基于CBR与BP神经网络的水泥能耗服务知识管理系统研究与开发

摘要

在知识经济背景下，如何快捷地整合现有系统资源，并在企业内部有效实施知识管理（Knowledge Management，KM），是企业重塑其核心竞争力的重要因素。在水泥企业内部，高效和完善的管理源于已编码且结构化程度较高的数据，而对于难以规则化的隐性知识，则缺乏有效的组织和管理手段。这往往使企业在面临新问题时，即使之前曾经遇到并处理过相同或类似的情况，但是由于缺乏相应的平台支持，未能保存完整的案例记录，导致问题的处理模式不能很好地延续下去。显然，上述情况会导致企业人力、物力、财力等资源的重复投入，也使解决问题的效率和有效性滞留在了较低水平。因此，如何提高水泥企业案例知识的组织和管理水平，完成节能方案的高效检索，对上述问题的解决至关重要。
　　本文根据水泥行业的能源消耗特征，实现了基于.NET平台的“水泥行业能耗服务系统”，并介绍了该系统平台的设计理念、体系结构以及功能框架等内容。针对水泥企业在能源管理过程中缺乏有效的能效诊断与辅助决策等问题，提出了将知识管理的理念引入到该系统平台下的节能改造模块中，并结合基于案例推理技术（Case-Based Reasoning，CBR），建立集能耗分析、诊断及方案辅助决策为一体的能耗服务系统。对于节能改造方案的查找，在分析了基于案例推理与BP神经网络技术在案例检索应用中的优缺点后，结合各自优势设计了 BP-CBR案例检索模型。该模型将BP神经网络应用到CBR推理的案例库索引分类与子案例检索阶段，并结合遗传算法优化了网络权重，从而弥补了传统网络设计所存在的缺陷，优化了 CBR的案例检索性能。最后，提出了一个基于规则推理与多库协同机制（Multi-database Coordination Mechanism，MBCM）的案例适配与修正模型，并通过节能改造方案的应用实例，证实了该模型的实用性。

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1 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究内容

1.4 论文的组织结构

2 基于案例推理与知识管理相关理论

2.1 CBR技术

2.2 CBR与其他相关技术的比较与集成

2.3 知识管理相关理论

2.4 CBR方法与知识管理的结合

2.5 本章小结

3 水泥行业能耗服务平台的设计与实现

3.1 水泥行业能源管理信息化的现状与构建方式

3.2 水泥生产流程的能耗特征及节能措施

3.3 水泥企业的能源消耗计算

3.4 系统平台构建

3.5 系统开发进度描述

3.6 能耗服务平台展望

3.7 本章小结

4 节能改造知识管理中CBR关键技术的解决

4.1 节能改造案例表示

4.2 节能改造知识管理中的CBR设计思路

4.3 基于权值优化的BP神经网络案例检索

4.4 节能改造案例的适配与修正模型

4.5 节能改造知识管理系统应用实例

4.6 本章小结

5 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 研究展望

参考文献

作者简历

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