实时智能专家系统-G2概述

1、实时智能系统开发平台G2是美国Gensym公司出品的具有图形界面的、面向对象的实时智能专家系统开发平台，具有先进的知识表示和推理引擎，让设计者和开发者从繁重的技术实现中解脱，专注于解决行业难题。 对于原始设备生产商，增值服务提供商，系统集成商以及终端用户等而言，G2是一个优秀的开发 平台。北京国鼎源创智能科技有限公司是G2在国内的代理商,国鼎源创专注于工业先进控制及系统 健康管浬两个方向，以"智能为纲，客户为本，艰苦奋斗，持续创新"为核心价值观，配备一支由博 士（后' 硕士领军的专业技术队伍。为客户提供行业领先的人工智能&专家系统解决方案。以帮助企业节能减排

2、为使命，为中国制造2025提供智能制造、先进控制的解决方案，在 节能、减排、改善产品品质、提高产量以及降低操作人员劳动强度等方面提供助力。提供大系统故 障诊断及健康管理解决方案，实现对复杂大系统的故障早期预警,提高系统可靠稳定运行效率。实时规则推理引擎G2具有并行实时处理能力，每秒钟可以执行数千规则和过程。在G2的推理弓I擎内核中，带优先级的进程调度方法被用于多任务多线 程的并行计算,不同优先级的任务线程占有 系统资源的份额不同，确保关键性的任务被 优先执行。实时推理引擎是G2基础平台及 上层应用工具的核心要素,开发人员利用这 种结构可以快速的创建实时推理方案。自然语言式的规则定义G2规则采用

3、"ifthen”的组织模式，实时从在线数据或历史趋势得出结论,对相关存在的问题进行预测,并提供决策，以减少损失或提高性能。G2规则采用结构化自然语言的方式，使得领域 专家可以直接参与规则的创建和管理。规则及其逻辑关系,可以采用多种方式进行管理，如表、树形匡I、层次关系的workspace（C2特有的结构）。此夕卜，G2还将规则与过程模型进行集成，用户通过配置图形之间的顺序、连接关系 等操作即可完成规则的创建。图形化的知识建模G2采用了鬲性能的图形语言，G2GL ,该语言基于WEB服务业务流程执行语言(BPEL)的标准, 通过G2GL,用户可以实时创建图形化的模型、顺序或并行的业务流程

4、执行模型。此外，G2采用面 向对象编程方法的建模方式、高度可重用的代码及应用程序架构。图形化表示形式相对于传统的编 程工具更加直观,不管是物理对象，如泵，或是抽象概念，如关系、任务等在G2中均可以图形化 的表示成G2对象。与传统的开发方法相比,G2及其上层产品模块具有灵活交互以及可视化的开发环境，它通过 组件范拽方式快速原型化，提高了开发效率。用户可以使用系统提供的组件模块构建应用，也可 以根据用户的需求自定义封装功能模块。支持实时在线开发模式G2支持在应用运行时在线修改业务逻辑或规则代码,开发人员无需停止运行重新编译代码或 重新加载代码。在线开发模式也为程序的开发和维护增加了巨大的价值，一旦

5、一个应用被部署之后, 开发商和企业用户可以立即看到逻辑变化的影响，此时，通过在线维护,逻辑也可以立即修改以适 应新的操作。这种即改即用的方式，对于24小时连续运作的企业来说，可以提鬲企业的灵活性和 敏捷性,同时也有利于对软件应用的维护。多种技术综合应用与其他规则弓I擎不同的是，G2综合了对象建模、仿真运行、规则、函数和过程序列等编程方 法，集幵发、部署、实时运行的在线技术为一体，有效的管理了应用程序从原型开发到部署到在线 维护，降低了整体的开发和运行成本。可靠性及稳定性不间断执行是G2的基本能力。作为一个成熟的商月软件，它已经在多种苛刻条件的环境中进行过测试并且技术人员在持续的改进平台的设计，

6、确保平台的高可靠性和稳定性。通过G2创建 的许多应用,除了电源故障外，已经持续运行多年，包括在美国军方、NASA等多个重要性系统中 都零停机的长时间运行。开放的连接性Information Exchange Process Control Device开发及部署G2采用C/S结构进彳元8署和开发，lelewindow为其提供的自带的远程访问工具通过角色控制来区分不同的操作权限，可作为开发人员和终端用户旳交互界面。平台支持STD/ENTWindows7Windows8.1Windows10Windows Sen er 2008/2008R2Windows Sen er 2012R2LinuxG2

