Разработка и исследование методов информационного обеспечения ЭС САПР ТП механической обработки деталей

• Автор: Сисюков, Артем Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТП И МЕТОДОВ ЭС

1.1 МЕТОДЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

1.2 Анализ методов систем основанных на знаниях - экспертных систем

1.2.1 Модели представления знаний

1.2.2 Выводы, основанные на знаниях

1.2.3 Работа с нечеткостью

1.2.4 Архитектура и особенности экспертных систем

1.2.5 Классификация экспертных систем

1.2.6 Разработка экспертных систем

1.2.7 Человеческий фактор при разработке ЭС

1.3 анализ принципов построения интегрированных САПР ТП

ГЛАВА 2. ПОСТРОЕНИЕ БАЗ ЗНАНИЙ И МОДУЛЕЙ ЭС САПР ТП
2.1 МОДУЛИ (информационное обеспечение) ЭС НА ЭТАПЕ проектирования
2.1.1 Организация баз знаний ЭС
2.1.1.1 Базовые понятия ВСПТД: Факты, цели, триплеты
2.1.1.2 Переходы как фреймы
2.1.1.3 Представление знаний в виде формул
2.1.1.4 Базы знаний: таблицы
2.1.1.5 Фреймы-запросы
2.1.1.6 Предметные рубрики, как методы представления знаний
2.1.2 Организация баз данных ЭС
2.1.2.1 Извлечение знаний из сетевой среды
2.1.2.2 Полнотекстовые БД
2.2 Модули (информационное обеспечение) ЭС на этапе эксплуатации
2.2.1 Организаг!ия отчетов в ЭС
2.2.2 Организация ДМВ в ЭС
ГЛАВА 3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭС САПР ТП С СИСТЕМОЙ CAD
3.1. АСПЕКТЫ интеграции ЭС САПР ТП В СРЕДУ CAD И PDM
3.2. Выбор среды 3D моделирования
3.3. Создание модуля ЭС по взаимодействию с CAD (Cimatron Е) посредством API
3.4. Передача геометрической информации о детали в ЭС
3.5. Передача параметрической информации о детали в CAD
3.6. Программный интерфейс приложения Cimatron Е (API)
3.6.1. Запуск модуля на Visual Basic
3.6.2. Запуск модуля на Visual C++
3.6.3. Запуск модуля на Borland Builder C++
3.6.4. Скрипты
ГЛАВА 4 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ САПР ТП НА ОСНОВЕ ЭС С СИСТЕМОЙ PDM
4.1 Выбор PLM системы для интеграции
4.2 Целесообразность интеграции
4.3 Интеграция приложений предприятия
Интеграция посредством SmartGateway
Сетевая архитектура взаимодействия I-Platform
Прямой подход - применение API SMARTEAM (COMDCOMActiveX)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Для обеспечения эффективности производства предприятия и удовлетворения спроса «заказчика» необходимо в короткие сроки осуществить технологическую подготовку производства, освоить новую и модернизируемую технику и встроить осваиваемые изделия в постоянно меняющийся технологический процесс. Почти все виды производственных разработок связаны с компьютерной обработкой информации с тем, чтобы автоматизировать ряд работ, освобождая человека и ускоряя производственный процесс. Использование вычислительных машин обусловливает разработку и широкое внедрение новых методов автоматизированной подготовки технологических процессов, что является важным резервом снижения себестоимости изготовления деталей, повышения качества технологии, сокращения сроков технологической подготовки производства.
Современный подход к созданию САПР технологических процессов (САПР ТП) предполагает использование новых информационных технологий, которые основываются на методах теории искусственного интеллекта (ИИ). Одним из важнейших направлений при разработке ИИ являются экспертные системы (ЭС). Современные информационные технологии должны быть частью таких систем.
Технологические данные в ЭС, как программной системе, можно классифицировать по двум типам: статические и динамические. Статические данные, как правило, описывают конкретные объекты. Динамические данные представляются в процедурном виде. В ходе работы системы прослеживается связь между статическими и динамическими данными, или, в терминологии ЭС, между данными и знаниями. Каждый программный модуль системы должен иметь равные возможности получения, как данных из базы данных (БД), так и знаний из базы знаний (БЗ). Равные возможности при работе с БД и с БЗ из прикладных программ обеспечивают принцип эволюционного развития САПР ТП с применением ЭС. В современных условиях особенно актуальны методы построения специализированной экспертной системы и ее применения в рамках интеграции с приложениями АСТПП, как необходимого источника данных и знаний в масштабах предприятия.
Проектирование технологических процессов с использованием экспертной системы САПР ТП без интеграции с АСТПП происходит в большей степени в диалоговом режиме. Исходные данные о заготовке, необходимые ЭС в проектировании ТП вводятся технологом вручную, вынуждая его задействовать не малую часть времени не на проектирование технологического процесса экспертными средствами САПР ТП, а на подготовку к этому проектированию. В современных условиях возможно сокращение времени подго-

