیز امکان پذیر خواهد بود.
با بهره گرفتن از سیستمهای خبره و تعیین حالات مختلف هر پارامتر به مرور زمان و یافتن روابط مابین پارامترها از طریق روشهای آماری و تعیین قوانین حاکم بر آنها میتوان یک سیستم هوشمند ایجاد نمود به طوری که ورودی های سیستم وضعیت فعلی هر پارامتر از هر فرایند خواهد بود و خروجی این سیستم وضعیت کنترل هر فرایند (تحت کنترل یا خارج شدن از کنترل) و نیز پارامترهای کنترلی محصول نهایی خواهد بود.
با بهره گرفتن از این سیستم خبره میتوان اقدامات اصلاحی پیشنهادی را ابتدا شبیهسازی نمود و پس از اثبات کارایی آن، سریعاً اقدام اصلاحی مناسب را اعلام نمود. این شبیهسازی در تنظیم اولیه پارامترهای کنترلی نیز می تواند به کار گرفته شود به طوری که قبل از شروع به تولید واقعی، میتوان وضعیت پارامترهای محصول نهایی را با بهره گرفتن از این سیستم بررسی نمود تا از مناسب بودن آن اطمینان حاصل کرد. در ضمن با بهره گرفتن از این سیستم میتوان چندین پارامتر را به طور همزمان کنترل نمود.
سیستم طراحی شده در این تحقیق تاکنون در هیچ صنعتی در ایران برای مباحث کیفیتی استفاده نشده است و در مقالات اندکی نیز به اجرای آن در بعضی از صنایع خارج از کشور اشاره شده است. در چندین مقاله تنها به کنترل یک پارامتر توسط یک سیستم خبره اشاره شده است.
روش تحقیق به صورت مطالعات کتابخانهای و اینترنتی به همراه طراحی یک سیستم خبره(با یکی از نرم افزارهای موجود)، تجزیه وتحلیل، پیاده سازی در شرکت کاشی مرجان و اعلام نتایج حاصله است.
3-1- معرفی فصل های بعدی
این رساله متشکل از پنج فصل است. مرور بر ادبیات موضوع در فصل اول بیان شد. در فصل دوم نحوه استقرار کنترل آماری فرایند مورد بحث قرار میگیرد. در فصل سوم نحوه طراحی یک سیستم خبره برای استفاده در کنترل آماری فرایند مورد بررسی قرار خواهد گرفت. طراحی و پیاده سازی سیستم خبره طراحی شده در شرکت کاشی مرجان در فصل چهارم آمده است و نهایتاً در فصل پنجم نتیجه گیری کلی از تحقیق و پیشنهادات آتی آورده می شود.
– 1 Adaptive Dynamic Matrix Control
فرم در حال بارگذاری ...