基于實例的智能工藝設(shè)計系統(tǒng)介紹
4.2 實例檢索和實例匹配本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/165241.htm
類似于實例索引技術(shù),實例檢索策略有以下三種:
(1)分層檢索與歸納索引配合使用,其檢索過程以用歸納索引形成的分類決策樹為基礎(chǔ),由樹根開始逐層下降,直到不能下降為止;
(2)關(guān)聯(lián)檢索,又稱鄰近檢索,與權(quán)值鄰近索引配合使用,其檢索過程是基于權(quán)值鄰近索引中定義的實例特征屬性的相似度,將用戶輸入的新實例與庫中實例進(jìn)行關(guān)聯(lián)比較;
(3)基于知識的檢索,它是指利用現(xiàn)有的關(guān)于實例庫的實例知識來確定檢索實例時哪些實例屬性是重要的。
類似于實例索引的建立,CBIPP系統(tǒng)采用了三者結(jié)合面向?qū)ο蟮臋z索策略,其算法過程如下:
?、偻ㄟ^人機接口獲取工藝設(shè)計初始信息(即源工藝實例信息);
?、诟鶕?jù)源工藝實例信息,確定工藝實例類(Case-Type),并得到該層次結(jié)構(gòu)的所有工藝實例集;
③調(diào)用實例匹配算法,在工藝實例集中獲取一最相近工藝實例(目標(biāo)工藝實例)。
其中實例匹配算法如下:
5 工藝實例的修改(基于規(guī)則的推理)
5.1 基本定義
定義4 欠特征是源工藝實例含有而目標(biāo)工藝實例沒有的特征。
定義5 過特征是源工藝實例沒有而目標(biāo)工藝實例含有的特征。
5.2 工藝實例的修改
通過索引和匹配檢索到的最相似的目標(biāo)工藝實例,如果與源工藝實例完全相同,則可直接調(diào)出目標(biāo)藝實例的工藝內(nèi)容(Case-Content )來解決新問題,而不經(jīng)過修改;但通常情況下,檢索到的目標(biāo)工藝實例內(nèi)容無法完全滿足新零件的工藝設(shè)計要求,這種情況下就需調(diào)整修改目標(biāo)工藝實例的工藝內(nèi)容來適配新工藝設(shè)計問題。修改的內(nèi)容主要包括:①過特征的工序(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(shè)備、刀夾量具)的調(diào)整和切削用量的優(yōu)化;⑥工序圖的重新繪制。
工藝實例修改的基本過程如下:首先比較源工藝實例與目標(biāo)工藝實例的特征,根據(jù)兩者的差異,確定源工藝實例中的過特征及欠特征。在此基礎(chǔ)上,由該工藝實例對應(yīng)的CAPP-Agent運用基于規(guī)則的推理技術(shù)(Rule-Based Reasoning,RBR),修改目標(biāo)工藝實例的工藝內(nèi)容,并最終確定源工藝實例中的實例內(nèi)容。
如圖2所示,基于規(guī)則的推理部分主要由三大部分構(gòu)成:工藝數(shù)據(jù)庫、工藝知識庫、基于規(guī)則的推理機。其中,工藝數(shù)據(jù)庫用自主開發(fā)的工程數(shù)據(jù)庫OSCAR實現(xiàn)(OSCAR面向工程事務(wù),支持復(fù)雜對象存儲管理),庫中存儲應(yīng)用環(huán)境的具體數(shù)據(jù),記錄適時制造領(lǐng)域的動態(tài)信息,包括設(shè)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(biāo)準(zhǔn)化和互換性數(shù)據(jù)以及工時定額表;工藝知識庫的基本任務(wù)是建立工藝數(shù)據(jù)庫中相關(guān)對象的一般映射,提供相關(guān)查詢、匹配,根據(jù)特征分布獲取加工方法和設(shè)備,根據(jù)工藝效率,計算零件數(shù)據(jù)演化,形成遞歸求解,輔助實現(xiàn)工藝評估和排序,把對零件進(jìn)行的工序操作在時間和空間上排序,確定整個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(guī)則形式表示,以實現(xiàn)工藝決策推理的元級控制,推理機制采用黑板結(jié)構(gòu),調(diào)用工藝知識庫中推理規(guī)則和工藝數(shù)據(jù)庫中事實進(jìn)行工藝決策,簡單直觀,易于實現(xiàn)。以一條關(guān)于車削的加工方法之規(guī)則為例,其推理規(guī)則描述如下:
若:零件的輔助特征類型為外螺紋
精度為1-2 公差帶4h~6h
則:加工方法為車削
6 結(jié)論
結(jié)合CPR技術(shù)和RBR技術(shù),構(gòu)造了一個基于實例的智能工藝設(shè)計系統(tǒng),給出了工藝實例完整、清晰的形式化描述,并闡述了工藝實例檢索和匹配的策略和算法。實踐表明,在智能工藝設(shè)計中引入CBR技術(shù),可極大地提高工藝設(shè)計的效率與質(zhì)量,解決了工藝專家知識獲取的瓶頸問題,改善了系統(tǒng)的開放性,較好地滿足企業(yè)生產(chǎn)的實際要求。
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