Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ методов повышения качества литья и постановка задачи автоматизации процесса снижения брака отливок 10
1.1. Анализ и классификация видов дефектов, выявление возможных причин их возникновения 10
1.2. Иерархическая структура представления информации о видах дефектов 18
1.3. Исследование методов повышения качества литья 23
1.4. Применение информационных технологий в современном литейном производстве 28
1.5. Постановка задачи исследования 36
Выводы по главе 1 39
Глава 2. Принципы реализации системы компьютерной поддержки процесса проектирования технологии литейного производства 40
2.1. Методика определения видов дефектов отливок по визуальным характеристикам 40
2.2. Методика определения причин возникновения дефектов и способов их ликвидации 45
2.3. Методика снижения и предупреждения брака литья с использованием интегрированной экспертной системы 51
2.4. Построение ограниченной модели технологии литейного производства для оценки влияния различных факторов на дефектность отливок 55
2.5. Анализ адекватности модели и чувствительности к изменениям параметров 60
Выводы по главе 2 63
Глава 3. Программно-методический комплекс поддержки процесса проектирования технологии производства отливок из черных металлов в условиях неопределенности 64
3.1. Архитектура программ но-методического комплекса 64
3.2. Интегрированная экспертная система для решения задач повышения качества литья 67
3.3. Модуль оптимизации и вопросы его интеграции в программно-методическом комплексе 73
3.4. Информационно-аналитическая подсистема 79
3.5. Использование моделирующих и проектирующих программных средств в составе программно-методического комплекса 84
Выводы по главе 3 88
Глава 4. Практические аспекты использования программно-методического комплекса поддержки процесса проектирования технологии производства отливок из черных металлов 89
4.1. Методические рекомендации по работе с интегрированной экспертной системой по снижению и предупреждению брака литья 89
4.2. Адаптация программно-методического комплекса с учетом особенностей предприятий 91
4.3. Примеры решения задач повышения качества литья с использованием интегрированной экспертной системы по снижению и предупреждению брака литья 93
Выводы по главе 4 104
Общие выводы 110
Литература 110
Приложения 123
- Иерархическая структура представления информации о видах дефектов
- Методика снижения и предупреждения брака литья с использованием интегрированной экспертной системы
- Модуль оптимизации и вопросы его интеграции в программно-методическом комплексе
- Адаптация программно-методического комплекса с учетом особенностей предприятий
Введение к работе
«
Специалисты литейного производства постоянно сталкиваются с проблемами определения оптимальных параметров технологического процесса с целью минимизации затрат на изготовление отливки (максимизация выхода годного) и минимизации процента брака литья. Эти цели находятся в известном противоречии: например, прибыли, холодильники повышают качество литья, но снижается процент выхода годного. Кроме того, имеются сложности с наличием большого количества факторов, по-разному влияющих на возможность возникновения различных видов литейных дефектов. Главной проблемой является сложность формализации задачи оптимизации технологического процесса производства литья.
Нередко решение этой проблемы опирается на опыт технологов и имеет эвристический характер, существуют и системы, нацеленные на автоматизацию отдельных этапов решения указанной задачи. Здесь можно выделить универсальные системы (моделирование литейных процессов, проектирование элементов литейной оснастки и др.) и специализированные программные продукты, направленные на решение одной конкретной уни-кальной задачи. Последние отличаются, как правило, глубокой математической проработкой и точностью полученных результатов. Первые успешно применяются на этапе проектирования технологического процесса, но они имеют ограничения по учитываемым факторам и взаимосвязям между ними, а также ограничения, связанным с требованиями к полноте и четкости информации. По этой причине нет возможности использовать такие программные средства для принятия оперативных технологических решений. Такие решения принимаются на основе опыта технологов, среди которых наблюдается нехватка специалистов высокой квалификации.
