Введение к работе
Актуальность работы
САПР/САПР технологических процессов (ТП), выполненные по тривиальной <нологии не удовлетворяют потребностям производства. Основными их недостатки являются: ориентация на конкретный сортамент изготавливаемой продукции в эдметной области (ПО); недостаточная гибкость при изменении технологии; ис-пьзование узкоспециализированных алгоритмов для каждого метода обработки и здств производства; заранее заданные параметризованные решения; высокая зимость разработки, модификации и сопровождения. С другой стороны, выполне-| исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию Интеллекту-ьного Решателя Задач (ИРЗ), как ядра САПР ТП на основе средств и методов ис-;ственного интеллекта (ИИ) - ИСАПР ТП. Показана принципиальная возможность здания семантического алгоритма функционирования ИРЗ, обеспечивающего лфицированное решение всего комплекса задач проектирования ТП вне зави-мости от номенклатуры выпускаемой продукции.
ИРЗ позволяет моделировать принятие технологических решений экспертом и проектировании ТП. Обобщенное представление стратегии решения технологи-ских задач обеспечивает гибкую адаптацию САПР ТП при изменении условий и рактера производства, заменяет модификацию программного обеспечения доза-лпанием баз данных и фактов сведениями о среде проектирования ТП.
ИРЗ поддерживает объектно-ориентированный инжиниринг знаний (ООИЗ) и разработке ТП, который включает этапы планирования и проектирования про-сса решения задачи. Такой подход обеспечивает большую эффективность на здии разработки и использования интеллектуальных программных средств для шения задач проектирования ТП, чем методы структурного, функционального и ъектно-ориентированного анализа и проектирования (ООАП). Использование ИРЗ звопил создать обобщенный алгоритм проектирования ТП, не зависящий от меда обработки, оборудования, инструмента.
Эти обстоятельства обуславливают актуальность исследований, связанных с зданием и разработкой ядра ИСАПР ТП - интеллектуального решателя зад. t про-гированія ТП.
Идеяработы
состоит в создании ИРЗ, использующего обобщенный алгоритм решения ос-
'ц-
новных задач проектирования ТП (выбора планов и расчета режимов механичесі обработки в процессах технологии машиностроения) и использования его в качесп ядра комплекса ИСАПР ТП.
Цель работы: разработать ИРЗ, обеспечивающий универсальное модели| вание и решение основных задач проектирования ТП обработки металлов резани (ОМР). Выполнять технический проект модулей ИРЗ и сопрягаемых подсистем кс плекса ИСАПР ТП.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
-
фэрмалиэована ПО. {разработаны семантическая модель и алгоритмы | шения задач выбвра альте;рнат*вных планов обработки и расчёта режимов резані
-
спроектирована структура модулей управления информацией баз данні фактов и знаний ((БД, БФ на БЗ. соответственно) и фреймовых структур их прі стаапения в выттхаятетмт среде;
-
спроежюярсщаш структуры и алгоритмы работы ИРЗ, Позволяющие маї лулировать и обрабатывать выделенные концептуальные элементы с целью ф< мироваюм алгоритма решения; !
-
создан язык запросе» ИРЗ к модулю управления информацией компле» ИСАПР ТП;
-
разработан алгоритм расширенного вывода функционирования ИРЗ;
-
выполмвма методика реализации алгоритма ИРЗ для формирования уі версального подряда к решению задач технологической подготовки прог .;ст методом ОМР;
-
разработана методика функционирования ИРЗ для задач определения m нов и расчётов режимов обработки, определена структура и значения входных, е ходиых и промежуточных данных, фактов и фрейм-правил (знаний);
-
разработана спецификация технического проекта на создание полном; штабного комплекса ИСАПР ТП и выполнен расчёт его экономической зффективі стм.
