基于实例与规则混合推理的轴类零件工艺设计

摘要

计算机辅助工艺过程规划系统(CAPP Computer Aided Process Planning)是伴随着当代机械制造领域的转型和计算机技术的迅猛发展而应运而生的，它在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、辅助完成计算工序尺寸、绘制工序图、选择切削参数和优化工艺设计结果等方面的良好表现为工艺设计的数字化、智能化和自动化提供了很好的技术支撑。 提高CAPP系统的功能、实用性、适应能力、通用性和智能水平是当前CAPP发展的主要趋势。本文针对当前工艺设计及CAPP系统研制中存在的问题，以轴类为研究对象，开展了基于规则推理(RBR即Rule-Based Reasoning)和基于实例推理(CBR即Case-Based Reasoning)的CAPP系统关键技术的研究。 (1)建立实例库与规则库：实例库中的实例来源于具体产品中轴类零件的工艺(工序、工步)卡片，是利用某种知识表达的方式将工艺卡片中的内容转换为计算机能够识别的语言，以数据管理的方式存放在数据库中；规则库中的工艺规则来源于机械工艺加工手册、从事工艺工作具有丰富经验的专家等，以某种工艺知识表达方式(产生式规则、语义网络、框架等)将这些知识描述为计算机能够识别的语言，并将之存储于数据库中。 (2)实现从实例库中提取相似零件或零件相似部分工艺信息与工艺方案的评价：考虑零件种类、基本形状、热处理方式、毛坯类型、表面粗糙度等有关因素，确定一个或多个衡量相似程度的重要指标，并利用有关计算方法，如：遗传算法、人工智能、相似元等，计算零件之间的相似系数，选取相似系数大的作为源零件。最后，运用层次分析法对检索到的多组工艺方案进行评价。 (3)建立工艺性冲突机制：检测从实例库中生成的轴类零件工艺信息与规则库中工艺规则之间存在的冲突，通过适当的调整完善得到新轴类零件的工艺信息。 通过本文的研究，作者认为在工艺设计中采用基于规则推理与基于实例推理相结合的技术，可以有效地解决工艺知识获取的“瓶颈”问题。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1 CAPP系统的发展现状

1.2基于规则推理技术的发展现状

1.3基于实例推理技术的发展现状

1.4课题研究的背景与意义

1.5课题来源、主要研究内容

第2章轴类零件规则库与实例库的建立

2.1轴类零件信息的描述

2.2规则库中轴类零件工艺知识的表达

2.3基于VP-EXPERT的规则库建立

2.3.1利用编辑器建立规则库文件

2.3.2轴类零件工艺规则库建立

2.3.3规则库编程实现策略

2.4实例库中轴类零件工艺知识的表达

2.5轴类零件工艺实例库建立

2.6本章小结

第3章基于相似元的轴类零件工艺检索

3.1相似元理论

3.2基于相似元的相似性判断

3.2.1相似元选择

3.2.2相似元的优先级确定

3.2.3相似元的相似度计算

3.2.4零件相似系数的计算

3.3零件相似性检索策略

3.4应用层次分析法进行多工艺方案的评价

3.4.1多工艺方案评价的层次分析结构模型

3.4.2权重取值与判断矩阵的构造

3.4.3总排序和总一致性检验

3.5本章小结

第4章轴类零件工艺冲突性检测与解决

4.1轴类零件工艺中存在的冲突检测

4.2具体的解决策略

4.2.1基于规则的冲突解决

4.2.2基于实例的冲突解决

4.2.3冲突集成解决策略

4.3冲突消解模型建立

4.4本章小结

第5章轴类零件工艺的研究与开发

5.1系统的开发工具

5.1.1实例库的开发工具

5.1.2规则库的开发工具

5.2系统主要技术实现

5.2.1数据库设计

5.2.2具体界面设计

5.3本章小节

第6章总结与展望

6.1全文总结

6.2研究展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致 谢

附录