Очевидно, актуальной задачей является привлечение новых информационных технологий и разработка программно-методического комплекса (ПМК), охватывающего весь спектр проблем, связанных с проектированием технологического процесса производства литья. Разработка такого комплекса на основе интеграции математических моделей, опыта экспертов, базы эвристических приемов, средств искусственного интеллекта и уникальных информационно-методических материалов является актуальной научной и практической задачей.
Целью диссертационной работы является повышение эффективности оперативно принимаемых решений путем разработки средств компьютерной поддержки процесса проектирования технологического процесса литейного производства.
В соответствии с указанной целью диссертационной работы были поставлены следующие задачи диссертационного исследования:
классифицировать информацию о признаках дефектов литья, факторах, влияющих на образование дефектов и методах их ликвидации;
классифицировать методы и программные продукты для разработки технологии производства отливок;
разработать модель дефекта отливки;
разработать архитектуру ПМК;
создать программное средство для решения задач определения дефектов литья, причин их возникновения и методов устранения;
создать банк эвристических приемов по технологии литейного производства;
разработать программные средства для предупреждения возникновения дефектов отливок.
Объектом исследования является технология производства отливок из черных металлов.
Предметом исследования являются методы принятия оперативных технологических решений по повышению качества литья.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы: системного и математического анализа, статистической обработки данных, искусственного интеллекта, методы моделирования, метод конечных элементов, методы оптимизации, метод экспертных оценок, обобщенный эвристический метод.
Научная новизна результатов, полученных в диссертации, заключается в следующем:
разработана теоретико-множественная модель дефекта отливки;
разработана методика автоматизированного определения видов дефектов отливок, причин их возникновения и способов ликвидации с использованием интегрированной экспертной системы;
разработана методика предупреждения брака литья;
создан фонд эвристических приемов технологических методов повышения качества литья.
На защиту выносятся следующие положения:
теоретико-множественная модель дефекта отливки;
методика автоматизированного определения видов дефектов отливок, причин их возникновения и методов ликвидации литья с использованием интегрированной экспертной системы;
банк эвристических приемов по технологии литейного производства;
методика снижения и предупреждения брака;
архитектура программно-методического комплекса для поддержки процесса проектирования технологического процесса литейного производств.
Практическая ценность. Разработанный программно-методический комплекс для поддержки процесса проектирования технологического
процесса литейного производства может быть использован для повышения качества литья и оптимизации технологического процесса производства отливок, а также для поддержки процесса проектирования литейной оснастки и разработки технологического процесса литейного производства. Отдельные компоненты разработанного ПМК имеют самостоятельное значение и могут применяться автономно или в составе других программных средств.^
Реализация работы. Теоретические и практические результаты диссертационной работы используются в научно-исследовательской деятельности на кафедре «Систем автоматизированного проектирования и поискового конструирования» Волгоградского государственного технического университета. Отдельные компоненты разработанного ПМК применяются на ОАО «Казанское моторостроительное производственное объединение» и ОАО «Курганмашзавод».
Публикации. По теме диссертации опубликовано четырнадцать печатных работ.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, списка используемой литературы и приложений.
В первой главе приведен анализ методов повышения качества литья, вопросов применения информационных технологий в литейном производстве и сформулированы основные задачи исследования.
Во второй главе рассмотрены принципы реализации комплексной технологии автоматизации процесса проектирования технологии производства отливок. Показана методика многоуровневого иерархического представления информации о видах дефектов, причинах их возникновения и методов устранения, методика проектирования литейной оснастки и методика снижения и предупреждения брака литья с использованием интегрированной экспертной системы на основе комплексного использования формальных и
'J Отдельные компоненты ПМК отмечены в 1998 г. медалью н тремя дипломами Министерства образования РФ
неформальных процедур. Также рассматриваются вопросы построения модели дефекта отливки, оценки ее адекватности и устойчивости к изменениям параметров.
В третьей главе рассмотрены вопросы реализации программно-методический комплекс для поддержки процесса проектирования технологического процесса литейного производства. Показаны открытая архитектура программно-методического комплекса, особенности использования гибридной экспертной системы, возможности подключения расчетных и проектирующих модулей к ПМК на примере подключения модуля оптимизации.
