基于實例的智能工藝設計系統(tǒng)

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　　1 引言

　　作為連接設計和制造的橋梁和紐帶，CAPP不僅是制造企業(yè)準備工作的首要步驟，而且是企業(yè)各部門信急交匯的重要環(huán)節(jié)。由于CAPP在CIMS中的地位和作用，工藝規(guī)劃的自動生成(也即智能工藝設計)被視為生產自動化中關鍵信息技術之一，各國競相開展應用技術研究。為此，本文從符合人類認知心理學的角度出發(fā)，通過引入CBR(Case-Based Reasoning)技術，將其與RBR技術進行有機結合，構造了一個基于實例的智能工藝設計系統(tǒng)，有效地解決了傳統(tǒng)智能工藝設計系統(tǒng)的缺陷與不足。

　　2 基于實例的智能工藝設計系統(tǒng)—CBIPP

　　基于實例推理(Cased-Based Reasoning，CBR)是在基于規(guī)則推理和基于模型推理的基礎上發(fā)展起來的新型推理技術。它充分模仿人類的思維方式，高速準確地分析推理所要解決的具體問題。CBR實際上是從用戶要求空間到實例空間的映射過程。將CBR技術應用于智能工藝設計系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

　　(1)充分利用以往成功的工藝設計實例，大大提高工藝設計的效率，縮短企業(yè)新產品的工藝設計周期，同時減少工藝設計過程中的人為錯誤，提高設計的正確性;

　　(2)由于工藝實例自身包涵了大量的工藝設計經驗知識，可省去大量知識的獲取與表達;

　　(3)由于每得到一個新的工藝設計結果都可以存入工藝實例庫，從而擴充了知識，使系統(tǒng)具有一定的自學習能力;

　　(4)從人類認知心理學的角度出發(fā)，基于實例的推理史符合工藝設計人員的思維過程，因為工藝人員在設計工藝時，總是首先考慮以前的設計實例，找出相似工藝設計方案并對其進行修改，以獲得新的設計方案(即新工藝實例)。

　　對新零件采用基于實例推理技術的工藝設計基本過程可表示為如圖1所示的流程。

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　　圖1 基于實例推理的工藝設計流程圖

　　本文將CBR技術技術和RBR技術有機地結合起來，構造了基于實例的智能工藝設計系統(tǒng)(Case-PacedIntelligent Process Planning System CPIPP)系統(tǒng)的總體結構如圖2所示，共由兩大模塊組成。最高層是基于實例的推理機，它包含一個實例庫(以往成功的工藝設計實例);系統(tǒng)根據工藝設計詳細說明(源工藝實例)，由基于實例的推理機從實例庫返回一個最相似的實例(目標工藝實例)，兩工藝實例中不相符的部分由位于第一層的基于規(guī)則的推理機、工藝知識庫(規(guī)則庫)和工藝數據庫進行推理，從而修改目標工藝實例中相應的工藝設計內容來滿足工藝設計要求，最終完成工藝設計仟務。

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　　圖2 CBIPP系統(tǒng)總體結構圖