基于知识工程的高速机车车辆焊接专家系统研究

摘要

目前国内外高速机车车辆均采用轻量化设计，车体多采用铝合金结构。焊接作为铝合金车体生产制造过程中的重要技术手段，良好的焊接质量是高速机车车辆整体质量的保证。本文针对高速机车车辆焊接生产需求，以知识工程为基础，利用专家系统技术，建立了起集焊接工艺评定、焊接性综合分析评价及焊接工艺设计等功能于一体的高速机车车辆焊接专家系统。
　　首先，以知识工程原理为基础建立系统的知识库。对焊接标准手册、焊接规范以及成熟的焊接工艺文件进行整理分析，完成铝合金显性知识及隐性知识的获取工作；选择合适的知识表示方式对知识进行表示；根据焊接知识特点确定系统推理机制，最终完成知识库层次结构模型的建立。
　　其次，以ISO15614-2标准为依据，结合高速机车车辆焊接工艺评定特点，创新性的设计了工艺评定必要性批量判断及工艺评定项目提取功能，满足高速机车车辆焊接生产需求。该焊接工艺评定系统完成了由焊缝导入、焊缝合并、工艺评定必要性批量判断、工艺评定项目提取至评定项目导出一系列的焊接工艺评定相关功能，实现了工艺评定的自动化。
　　再次，利用实例推理与规则推理相结合的推理机制，完成了焊接性综合分析评价模型的建立。该模型的实现过程包括评价指标确定、指标标准化处理、权重分配、加权求和，最终得到直观性的分析评价结果，为后续焊接工艺设计提供了有效的依据。
　　最后，通过分析研究铝合金车体的焊接工艺特点，设计了针对高速机车车辆铝合金车体的焊接工艺设计系统。设计内容包括焊接方法选择、焊接接头设计、坡口参数设计、焊材选择、焊前处理方法选择、焊后热处理参数设计及焊接工艺规范参数设计等。系统功能的实现为焊接工艺人员的工艺设计起到了一定的辅助作用。

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图表清单

第一章 绪论

1.1 选题意义及背景

1.2 国内外研究现状

1.3 基于知识工程的专家系统介绍

1.4 主要研究内容

第二章 系统总体设计

2.1 开发工具

2.2 知识库设计

2.3 系统逻辑推理设计

2.4 系统总体设计

2.5 本章小结

第三章 焊接工艺评定系统设计

3.1 ISO 15614-2标准分析

3.2 焊接工艺评定系统实现过程

3.3 系统功能

3.4 应用实例

3.5 本章小结

第四章 焊接性综合分析评价系统设计

4.1 焊接性综合分析评价系统总体结构

4.2 焊接性综合分析评价模型的建立

4.3 实例分析

4.4 本章小结

第五章 焊接工艺设计系统的实现

5.1 焊接工艺设计模块总体结构设计

5.2 铝合金车体焊接工艺分析

5.3 焊接工艺设计功能实现

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文