В четвертой главе показаны практические аспекты использования программно-методического комплекса для поддержки процесса проектирования технологического процесса литейного производства, рассмотрены вопросы адаптации ПМК с учетом специфики конкретных литейных производств.
В приложениях приведены:
классификация систем компьютерного моделирования литейных процессов;
фрагмент классификационного дерева дефектов отливок из серого чугуна;
фрагмент банка данных эвристических приемов;
4) пример фрагмента базы знаний экспертной системы.
Диссертационная работа выполнена на кафедре САПР и ПК Волго
градского государственного технического университета.
Благодарности. Автор выражает благодарность своим научным консультантам к.т.н., доценту кафедры САПР и ПК ВолгГТУ Петрухину Алексею Владимировичу и к.т.н. Воронину Юрию Федоровичу за помощь в выполнении данной диссертационной работы, информационную и научно-методическую поддержку.
Иерархическая структура представления информации о видах дефектов
Все существующие классификации дефектов литья носили больше описательный, нежели собственно классификационный характер. Большинство таких классификаций нашли отражение в атласах литейных дефектов, издаваемых как у нас в стране, так и за рубежом. В нашей стране наибольшее распространение получил атлас литейных дефектов, разработанный Ильинским В.А. [38]. В данной работе предпринята попытка создания иерархического представления классификационных признаков дефектов. Именно такая четкая классификация позволяет разработать методику автоматизации процесса идентификации дефектов литья и оптимизации технологии литейного производства.
К создаваемой классификации предъявлялись следующие основные требования: 1) иерархичность; 2) возможность оперативной классификации дефектов; 3) полнота видов дефектов; 4) неизбыточность классификации; 5) простота. Первое требование связано с необходимостью обеспечить возможность определения дефектов последовательными ответами на уточняющие классификационные вопросы. Требование иерархичности не выполняется практически во всех существующих классификациях по причине иных целей создания этих классификаций. Однако, большинство классификаций может быть представлено в виде иерархического дерева. Второе требование не выдерживается ни в одной из существующих классификаций. Это требование - требование оперативности получения результата - стало ключевым для создаваемой классификации. Оно накладывает ограничение на перечень применяемых признаков, в состав которых по нашей классификации попали лишь те, что не требуют специальных лабораторных исследований для идентификации. Третье и четвертое требования очевидны. Последнее требование обусловлено тем, чтобы получить возможность использования даже специалистов невысокой квалификации или с небогатым опытом для определения дефектов. Опытному же технологу, как правило, достаточно взглянуть на дефект для его правильной идентификации. Здесь помощь может потребоваться лишь в особо сложных ситуациях для уточнения дефекта. С учетом этих требований было принято решение о создании новой классификации литейных дефектов. Исходными данными для этого должны стать: литературные источники с описаниями дефектов и методов их определения (в особенности это относится к отечественным и зарубежным атласам литейных дефектов), опрос экспертов — опытных литейщиков, сбор фактических материалов с литейных производств, анализ статистической информации и экспериментальных данных. Для проведения данных работ потребовалось провести большую исследовательскую работу как теоретического характера (изучение существующих классификаций, атласов литейных дефектов), так и практического -в литейных цехах Волгоградского тракторного завода, завода «Нефтемаш» и опытного завода ГУЛ НПО ВНИИТМАШ. Эта работа проводилась совместно с к.т.н. Ворониным Ю.Ф., который являлся основным экспертом по, предметной области при проведении исследования. На первом этапе шел сбор бракованных деталей, их детальное и всестороннее описание, фотографирование, анализ визуальных признаков. Дополнительно собиралась информация о технологических и физико-химических параметрах производства этих деталей, оценках экспертов о видах дефектов и возможных причинах их возникновения, при этом особое, внимание уделялось логическим связям в рассуждениях экспертов, выявлению эвристических приемов. Был создан банк данных литейных дефектов, проведен системный анализ и классификация полученной информации, изучены взаимосвязи технологических параметров, химического состава металла с возможностью образования дефектов, дано теоретическое обоснование результатов экспериментальной работы. При этом отдельно следует выделить тот факт, что при анализе экспериментальных исследований и статистической информации, полученных на различных предприятиях не всегда были согласованы между собой, что говорит о необходимости учета специфики предприятия и необходимости адаптации технологического процесса. Классификация дефектов проводилась с точки зрения практической направленности, т.е. к ней предъявлялись требования возможности определения вида дефекта по визуальным характеристикам и параметрам, минимизирующих необходимость проведения лабораторных исследований. В результате было выявлено 39 различных видов дефектов отливок из серого чугуна, построено классификационное дерево дефектов [42], состоящее из семи уровней визуальных характеристик (Приложение 2). Все дефекты можно разделить на 7 типов: а) несоответствие по геометрии (коробление, механическое поврежде ние, искажение размера, смещение); б) неслитины и недолиливы (неспай, недолив); в) несплошности в теле отливки (раковины, трещины, "королек"); г) приливы (залив, распор, задир, размыв, обжим, обвал, подрыв); д) несоответствие по структуре металла (ликвация, отбел); е) неметаллические включения (шлаковые включения); ж) дефекты поверхности (пригар, ужимина, складчатость).