товки исходных данных путем их получения из графических моделей и технологических баз программных комплексов АСТПП.
В первой главе предлагается обзор существующих сегодня методов проектирования технологических процессов в САПР ТП. Обозначаются проблемы, требующие решения. Рассматриваются методы систем, основанных на знаниях и экспертных систем. Принципы построения интегрированных САПР ТП.
Работа затрагивает исследования в области разработки и применения модулей экспертной системы для САПР ТП, как части этой САПР, помогающий пользователю в про-' цессё проектирования принимать решения. Акцент делается на методы, основанные на знаниях, т.е. «сильные методы»[53] в терминологии ИИ. Сильной стороной экспертной системы считается не столько методы вывода знаний и механизм объяснений принятия решений, сколько методы накопления и отбора этих знаний[53].
Знания можно добывать от эксперта или экспертной среды (знания 1-го рода или прямые), брать с носителей информации в электронной и бумажной формах (знания 2-го рода или опосредованные). Так определяются виды знаний, обозначенные учеными в области экспертных систем достаточно давно, один из них Поспелов Д.А. [79].
На сегодняшний день обозначается еще один источник получения знаний экспертной системой. Это знания, извлекаемые из внешней среды, и связанные, прежде всего, с понятиями информационного поиска (ИП). Поиска в сетевых средах - глобальных сетях, не только Internet, но и IntranetExtranet, масштабы которых с каждым днем растут. Такие знания по содержанию эквивалентны знаниям второго рода, но требуют особого подхода к их извлечению с применением аппаратных и программных средств. Исследуются методы приобретения таких знаний.
Во второй главе предложены методики построения и пополнения баз знаний в специализированной гибридной экспертной системе. Показаны подходы к построению и применению адаптера ДШП с использованием протокола Z39.50 и коммуникативного формата MARC с последующим индексированием и редуцированием области поиска в ПТБД. Представлен механизм ДМВ в составе графического интерфейса пользователя (ТИП).
Предложены модели представления знаний в БЗ. Модель представления, основанная на фреймах и модель представления знаний в виде правил вывода или продукций. Определен метод организации фреймового и продукционного представления знаний - виртуальное строковое пространство технологических данных (ВСПТД), дана характеристика ВСПТД и применение в рамках ЭС. [87, 112].

вместимость минимизируются за счет выбора рационального регламента взаимодействия САПР ТП и систем ОС, при котором обеспечивается минимально необходимое время хранения входных и выходных данных, а также за счет рациональности технических средств и программ хранения, поиска и выдачи информации. Минимизация затрат на пространственную совместимость технических комплексов указанных систем достигается посредством их рациональной пространственной компоновки, при которой не требуется применения дорогостоящих средств передачи данных и каналов связи.
Принцип иерархической организации алгоритмического и программного комплексов в соответствии с многоуровневой структурой процессов проектирования. На основе этого принципа САПР ТП расчленяется на совокупность подсистем следующих уровней детализации технологических решений: принципиальная схема обработки деталей, технологический маршрут, операционная технология, синтез управляющих программ для оборудования с ЧПУ (рис. 1.3.2).
Расчленение САПР ТП на каждом уровне также не единственное и может осуществляться различными способами. Например, на уровне проектирования операционной технологии подсистемы могут быть сформированы по общности видов обрабатываемых деталей, типов операций или решаемых задач (выбор станков, приспособлений, расчет припусков и операционных размеров и т. д.). Возможно построение подсистем по комбинации указанных признаков. Выбор наиболее рационального способа осуществляется в зависимости от интенсивности информационных связей между задачами и общности технологических алгоритмов проектирования объектов определенного класса.
Принцип базирования функциональной структуры САПР ТП на передовую для данного типа производства и характера выпускаемых изделий организацию производства и технологических служб предприятия. Успешность создания и высокие технико-экономические показатели функционирования системы во многом зависят от тоРис. 1.3.2. Модель структурного состава САПР ТП