7、 Server (STD32-bit)YesYesYesYesYesYesG2 Sen er (ENT.64-bit)YfesYesYesYesYesYesG2 Classic Client (Tele windows)YesYesYesYesYesYesG2 Next Gen Client (Telewindows NG)YesYesYesYesYesN/A产品结构基于G2平台底层技术，针对生产过程，商业管理，网络管理等专门领域，Gensym公司提供了基于G2的上层平台，使得这些领域的用户能够更便捷地定制自己的解决方案。Partner & End User SolutionsG2Op

8、tegrityG2e-SCORG2 PlatformObject Modeling, Real-Time Rules, Procedures, Simulation,Busi ness Processes, Workflows, Diag no sties, Message Handling,Data Processing, Integration, Web Technology, Developer Tools,.G2 2015 Standard VSG2 2015 Enterprise功能特点G2标准版G2企业版实时推理引擎4自然语言规则定义V图形化的业务流程设计VV关從任务可靠性VV面向

9、对象建模VV系统快速原型J建模与仿真V任务优先级调度J支持64位环境V移动解决方案咨询服务云幵发解决方案服务J包括用于开发、测试、咼可用性和 灾难恢复环境的LicenseG2企业版在程序推理运算、事务处理能力上性能提升了 10到80倍，具体表现在规则推理时,同一条件下CPU占用率明显减少50%以上，在系统的实时性上得到了更好的实现,有效保障了大 型复杂业务处理能力的要求。OptegrityOptegrity模块通过监测、诊断和解决关键设备和工艺的故障来实现异常状况管理，被广泛应 用于制造业、电信系统、航天系统、建筑、运输系统等复杂大系统领域。模決的主要组件包含: 域图表示组件(Process

10、Map)通用故障模型描述组件(Symcure)通用事件监测描述组件(GEDP)数据源管理组件(GDSM)告警管理模块(GEVM)F?G2 Optegrity提供了一种用来快速诊断异 常情况根本原因的强大的启发式推理方法。开 发人员使用图形化的手段来描述故障原因和其 征兆之间的因果逻辑关系。当某种故障征兆产生时，Optegrity通过因果有向图故障传播模型进行故障诊断和处理，通过使用这种建模方式，可以 在问题引起严重的破坏或导致操作中断前实时的实施预报和解决问题，避免停工并且提高生产效率,可以大大提高生产设备和过程的安全性和稳走性。通过Optegrity构建的实时应用可以为企业实现:前瞻性地监控

11、分析以避免或最小化异常中断情况的发生分析、过滤和关联警报信息以加快操作人员的响应迅速地诊断故障根源使得问题得到及时解决引导操作人员解决异常状况以提高安全级别提供专家性的引导使得不同技术水平的操作人员都能有效地处理问题预测异常状况的影响使操作员能够采取最优化的行动成功案例El Paso Energy - Proactive Controller Assistant 系统 运用ProCA系统后，不必再等到一个警报发生E寸才采取 行动，可以在潜在的风险转变成真正的问题之前就尽 量将其消解 ProCA不仅在某个参数超岀正常值时给操作员发送警 报，而且能够依据专家们长期积累的经验预测可能发生 的情况。这

12、大大提高了效率、可靠性和安全性欧洲航天局（ESA）的INTELMOD项目 利用G2帮助飢天专家建立飞行器的部件模型库、控制导攵障诊断知识库在飞行器执行任务过程中实时 接收遥测数据，进行推理分析， 在异常情况发生时或者发生前 就向操作人员发出警告和处理 建议与现有的任务控制系统结合，实现智能的优化控制IntegrityIntegrity模块是Gensym公司推出的用于保障网络服务的连续可用性的软件网络故障监控管 理系统幵发组件，它基于Gensym全球领先的专家系统智能技术。Integrity提供了专家级的故障和 服务质量管理，通过在问题影响到服务之前检测、诊断和解决它们来确保网络的连续可用性。模

13、块的组件主要包含：网络拓扑建模及管理组件(Integrity Core)过程通用化的图形描述语言组件(OPAC)网络信息交换协议桥组件(I ntegrity Gateway) 通用故障描述组件(Symcure)Integrity通过将一组可扩展的、开放式的架构应用集成在一起,对传统的网络管理进行调整和 增值，它能够和传统流行的网络管理系统软件集成在一起工作，如HP OpenView. IBM NetView等。通用化的建模描述工具，能够 描述各个物理网络或虚拟网络节 点，无论是物理节点还是逻辑节 点，均可通过Integrity模型来表 示，诊断模型通用化的描述,对于 复杂的网络节点来说更是一种