Методика снижения и предупреждения брака литья с использованием интегрированной экспертной системы
Рассмотрим предпосылки для возникновения задачи предупреждения появления дефектов. Проблемная ситуация выглядит следующим образом: есть отлаженный технологический процесс, существенных отклонений от которого не фиксируется, однако, периодически возникают вспышки брака. Возможны два варианта: либо модель потеряла адекватность (например, в силу изменения не известного и не отраженного в модели фактора), либо технологический процесс неустойчив. Задача предупреждения брака литья фактически состоит в оценке адекватности модели технологического процесса и анализе на устойчивости модели к изменениям технологических параметров процесса производства отливок.. Из практики известно, что такая задача является актуальной. Подходов к ее решению не разработано на сегодняшний день. Предупреждение появления дефектов позволит в значительной степени снять проблему борьбы с вспышками брака на производстве и необходимости в условиях ограничейных ресурсов принимать оперативные решения. Для решения поставленной задачи необходим мониторинг технологического процесса и оценка его устойчивости к изменениям параметров. Выявление неустойчивых состояний системы и корректировка ее с целью снижения чувствительности к изменениям параметров - суть задачи предупреждения образования дефек-тов. Устойчивая система минимально подвержена вспышкам брака, хотя исключить вероятность появления дефектов вовсе не представляется возможным на данном этапе развития науки и техники.
Предложенная методика предупреждения дефектов литья состоит в следующем: 1) описание текущих значений технологических параметров; 2) описание основных параметров отливок (группа, металл, метод литья и др.); 3) указание процента брака по каждому виду дефектов; 4) указание ограничений по возможности вариации технологических параметров и приоритетов при выборе метода предотвращения дефектов; 5) проверка адекватности модели; 6) оценка чувствительности модели к изменению технологических параметров; 7) формирование рекомендаций по повышению устойчивости мо дели к изменениям технологических параметров. Определение текущих технологических параметров, описывающих состояние системы, и указание текущего распределения брака по видам дефектов необходимо для оценки адекватности модели. Для этого необходимо осуществлять мониторинг состояния технологического процесса. Данные о текущих технологических параметрах должны удовлетворять требованиям полноты и исключать случайные выбросы значений. Первое требование всегда может быть выполнено при стабильном технологическом процессе и отсутствии жестких временных ограничений. Второе требование предполагает выявление случайных выбросов отдельных параметров, такие факторы имеют важное значение при анализе устойчивости системы, но не позволяют оценить ее адекватность. В таких случаях осуществляют замену параметра с резким и единичным отклонением на усредненное статистическое значение при таких же значениях иных показателей, описывающих функционирование технологического процесса производства отливок. Неадекватная модель не может быть предметом исследования на устойчивость. В этом случае производят корректировку модели. После получения адекватной модели проводят анализ ее на чувствительность к изменению технологических параметров. Модель считается устойчивой, если незначительные (допустимые) отклонения варьируемых параметров могут привести к выходу за пределы допустимого значения оценки вероятности возникновения хотя бы одного из видов дефектов. Более детально методика проведения анализа адекватности модели будет раскрыта ниже. Задача предупреждения дефектов литья предполагает совместное использование формальных и неформальных процедур, использование наряду с логическим выводом и вероятностными оценками четких математических методов, в частности методов оптимизации, статистической обработки информации и идентификации. Реализация такой методики должна быть основана на соответствующей модели представления знаний, предполагающей возможность использования указанных методов. Кроме того, необходимо использование экспертной системы продукционного типа, построенной по принципу открытой архитектуры и включающей средства интеграции и механизмы обмена данными с поддержкой как стандартных, так и специаль-ных спецификаций такого информационного обмена. Выполнение последнего требования позволит использовать на каждом шаге решаемой задачи наиболее подходящие методы, одновременно обеспечивая единство информационных потоков и логических построений.
