基于實(shí)例的智能工藝設計系統介紹

1 引言

　　作為連接設計和制造的橋梁和紐帶，CAPP不僅是制造企業(yè)準備工作的首要步驟，而且是企業(yè)各部門(mén)信急交匯的重要環(huán)節。由于CAPP在CIMS中的地位和作用，工藝規劃的自動(dòng)生成(也即智能工藝設計)被視為生產(chǎn)自動(dòng)化中關(guān)鍵信息技術(shù)之一，各國競相開(kāi)展應用技術(shù)研究。為此，本文從符合人類(lèi)認知心理學(xué)的角度出發(fā)，通過(guò)引入CBR(Case-Based Reasoning)技術(shù)，將其與RBR技術(shù)進(jìn)行有機結合，構造了一個(gè)基于實(shí)例的智能工藝設計系統，有效地解決了傳統智能工藝設計系統的缺陷與不足。

　　2 基于實(shí)例的智能工藝設計系統—CBIPP

　　基于實(shí)例推理(Cased-Based Reasoning，CBR)是在基于規則推理和基于模型推理的基礎上發(fā)展起來(lái)的新型推理技術(shù)。它充分模仿人類(lèi)的思維方式，高速準確地分析推理所要解決的具體問(wèn)題。CBR實(shí)際上是從用戶(hù)要求空間到實(shí)例空間的映射過(guò)程。將CBR技術(shù)應用于智能工藝設計系統具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)充分利用以往成功的工藝設計實(shí)例，大大提高工藝設計的效率，縮短企業(yè)新產(chǎn)品的工藝設計周期，同時(shí)減少工藝設計過(guò)程中的人為錯誤，提高設計的正確性;

　　(2)由于工藝實(shí)例自身包涵了大量的工藝設計經(jīng)驗知識，可省去大量知識的獲取與表達;

　　(3)由于每得到一個(gè)新的工藝設計結果都可以存入工藝實(shí)例庫，從而擴充了知識，使系統具有一定的自學(xué)習能力;

　　(4)從人類(lèi)認知心理學(xué)的角度出發(fā)，基于實(shí)例的推理史符合工藝設計人員的思維過(guò)程，因為工藝人員在設計工藝時(shí)，總是首先考慮以前的設計實(shí)例，找出相似工藝設計方案并對其進(jìn)行修改，以獲得新的設計方案(即新工藝實(shí)例)。

　　對新零件采用基于實(shí)例推理技術(shù)的工藝設計基本過(guò)程可表示為如圖1所示的流程。

　　圖1 基于實(shí)例推理的工藝設計流程圖

　　本文將CBR技術(shù)技術(shù)和RBR技術(shù)有機地結合起來(lái)，構造了基于實(shí)例的智能工藝設計系統(Case-PacedIntelligent Process Planning System CPIPP)系統的總體結構如圖2所示，共由兩大模塊組成。最高層是基于實(shí)例的推理機，它包含一個(gè)實(shí)例庫(以往成功的工藝設計實(shí)例);系統根據工藝設計詳細說(shuō)明(源工藝實(shí)例)，由基于實(shí)例的推理機從實(shí)例庫返回一個(gè)最相似的實(shí)例(目標工藝實(shí)例)，兩工藝實(shí)例中不相符的部分由位于第一層的基于規則的推理機、工藝知識庫(規則庫)和工藝數據庫進(jìn)行推理，從而修改目標工藝實(shí)例中相應的工藝設計內容來(lái)滿(mǎn)足工藝設計要求，最終完成工藝設計仟務(wù)。

　　圖2 CBIPP系統總體結構圖