14、解 放，用户不必因为网络拓扑的变化 而去修改故障诊断模型。云服务供 应商通过Integrity可以比较方便 的管理和维护整个云服务中的所BROOKLYN有节点的异常状态,及时给岀异常处置意见,使其更高效地利用企业资源来满足迅速增长的业务需 求。通过Integrity构建实时智能的应用可以为企业：压缩过滤冗余警报提高管理效率，避免或最小化网络服务中断诊断问题根源，提鬲系统可用性加快新产品和服务的面市时间，提升服务质量降低运维成本和时间成功案例国际通信卫星组织（INTELSAT-内部网络管理系统（N、IS） 从主机群到备份设备时间从3小时缩短到20分钟 故障解决时间从90分钟缩短到32秒有效降低开

15、发和维护时间 通过网络在控制中心对7个地面站和90余种设备进行管理 由3名开发人员用时3.5个月完成开发和部署Stanford电NetCoach分布式的ATM智能管理系统OpenViewSNMP Get, Set TrapTC-IP SNMPSocketsNet- coacTiManagement Platform Langley： VADeployed in 7 locations within the U.S. using GTE'sATM SPANet switches62 TetevvindoManagement Platform Rome NYPlatformMA IIFt

16、MamouthNATM Leased ServicesManagement (M PlatformI Planagement atkxmI ManagementPlatformScott AFBJU |&mn Diego CA| Ft Huachuca AZu Stanford 电信应用 G2 作为引緊所开发的NelCoach is uistnmiental m addressing one of the biggest issues异步传输竹理,对不同网络通信进行实时管理和网络管理事件相关J-Bob Mohr,项目经理，GTERethink基于G2提供上层面向流程分析的建模仿真开发组

17、件，它采用图形化方式建立流程Rethink 是Bo它有一个强大的交互式的图形开发环境。对文 件、编辑、视图等操作提供了标准的菜单工具栏。 用户可以很容易的掌握,从而减少项目完成的时间。与传统的模拟工具不同的是G2 ReThink结合 建模，仿真和规则覆盖了整个业务过程管理的生命 周期,从as-is分析，到设计、发展，再到在线自动 做出决策,不断地改进和完善。ReThink确保用户以下特点：直观建模一对流程能够交互式和图形化的 建模，从而能很容易的掌據客户和减少项目 完成的时间结构化语言规则一能够使分析者对策略和 操作更好的理解、编辑和不间断的进行谬辑 推理仿真模拟一为可选方案的真实分析捕获动

18、态的操作，并且进行谬辑推理Business Process LifecycleReThi nkOnlineAutomationAnalysisDesignOeptoyment很容易的建立业务流程模型，用户定义关键操作并且运用建模仿真来决策业务过程怎么样操作能符 合标准.运用仿真功能，用户可以分析选择执行哪种方案。因此,较传统的流程建模工具相比具有 实时更新一不需要暂停编辑，甚至在运行时,也能够保持很高的敏感度和实时性。 团队分析一享编辑客户端，并且同时可以交互式的访问所有的功能，团队分析和决策的 权限是可以完全开放的 容易扩展一高验证性、高可靠性和高操作性的32引擎都是为了支持在大多数的需求环

19、境中实现在线设计、实时自动控制,同时为外部系统提供接口 并且支持IT标准，方便与Windows、Java、messaging 不口 Web services 等连接Rethink作为一个开发平台，集成了仿真和在线两种模式，用户可以快速仿真模拟分析整个 流程的合理性及相关瓶颈,同时也可以迅速部署在实际环境进行验证优化后的方案,即它是所见即 所得、所想即可用的开发方式。Rethink模型可以真实可靠的表述整个业务流程、规则和最优业务行为,并且对预测分析进行动态仿真，得到的 仿真数病也可以即时的反馈。通过Rethink构建实时智能的应用可以为 企业：快速准确的构遂业务流程模型确定业务流程的瓶颈在哪并

20、且重新设 计流程、策略、实践来消除瓶颈确保业务过程能够足够敏捷的处理未来不断变化的需求和资源Th» 眄 ltwlop*4Man onr- fwtflknrolpfOSM Io* A «n8u%Klur. NE Howmaitw «Mt>pfocosM6 - fkw 3d g«ncyAfioA tTvcxoh uulvclturw Th* mud. tH« tiury Uyw by U*w s mu rn room m e dHi«ih of釈Eqe*J * 滾监Distribution DetailWE*»T$5SOR

