面向產(chǎn)品的CAPP智能化關(guān)鍵技術(shù)

作者：時(shí)間：2011-06-28 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

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　　在傳統的CAPP智能系統中,知識庫通常是狹義的知識庫,即知識庫中主要存儲推理規則等規則性知識。這些知識庫主要是面向系統自動(dòng)決策,因此,知識的數量同實(shí)際需要相比,只是很少的一部分,且缺少足夠的事實(shí)性知識,局限性很大。

　　在交互式CAPP系統中,知識庫的作用首先是為工藝人員的決策提供詳盡的幫助。這可分為2個(gè)層次:1代替手工查閱工藝手冊及相關(guān)資料;2代替手工查閱已設計好的工藝實(shí)例。進(jìn)一步,提供相關(guān)自動(dòng)工藝決策功能,幫助工藝人員提高工作效率,幫助具有較少經(jīng)驗的工藝人員能夠設計出具有專(zhuān)家或準專(zhuān)家水平的產(chǎn)品工藝。

　　在此意義上的知識庫是廣義的知識庫,它包含了工藝數據庫、典型工藝庫、工藝規則庫等,因此,建立豐富的工藝知識庫是基于交互式CAPP智能化的基礎。

　　3　智能化交互式CAPP關(guān)鍵 技術(shù)

　　3.1　基于交互式的人機混合工藝決策技術(shù)

　　人工智能技術(shù)在模擬人的邏輯思維方面取得了很大的成功,而且在CAPP等領(lǐng)域得到了較為廣泛的應用。但在目前條件下,讓計算機具有和人一樣的思維和智能是不現實(shí)的,而且在可見(jiàn)的將來(lái)也是難以實(shí)現的,因此,出現了人機一體化的思想[6]。當前,隨著(zhù)IMS的發(fā)展,人們對在制造系統中發(fā)揮人的創(chuàng )造能力和人的智能給予高度關(guān)注。國外出現合弄制造系統(hononicmanufacturingsystem)的概念,且成為國際合作研究計劃IMS預因素,而是被當作構成整個(gè)制造環(huán)境的一個(gè)組成部分,人的個(gè)人技能可以得到充分發(fā)揮[8]。工藝設計經(jīng)驗性強,技巧性高,在CAPP中發(fā)揮工藝人員的個(gè)人技能有重要的實(shí)際意義。在CAPP實(shí)踐中,筆者認識到,人的適當參與,會(huì )在更大程度上提高CAPP系統集成度。王先逵等認為,建立一種“人機一體化”的智能系統,充分發(fā)揮人的智能優(yōu)勢,以合理的代價(jià)實(shí)現較高的智能,這在很長(cháng)一段時(shí)間內將是開(kāi)發(fā)CAPP系統的一個(gè)指導原則。

　　基于交互式的人機混合工藝決策技術(shù)是指工藝設計人員(用戶(hù))在CAPP系統中的地位,不像在傳統的CAPP智能系統中,僅僅是信息輸入人員的角色。傳統的方式是用戶(hù)輸入、系統決策、系統輸出,系統處理過(guò)程對用戶(hù)是不可變動(dòng)的。而在基于交互式的人機混合工藝決策系統中,用戶(hù)是工藝決策的主體,系統決策的目的不再是代替工藝人員,而是有效地輔助工藝人員。對于工藝路線(xiàn)安排等經(jīng)驗性強的規劃性決策可充分發(fā)揮人的智能優(yōu)勢,而刀具選擇等選擇性決策及計算性決策,可充分發(fā)揮計算機的優(yōu)勢。

　　3.2　交互式動(dòng)態(tài)知識獲取

　　在傳統CAPP專(zhuān)家系統開(kāi)發(fā)中,知識獲取需要耗費大量的人力、物力和財力,成為系統開(kāi)發(fā)和應用的瓶頸。采用交互式動(dòng)態(tài)知識獲取技術(shù),工藝人員可在工藝設計過(guò)程中,隨時(shí)將產(chǎn)品工藝中所定義的工序、工步、設備、工裝等事實(shí)性知識不經(jīng)任何修改或經(jīng)過(guò)一定的編輯修改直接放入知識庫,從而實(shí)現知識庫的動(dòng)態(tài)擴充。

　　3.3　基于實(shí)例的相似工藝自動(dòng)檢索

　　采用相似工藝檢索技術(shù),不僅可大大減小工藝人員的工作強度和對有經(jīng)驗工藝人員的依賴(lài),而且會(huì )提高產(chǎn)品工藝的繼承性和重用性,從而能夠在不同條件下解決工藝過(guò)程和工裝的統一化,促進(jìn)工藝的標準化。

　　在傳統的修訂式CAPP系統開(kāi)發(fā)中,需要事先花費大量的人力、物力和財力進(jìn)行零件的編碼與標準工藝規程的編制等準備工作。而在交互式CAPP系統中,相似工藝的自動(dòng)檢索是基于實(shí)例的相似工藝自動(dòng)檢索。成組技術(shù)(GT)、基于實(shí)例(case-based)的技術(shù)、模糊邏輯等是實(shí)現基于實(shí)例的相似工藝自動(dòng)檢索的基礎。

　　3.4　工藝知識自動(dòng)獲取

　　學(xué)習是智能的重要特征。機器學(xué)習是CAP智能化的重要方面,國內外在應用ANN等人工智能技術(shù)進(jìn)行工藝知識自動(dòng)獲取方面作了許多的研究工作,但受訓練樣本等的限制,有其局限性[9]。

　　數據挖掘與知識發(fā)現(knowledgediscovery)技術(shù)源于人工智能和機器學(xué)習,它是從數據倉庫的大量數據中篩選抽取信息,從而發(fā)現新的知識。隨著(zhù)CAPP的廣泛應用,企業(yè)將積累形成大量的產(chǎn)品工藝數據庫,數據挖掘與知識發(fā)現技術(shù)將為充分利用這些企業(yè)的寶貴財富提高CAPP系統的智能化程度提供新的方法。

　　4　基于知識庫的智能化交互式CAPP系統結構

　　實(shí)踐表明,CAPP的智能化應是以交互式為基礎,以知識庫為核心,并采用檢索、修訂、創(chuàng )成等多工藝決策混合技術(shù)和多種人工智能技術(shù)的綜合智能化,從而形成基于知識庫的智能化交互式CAPP系統框架,才能真正理順先進(jìn)性與實(shí)用性普及與提高等各方面的關(guān)系,滿(mǎn)足企業(yè)對CAPP廣泛應用與集成的需求,其結構見(jiàn)圖2。