随着道路、桥梁、房屋等基础设施的大力建设,作为使用最广泛的建筑材料水泥的需求量越来越大,导致生产水泥的原料资源不断减少,能源的消耗量和污染物也越来越多,从而使水泥工业变成严重污染的行业。因此,如何减少水泥工业资源和能源消耗、降低环境负荷至关重要。 专家系统是一种智能计算机程序,它利用人类专家提供的专门知识,模拟人类专家的思维过程,解决通常由专家才能解决的问题。目前,专家系统已经被广泛地运用到各种领域,产生了巨大的经济效益和社会效益。本文将专家系统理论与技术应用到水泥生产过程中,研究降低资源和能源消耗,减少二氧化碳排放量,并能保证正常生产,使熟料性能最优化的方法。 本文首先介绍了专家系统的基本概念与原理,重点阐述了产生式规则、框架、谓词逻辑、语义网络、面向对象几种知识表示方法,以及正向推理、反向推理、混合双向推理和面向对象推理几种推理机制。其次介绍了本系统的开发平台及相关核心技术,如ADO.NET数据访问和面向对象的软件开发以及三层体系结构等。最后,根据降低环境负荷机理,即采用一次性原料替代、不可再生燃料替代、晶种矿化和微量元素四条技术路线降低水泥工业资源和能源消耗以及CO₂排放量,设计并实现了基于环境负荷因子的水泥配料专家系统（MCES）。传统水泥配料主要采用人工计算或基于三组分的计算机程序计算的方式,而MCES利用计算机高效处理的特点,结合环境负荷因子进行水泥配料,实现了基于多组分、三率值的配料专家系统,而且有效预测了相关性能,具有界面友好、操作简单、运行稳定的特点。 本课题的研究,不仅将水泥生产工人从繁杂的配比计算中解放出来,而且还可以辅助企业领导进行决策分析,更重要的是使水泥行业充分利用工业废渣,减少一次性资源和能源消耗、降低环境负荷,具有良好的环境效益、经济效益和社会效益。