21、T BY"|* 严在Tnc比“，m»52Cbneoldde Sgmonb by &gic>oRECf oRewurg mspecify r«ouro» are need odand how io gel tiem from differenl poo. Reeourcm can Kjmq dufadohKlkx such as ootl or cJ«ndw.ArwtyM b pedormei by ctwiQng the resourg and walchng Iho hicxaa.load OEUvE irtLaAo trick

22、termB0确定面对新的需求需要什么样的资源成功案例联合军事指挥系统(JMACE)美国中央司令部(CENTCOM蔗用JMACE进行了重大的军事行动演练。JMACE被CENTCOM用于对伊拉克作战的策略模拟和决策支持工具。JMACE提供了对各种不同作战策略的规则驱 动的模拟。系统将整个战场的后勤供应，集团军和 装备的部署，以及通讯系统的波段等因素都包括 在其中,甚至包括战场的视线、地形、敌军的抵抗力等等.这些都是基于CENTCOM的指挥官们多年的作战经验。JMACE使得指挥员能够象在真实的战 场上一样模拟各种作战策略，并做岀及时的调整。通过 G2 HLA Gateway ,基于G2的战场及后勤供

23、应链等模 拟仿真系统能够与其它各种模拟仿真系统在HLA框架 下进行分布式的交互仿真，这也是当今战场仿真模拟的 发展趋势。NeurOn-LineNeurOn-Line模块是一个实时预测质量和过程情况的神经网络应用软件。被广泛应用于模式 识别、诊断和决策支持、实时质量管理等领域。模決的主要组件包含:向量块数据集块训练块神经网络块增量式再训练反向传播神经网络(BP)径向基函数神经网络 Rho神经网络 自动联想神经网络iinlryNeurOn-Line模块可帮助工程师通过历史过程数据，快速建立和配置反映生产质量和生产过 程关系的神经网络模型。NeurOn-Line与现有的控制系统一同工作,以便给予操作

24、员对控制过程和 产品质量实时的监测。它的实时神经网络和优化能力能够得到符合经济目标的控制决策，例如:最 大的生产量或是能源、稀有材料等的最小消费等。通过NeurOn-Line构建的实时应用可以为企业实现：探测和响应可能导致神经网络进行非正确分析的异常数据通过对真实和预测的结果的比较，确认传感器通过神经网络预测的结果探测错误和异常的过淫实时地给予操作员建议，告诉他们如何对通过神经网络分析探测到的异常情况做最好的处理成功案例“伽ge -大型燃烧装闭环控制系统应用超过40余套降低燃烧能耗5%提高产热稳定性,延长装置寿命降低50%的过程波动使控制操作从每次都需要手工 调试转变为数星期无需人工干 预的自

25、动控制，操作员人工控制 次数从130次/天降低到6次/天中国建材集团一基于G2实施窑温智能控制提高产品质量降低能耗57%减少操作员的失误率，有效的降彳氐企业运营成本根据进料对窑温影响，基于MPC实施综合控制烧成带温度,有效e-SCORe-SCOR是基于供应链委员会(Supply-Chain Council)的SCOR标准r并在Rethink的基础上开发是一个强有力面向供应链应用开发组件，用于对复杂的供应链进行图形化设计，模拟仿真和 管理。e-SCOR可帮助对供应链的结构和策略建立模型，这样就可在对赖以生存的供应链进行赌傅 性地改造之前充分地测试各种选择。模决的主要特征是: 用SCOR指标建模和

26、仿真您的丙用程序'模型自动管理e-SCOR 自动计算SCOR指标供W链设计与优化2D/3D图表ReThink Excel商业工作流建模仿頁e-SCOR可以对供应链的结构和策略建立模型,企业可在对赖以生存的供应链进行赌博性地改 造之前充分地测试各种选择。这样即可帮助公司把种种改变的情况考虑清楚,提高整个供应链的性 能。通过e-SCOR构建的实时应用可以为企业实现：快速建造真实的供应链模型 开发健壮的供应链网络，包含详细的跨团队、供应商和合作伙伴的SCOR过程自动计算SCOR标准的度量，来测量性能、评估需要的服务等级，以利于更好地进行决策 模拟不同的配置，测试供应链的强度，评定潜在的弱点并