Модуль оптимизации и вопросы его интеграции в программно-методическом комплексе
Применение методики повышения качества литья связано с решением задач оптимизации [4, 23, 24, 49, 52, 101, 107, 109], при этом целевая функция и ограничения представляются либо таблично заданными, либо заданными аналитически, также используется смешанное представление. Для решения задач многокритериальной нелинейной в общем случае оптимизации в состав программно-методического комплекса необходимо было включить соответствующий модуль.
К такой системе должны предъявляться следующие требования: 1) возможность решения задач нелинейной оптимизации функций многих переменных; 2) возможность задания целевой функции и ограничений как аналитически, так и таблично; 3) наличие встроенных математических функций для точного описания аналитических зависимостей; 4) наличие средств интеграции, возможность подключения к про граммно-методическому комплексу. Электронная таблица для решения задач нелинейной оптимизации «Гипотеза-3», содержит в себе помимо встроенных методов оптимизации, множество математических методов и возможность составления программ на внутреннем языке. Это позволяет использовать достаточно сложные математические модели. Кроме того, существует возможность подключения дополнительных расчетных методов, реализованных в виде DLL-модулей. Для этого разработан 16 типов функций, которых достаточно для большинства задач, специальный механизм подключения в диалоговом окне электронной таблицы. Электронная таблица «Гипотеза-3» предназначена для решения задач оптимизации в технике в постановке нелинейного программирования и имеет внешний вид, схожий с Microsoft Excel, выполняет большинство ее функций, а также имеет ряд принципиальных преимуществ. Основу таблицы составляет разработанный доцентом кафедры САПР и ПК Костериным В.В. алгоритм RRR поиска глобального экстремума функций многих переменных на сетке кода Грея. Программа имеет богатый набор математических процедур и возможность внешнего их подключения, встроенные интерпретатор и компилятор, объемную и содержательную справочную систему, включающую в том числе методики постановки и решения задач. Все это дает несомненные преимущества при решении задач оптимизации, обеспечивая простоту и удобство работы, высокую скорость вычислений, расширение круга решаемых задач. Создание такого программного средства дало несомненные преимущества для автоматизации работы инженеров: моделирования, оптимального проектирования, различных расчетов и подготовки необходимой документации. Существенное преимущество применения программы заключается, в первую очередь, в разработанном механизме подключения новых математических функций и процедур в качестве DLL-модулей, чего нет в других системах, и что позволяет не вводить ограничений на возможности использования математических методов. Во-вторых, принципиально новым для класса электронных таблиц является расширение внутреннего языка средствами организации циклов и подпрограмм, вызова процедур. Эта возможность возникла благодаря реализации рекалькулируемых блоков и соответствующими изменениями внутренней структуры программы. Кроме выше перечисленных возможностей следствие использования рекалькулируемых блоков является расширение возможностей использования математических методов. Реализован пункт меню «Вставка функции», работающий аналогично соответствующему пункту меню в Excel, включая возможность выбора соответствующих клеток со значениями из таблицы. В окне работы со вставкой функции доступна кнопка вызова справочной системы по функциям, реализованным в таблице (она содержит описание состава и формата всех имеющихся функций, формулы и алгоритмы, используемые при их вычислении и краткое пояснение с указанием рекомендуемой литературы). Реализован ряд дополнительных функций, таких как сортировка, заполнение (в том числе прогрессией) и др. Все эти функции работают аналогично функциям в Excel. Были реализованы средства взаимодействия с другими программами. Они включают возможность вставки Ole-объекта в «Гипотезу-3», возможность вставки в Microsoft Excel данных из таблицы «Гипотезы-3». Первая возможность дает новое качество данной электронной таблицы за счет возможностей использования средств других программ, в частности для подготовки необходимой документации.
