工艺设计中的工艺知识应用方法在基于知识CAPP系

2020-04-27 13:55 来源:未知

近日,高新司组织专家在江苏扬中对“十二五”国家科技支撑计划“面向机床、船舶与电气的装备智能制造的工艺软件与知识库研发”项目进行验收。

本网讯 继今年3月,由湖南科技大学作为课题承担单位牵头申报的,该校“湘江学者计划”特聘教授、博士生导师邓朝晖教授主持的2014年度国家高技术研究发展计划 课题“典型机床绿色生产工艺技术评估及应用支持系统研究”获正式立项资助后,今年8月,据中国机械工业联合会文件,2014年征集的2015年度先进制造领域科技支撑计划项目已由科技部完成入库评审,进入项目建议阶段。 其中,由科技部高新司委托机械工业联合会组织了2015年科技支撑计划“面向机床、船舶与电气的装备智能制造的工艺软件与知识库研发”等4个项目的项目建议及预算的编制工作。由湖南海捷精密工业有限公司牵头承担,联合湖南科技大学、湖南大学、山东博特精工股份有限公司和湖北威风汽车配件股份有限公司等单位,申报的“机床主轴和船舶凸轮轴智能制造的工艺软件和知识库研发”课题成功入库,该课题其中在该项目的12个申报课题中,最终择优遴选了3个入库课题。

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项目针对机床、船舶、电气等领域的装备加工过程复杂多变、工艺参数优化和决策困难等方面的问题,研究了工艺信息、工艺经验知识规范化描述、工艺综合数据库和知识库系统模型,建立了机床主轴和船舶凸轮轴、重型高速柴油发动机、成套电气等典型装备制造的工艺综合数据库和知识库,突破了工艺知识推理、工艺参数优化、工艺方案决策等一批关键技术,研发了具有自主知识产权的典型零部件制造工艺软件,并进行了示范应用,取得了较好的经济和社会效益。

科技部对“机床主轴和船舶凸轮轴智能制造的工艺软件和知识库研发”课题核定的课题经费1700万元,其中国拨经费700万元。课题成果将以软件产品形式,在机床、船舶等行业形成应用,以提高我国制造业和装备的自动化与智能化水平,为实现我国从制造大国向制造强国转变奠定技术基础。

1 引言工艺设计作为产品设计与制造的中问环节,在企业生产制造过程中起着极其重要的作用。最开始人们对CAPP的研究侧重于工艺设计的自动化,后来又侧重于计算机对工艺设计的辅助作用,现在人们越来越认识到工艺知识在工艺设计中的重要性。CAPP系统不但能利用工艺人员的经验知识和各种工艺数据进行科学的决策、自动生成工艺规程,还能自动计算工序尺寸、绘制工序图、选择切削参数和对工艺设计结果进行优化等,从而设计出一致性良好的、高质量的工艺规程。国内的制造业企业,通过学习国外先进的制造工艺和装备技术,已积累了相当丰富的工艺设计知识和大量的制造资源数据,但这些宝贵的工艺知识和制造资源数据,绝大多数都还停留在部分设计人员的脑子里或零散的纸质文件中,不利于企业快速查找和重用这些宝贵的工艺设计知识和制造资源信息,制约了我国制造业的发展速度和管理水平的提升,故急待解决行业共性技术与工艺知识管理问题。如何利用现有、成熟的工艺知识,保证工艺方法的稳定可靠是每个工艺工作者和软件设计人员面临的主要问题,本文介绍了CAPP系统中工艺知识库的设计及管理方法。2 知识的表示方法选择系统所用的知识表示方法,不仅要考虑对知识表示的性能要求,还要考虑在制造工艺编制时涉及到的知识的特点,以提高知识处理的效率。根据专家工具的要求、产品制造工艺知识的特点以及系统编程与扩充的要求,选择面向对象表示法和产生式表示法来进行知识的描述。2.1 面向对象表示法面向对象表示法是将面向对象的思想、方法用于知识表示。所谓面向对象,是指人们在认识问题和分析问题时,可以把问题分解为一些对象以及对象之问的组合和联系。在面向对象的知识系统中,一个对象具有的知识组成了该对象的静态属性,一个对象所具有的知识处理方法和各种操作描述了该对象的智能行为。可以使用面向对象表示法表示工艺内容知识、工艺装备知识、加工设备知识、热处理知识等。2.2产生式表示法产生式表示法又称为产生式规则表示法,通常用于表示具有因果关系的知识。由于产生式规则的知识库是由一组独立的知识组成的规则库,而规则之间又是通过知识库中的事实进行通讯的,因此,改变一条规则虽会影响系统的特性,但不会影响系统的其他规则。用产生式规则表示形式所构建的知识库易于增加、修改、删除,从而可以方便地实现更新信息的功能。3 知识库设计3.1知识库的分类专家系统的推理过程需要用知识库中的知识和动态数据库中的数据对规则库中规则的条件进行匹配,这就需要大量的知识和数据。系统不但能够从数据库中获取数据,而且能够向数据库中加人专家总结的新的知识,新的规则,更新数据库中陈旧过时的数据。根据专家系统中知识的形态,可以将知识划分为:关于对象的事实知识即狭义的知识,关于方法的知识即通常所指的规则。上述2种形态的知识分别对应存入知识库和规则知识库。知识库分类结构如图1所示。

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