基于實(shí)例的智能工藝設計系統介紹

　　類(lèi)似于實(shí)例索引技術(shù)，實(shí)例檢索策略有以下三種：

　　(1)分層檢索與歸納索引配合使用，其檢索過(guò)程以用歸納索引形成的分類(lèi)決策樹(shù)為基礎，由樹(shù)根開(kāi)始逐層下降，直到不能下降為止;

　　(2)關(guān)聯(lián)檢索，又稱(chēng)鄰近檢索，與權值鄰近索引配合使用，其檢索過(guò)程是基于權值鄰近索引中定義的實(shí)例特征屬性的相似度，將用戶(hù)輸入的新實(shí)例與庫中實(shí)例進(jìn)行關(guān)聯(lián)比較;

　　(3)基于知識的檢索，它是指利用現有的關(guān)于實(shí)例庫的實(shí)例知識來(lái)確定檢索實(shí)例時(shí)哪些實(shí)例屬性是重要的。

　　類(lèi)似于實(shí)例索引的建立，CBIPP系統采用了三者結合面向對象的檢索策略，其算法過(guò)程如下：

　?、偻ㄟ^(guò)人機接口獲取工藝設計初始信息(即源工藝實(shí)例信息);

　?、诟鶕?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/工藝">工藝實(shí)例信息，確定工藝實(shí)例類(lèi)(Case-Type)，并得到該層次結構的所有工藝實(shí)例集;

　?、壅{用實(shí)例匹配算法，在工藝實(shí)例集中獲取一最相近工藝實(shí)例(目標工藝實(shí)例)。

　　其中實(shí)例匹配算法如下：

　　5 工藝實(shí)例的修改(基于規則的推理)

　　5.1 基本定義

　　定義4 欠特征是源工藝實(shí)例含有而目標工藝實(shí)例沒(méi)有的特征。

　　定義5 過(guò)特征是源工藝實(shí)例沒(méi)有而目標工藝實(shí)例含有的特征。

　　5.2 工藝實(shí)例的修改

　　通過(guò)索引和匹配檢索到的最相似的目標工藝實(shí)例，如果與源工藝實(shí)例完全相同，則可直接調出目標藝實(shí)例的工藝內容(Case-Content )來(lái)解決新問(wèn)題，而不經(jīng)過(guò)修改;但通常情況下，檢索到的目標工藝實(shí)例內容無(wú)法完全滿(mǎn)足新零件的工藝設計要求，這種情況下就需調整修改目標工藝實(shí)例的工藝內容來(lái)適配新工藝設計問(wèn)題。修改的內容主要包括：①過(guò)特征的工序(工步)的刪除;②欠特征的工序(工步)的增加;③工序(工步)的重新排序;④尺寸鏈的計算;⑤制造資源(設備、刀夾量具)的調整和切削用量的優(yōu)化;⑥工序圖的重新繪制。

　　工藝實(shí)例修改的基本過(guò)程如下：首先比較源工藝實(shí)例與目標工藝實(shí)例的特征，根據兩者的差異，確定源工藝實(shí)例中的過(guò)特征及欠特征。在此基礎上，由該工藝實(shí)例對應的CAPP-Agent運用基于規則的推理技術(shù)(Rule-Based Reasoning,RBR)，修改目標工藝實(shí)例的工藝內容，并最終確定源工藝實(shí)例中的實(shí)例內容。

　　如圖2所示，基于規則的推理部分主要由三大部分構成：工藝數據庫、工藝知識庫、基于規則的推理機。其中，工藝數據庫用自主開(kāi)發(fā)的工程數據庫OSCAR實(shí)現(OSCAR面向工程事務(wù)，支持復雜對象存儲管理)，庫中存儲應用環(huán)境的具體數據，記錄適時(shí)制造領(lǐng)域的動(dòng)態(tài)信息，包括設備、夾具、量具、材料、切削液、刀具、輔助材料、形狀特征、工藝方法、標準化和互換性數據以及工時(shí)定額表;工藝知識庫的基本任務(wù)是建立工藝數據庫中相關(guān)對象的一般映射，提供相關(guān)查詢(xún)、匹配，根據特征分布獲取加工方法和設備，根據工藝效率，計算零件數據演化，形成遞歸求解，輔助實(shí)現工藝評估和排序，把對零件進(jìn)行的工序操作在時(shí)間和空間上排序，確定整個(gè)的工藝排列順序和在工序或工步中所進(jìn)行的操作;工藝知識庫中所含推理知識用元規則形式表示，以實(shí)現工藝決策推理的元級控制，推理機制采用黑板結構，調用工藝知識庫中推理規則和工藝數據庫中事實(shí)進(jìn)行工藝決策，簡(jiǎn)單直觀(guān)，易于實(shí)現。以一條關(guān)于車(chē)削的加工方法之規則為例，其推理規則描述如下：

　　若：零件的輔助特征類(lèi)型為外螺紋

　　精度為1-2 公差帶4h～6h

　　則：加工方法為車(chē)削

　　6 結論

　　結合CPR技術(shù)和RBR技術(shù)，構造了一個(gè)基于實(shí)例的智能工藝設計系統，給出了工藝實(shí)例完整、清晰的形式化描述，并闡述了工藝實(shí)例檢索和匹配的策略和算法。實(shí)踐表明，在智能工藝設計中引入CBR技術(shù)，可極大地提高工藝設計的效率與質(zhì)量，解決了工藝專(zhuān)家知識獲取的瓶頸問(wèn)題，改善了系統的開(kāi)放性，較好地滿(mǎn)足企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際要求。