Нами был реализован широкий набор математических функций. При этом были расширены уже имеющиеся разделы вычислительной математики и добавлен ряд новых разделов. Полностью реализован блок операций с комплексными числами - 25 функций (базовые операции - деление, умно-, жение, сложение, вычитание, преобразование из одной формы в другую, а также вычисление главного значения логарифма комплексного аргумента, многозначной степенной функции комплексного аргумента и комплексного показателя и комплексная тригонометрия); полностью реализован блок функций комбинаторики - 5 функций (сочетания, размещения, перестановки и т. д.); полностью переписан блок специальных функций - 22 функций (Бесселя, Неймана, Чебышева, Эрмита, Лаггера, Лежандра, Фойхта и т. д., причем большинство алгоритмов пришлось корректировать). При разработке алгоритмов функций было учтено то обстоятельство, что одни и те же функции имеют разные алгоритмы на разных областях определения аргументов, дающие различную точность вычислений. Был проведен анализ алгоритмов и разработаны алгоритмы, обеспечивающие максимальную точность на как можно более широкой области определения аргументов. Для вычисления функций в основном использовались рекуррентные соотношения и разложения в степенные ряды. В некоторых случаях границы применения того или иного разложения были найдены экспериментально. Хочется отметить, что в ряде специальных функций реализованные нами алгоритмы значительно превосходят алгоритмы, используемые в Excel: так, в «Гипоте-зе-3» возможно вычисление функций Бесселя, Неймана комплексного и вещественного аргумента дробных и целых порядков, Гамма функции и родственных ей функций комплексного аргумента, Среди остальных реализованных нами функций хотелось бы выделить следующие: линейная и нелинейная интерполяция, решение систем нелинейных и трансцендентных уравнений. При этом нелинейная интерполяция проводится аппроксимацией функции степенным многочленом, порядок которого задается пользователем и ограничен количеством табличных значений функции при произвольном положении узлов.
Адаптация программно-методического комплекса с учетом особенностей предприятий
Адаптация программно-методического комплекса к условиям функционирования конкретного предприятия необходима в силу объективных различий в применяемых технических средствах, в производимых типах отливок и других условий. Необходимость такой адаптации подтвердила и практика при внедрении отдельных элементов ПМК на Казанском МПО и «Курганмашзаводе», В первом случае встала необходимость учета особенностей ликвидации газовых раковин для отливок моторной группы. Описанная в данной работе ограниченная модель технологии производства отливок предусматривает возможности для такой адаптации, первым шагом которой должна стать проверка адекватности имеющейся модели. В случае неадекватности такой модели выявляются зависимости и параметры, требующие корректировки. Оценка адекватности должна проводится на основании длительных наблюдений во избежание получения случайного результата. После получения адекватной модели необходима обязательная оценка устойчивости модели. Фактически необходимо проверить (описать) все значения элементов модели, в случае заполнения последнего параметра (набор статистической информации в разрезе видов дефектов, групп отливок и временного фактора) Также имеет смысл обратить внимание на настройки информационного блока с целью использования принятой на данном предприятии терминологии. Вообще, на этапе внедрения программно-методического комплекса этап проверки и подготовки модели технологического процесса является наиболее сложным и ответственным, а также требует определенных ресурсов (временных, информационных, кадровых). Отдельным вопросом является добавление новых эвристических прие-мов и дополнение базы знаний новыми правилами, т. к. любое внесение изменений в базу знаний влечет за собой необходимость оценки согласованности новых знаний с уже имеющимися и проверки адекватности измененной модели. Такая проверка осуществляется на эталонной базе тестовых примеров. Следует отметить, что сама эталонная база тестовых примеров не является в общем случае универсальной и применимой для всех предприятий. ЭС способна оценить по тестовым примерам согласованность новых знаний с уже имеющимися, а также определить те логические цепочки, которые претерпели изменения. Непосредственная корректировка базы знаний с целью достижения согласованности знаний и соответствия тестовым примерам являются процедурами неформализованными и не автоматизированными.