27、确定改善的领域在你冒险地、或缺乏供应链策略地投入田可时间、金钱或资源之前进行whatif分析rWBtATWf mg 88“g成功案例HP-供应链管理通过仿真验证和优化打印机产品供应链实时规则可调整生产的倾向性，进一步降低库存量和消除瓶颈CU Frod-M ln*»r«««Y RtoRH Simdnon Cwvent $tvt« PdKv tor Choo"Sbtn dhimsfU802s§ 8«2§s B0PDSO- 8og§ BOWM 二 BnBsr BBSS a -SQ5EU Fro

28、1;-end tnent© 外胡Slmulft<ef> ( F<rur» Sute$(*«, for CIWmZ|£m, Wxey CwlBomK BGRBOS Roo§- 80i Boaoo&= ROUHOffla R- 8RAS 8- aass 8LO0OW R- 8R§8- 88*s9- 885“叽如log M;負兀恚s:s:s:s:s:s:s:s: p PPPEEE6EEECUEbEEEEEC ODODBBBBBBDBBO Dn* I ho F ffiaort F ronttocAfipmncn Rf

29、twwi-cgEseAU- AJOrBAJ-Oplvnualiun/ Wen defined anefrei aBeeT iseasiry /cnaracteozed Mkilmai need lo inducie dynamic parametefBx Nwa to mo mw suggested changes 3-ez： a areas :. Dynamic parameters impotantService Level典型解决方案先迸过程控制工业生产过程通常伴随着苛刻的生产条件和环境，强调实时性、整体性,常规的PID控制已无 法满足当前复杂工业的控制要求。通过G2构建的先进过程控制系

30、统不局限于单变量、单点优化, 而是强调从全生产线、全系统的角度出发，减少过程变量的波动幅度，使之能更接近其优化目标值， 从而将生产装置整体控制在接近其约束边界条件下运行。«($QC| a2S9JfM按制理论方法专家的理论和技术方案主要功能抑制外部干扰的影响确保控制过程稳定健康的运行动态工况最优化降低操作员工作强度优化生产，节能减排提高产量，同时提高产品质量降彳氐企业的整体运营成本G2将专家的理论与技术同控制理 论方法与技术相结合，使用一个由专家 的经验知识、在线获得的系统信息和推 理机组成的知识库,在未知环境下，仿 效专家的智能，实现对系统的控制。它 适用于生产计划、调度和故障诊断等

31、决 策问题。典型解决方案基于故障诊断及预测技术复杂系统的健康管理通过G2构建的智能故障诊断系统是集Optegnty , GDA , NOL等的多种上层应用技术，实现 在线为传统的DCS系统设备节点提供实时监测的预警系统，通过数据驱动和模型驱动结合的方式, 达到在系统失效前能够主动的预先采取补救错误，降低损失。匪始数据NOL GW在线 训錄及預）采*采集7 GDPM '内部数据点决策反馈I y nn>z maIT 疥GDA （墓于数摒驱动 状态待征分拘剜余寿曲 用测Optegrity开却件:;sftiaeG实施架构图方案主要功能 通用化的故障模型描述,故障模型与系统模型（被诊断对象

32、）无关，系统结构改变时，故障传播模型不需改变，新的专家经验进行迭代式增加，且立即被应用到所有被诊断对象推理引擎自动根据通用故障传播模型和被诊断系统模型生成专有故障传播模型，迅速定位根因通过构建失效模型对系统状态进行评估.寿命预测及性能评估,提供系统失效高级告警 综合环境因素及工作应力参数，建立损伤分析模型综合数据融合的综合诊断与预测方法，进行设备健康监控,提高对初期故障的预测置信度 部件级和系统级两级层次的整体系统健康管理用户II系统物理模型输入征兆集专用故障 传播橫型通用故障 传播偵型r诊断结论测试结果维修过程1艮统典型解决方案水泥先迸控制(ICAPS)国鼎源创开发的水泥先进控制解决方案(ICAPS),主要基于水泥过程的非线性、多变量、大滞后 的系统特性，同时基于水泥行业生产流程化、重资产的特点。通过对水泥企业生产工艺与控制过程 的分析，应用物联网、云计算、大数据等新一代信息技术，应用先囲空制技术,解决水泥企业的生 产管控一体化难题，促进水泥企业由规模化、自动化、隻约式发展向更高层次的数字化、智能化迈 进，打造智慧水泥。水渥生产过程ICAPS系统基于Gensym G2软件，集成了各类控制策略，包括经典的PID控制、串级控制, 和现代的统计过程控制、专家系统、模糊