Нлушче шеиюжвиия и их результаты
Основными пздзмещиггами (создания ИРЗ.ИСАПР ТП являются: использован идеологии с&ьжтодфиышркяамного инжиниринга.знаний для анализа, выде! ниямфирмдлиішцішнознцвтгшв^В, построения семантической модели рассужден специалиста іщт гпршвкіиршаняи технологии; структуризация информации на ді ные, факты їй знания, ияэпласноазе внутренней природы и роли в проектировании 1
ірмирование типовых этапов решения задачи проектирования. Такой подход поз-пил сформировать методику функционирования ИРЗ. Научные положение, выносимые на защиту:
1) обобщенный алгоритм решения задач проектирования ТП ОМР с исполь-
эанием этапов планирования и проектирования решения на примере формиро-ния альтернативных вариантов планов обработки и расчета для них режимов рения;
-
расширенный логический вывод работы ИРЗ, который осуществляется в однородной информационной среде (данные, факты, знания) с учётом семантики едставления переменных, их конкретизации и контекста решения задачи;
-
представлены специализированные фрейм-структуры описания понятий I, БФ и БЗ в вычислительной среде и язык запросов к ним.
Результаты:
-
создан ИРЗ, обеспечивающий решение основных задач проектирования ТП юмощью обобщенного алгоритма формирования альтернативных стратегий пре-іразования подпонятий;
-
создан язык обращений к семантическим БД, БФ, БЗ и алгоритмы его реа-ізации
-
создан алгоритм расширенного логического вывода для реализации запасов в БД, БФ и БЗ
-
выполнен анализ, формализация и создание семантической модели опре-ілєііного подмножества ПО Машиностроения для решения ізадач проектирования іана механической обработки произвольной поверхности изделия из соответству-цей поверхности заготовки и задачи определения режимов обработки при этом ^образовании
-
определена экономическая целесообразность создания комплекса ИСАПР 1 на базе использования ИРЗ
Научная новизна'
Впервые разработаны семантические алгоритмы, положенные в основу функ-юниропанич 111 ч. которые обеспечивают универсальный полход к решениі- осно-(Ьа эа,;<зч Гфосмироіі жия ТП обработки металлов резанием. Знания о рг-иении іикладиой задачи представлены в виде вложенной структуры фрейм-правил, а са-э решение является результатом расширенного логического вывода, базирующе-ся на теории математической логики. При решении происходит декомпозиция пос-
тавленной задачи на множество подзадач, согласно семантики участвующих в р шении концептов.
Таким образом, ИРЗ не ограничен набором заранее определенных и пар метризованных решений, а создает новое знание на основе содержащейся в БД БФ информации о мире проекта и знаний о методах её решения в БЗ.
Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтвер дается основными концепциями и положениями теории абстрактной и многосортні алгебры, -математической и булевой логики, объектно-ориентированных метод анализа мира проекта и проектирования прикладных задач, логико-математическі моделей САПР ТП. -
Достоверность полученных результатов подтверждается практической апр
бацией разработанной методики при расчетах планов и режимов обработки ко
пусных деталей, валов и зубчатых колёс для сверления, точения, фрезерования, э
бонарезания и их сопоставления с данными, полученными на основании традиц
і
онных локальных технологических расчётов. I '
Научное значение работы состоит в разработке универсальных семантиче ких алгоритмов функционирования ИРЗ при решении основных задач проектиров; ния технологических процессов ОМР.
Практическая ценность работы заключается в разработке универсальнс
методики определения планов и режимов механической обработки резанием вн
зависимости от используемого метода формоизменения и физико-химических хар;
ктеристик материала изделия, используемого оборудования, инструмента и оснасг
ки. . |
Апробация работы материалы диссертаций докладывались и обсуждалис на: международной конференции "САПР в машиностроении" (г. Мелитополь -Приморск, 1994 г.);
международной конференции "Знание-Диалог-Решение-95" (г. Ялта, 1995 );
международной конференции "Наука и предпринимательство" (г. Львов, 1996;
научно-технических семинарах кафедры технологии горного машиностроени Государственной горной академии Украины (г. Днепропетровск, 1993-1996 г.г.);
объединенном научном семинаре кафедры технологии горного машинострое ния Государственной горной академии Украины, кафедры ЭВТ Государственной ме таллургическои академии Украины и специализированного ученого совета I 03.06.05 по специальности "Технология машиностроения" (1996 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 печатных работы.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав,
спючения, списка цитируемой литературы и приложений и содержит страниц.