Рассмотрим возможное применение ЭС для решения задачи определения дефекта и причин его возникновения. Для этого рассмотрим логику рассуждений эксперта на упрощенном примере для горячей трещины. Существуют определенные морфологические признаки горячей трещины, отражение которых можно видеть в табл. 1. Табл. 1 составлена на основании обобщения опыта экспертов. Если дефект имеет визуальные признаки со значениями, указанными на рис. 1-4, то можно утверждать с большой степенью уверенности, что рассматриваемый дефект является горячей трещиной. Для справки: в литейной практике насчитывается до 11 разновидностей трещин, в связи с чем их точное распознавание не является простым вопросом. Тщательно изучив и сопоставив визуальные признаки дефекта по цветным фотографиям, можно без особого труда отличить его от других видов непосредственно на площадке брака. Задача определения причин возникновения дефекта представляет собой более сложную проблему. Сложность заключается в том, что часто возникновение горячей трещины возможно от различных причин. При этом од-; повременно могут оказывать влияние несколько причин. Поэтому для решений этой задачи использована интегрированная экспертная система продукционного типа. В этой ЭС вычисляются вероятности наступления моделируемого события при совместном воздействии всей возможных причин. Значения каждой из причин характеризуется тремя уровнями значений: «малое», «среднее», «высокое». Эксперт, настраивая ЭС, определяет значения вероятности наступления моделируемого события (здесь — появление горячей трещины) для каждого из уровней причин при малом уровне значений остальных. Кроме прямого воздействия на возникновение дефекта, факторы его вызывающие могут взаимодействовать между собой, тем самым усиливая или ослабляя общее воздействие на вероятность возникновение брака отливки. Например, если одновременно имеем повышенное содержание серы в стали и повышенную температуру заливки, т.е. взаимоусиливающее сочетание причин, то следует ожидать возникновение горячей трещины. Такое сочетание может служить сигналом для разработки мероприятий по предупреждению возникновения дефекта. Сочетание таких причин, как использование опустошенных стержней и компактной литниково-питающеи системы с направленным отверждением, способствует резкому повышению стойкости отливок к возникновению горячих трещин. База знаний ЭС базируется на полученной от экспертов информации о вероятности моделируемого события для каждого из сочетаний уровней воздействующих причин, выраженных в идее правил. В результате на выходе ЭС система показывает вероятность наступления моделируемого события в зависимости от значений воздействующих причин. Ниже будет описана графическая интерпретация получаемых результатов. Рассмотрим вышеизложенное на конкретном примере. В табл. 2 приведены факторы, влияющие на образование дефекта и их значения, которые могут оказывать влияние на возникновение горячей трещины в отливке или на ее ликвидацию. Интервалы значений введены для более эффективной оценки влияния конкретной причины на возникновение горячей трещины для определенного класса отливок (отливки тракторного и сельскохозяйственного машиностроения). На практике возможно изменение или дополнение факторов и интервалов их возможных значений в зависимости от характера производства.
