一种基于实例推理的刀具选配方法研究

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1、学术论文RESEARCH*一种基于实例推理的刀具选配方法研究ResearchonCase-BasedReasoningMethodofToolSelection西北工业大学现代设计与集成制造教育部重点实验室张维王嘉[摘要]为了快速准确地选择出合适的切削刀具，应用和实现时，需要根据所求解问题的特点，采取适当[3]提出了一种基于实例推理的刀具选配方法，利用以往的的知识表示、索引方式和检索匹配算法等。基于CBR经验和知识来解决新的刀具选择问题。重点研究了刀的刀具选配过程如图1所示，其过程具体分为如下3个[4]具选配实例的知识表示和检索匹配。最后举例验证了步骤：方法的可行性。（

2、1）生成问题实例。输入加工要求、工件形状特征关键词:刀具选配实例推理知识表示相似度和材料信息作为求解问题的初始条件，用统一的知识表[ABSTRACT]Inordertoselectthesuitablecut-示方法加以组织，形成问题实例。tingtoolsquicklyandaccurately,acase-basedreasoning（2）实例的检索匹配。按照一定的检索匹配策略methodoftoolselectionispresented.Themethoduses从实例库中搜索相似的刀具选配实例。当检索的相似pastexperienceandknowledget

3、osolvenewproblemsof实例较少或没有得到相似匹配实例时可以对检索条件toolselection.Theknowledgerepresentationandretrieve进行修改调整，以选取更多的相似实例。strategyoftool-selectioncaseisinvestigated.Intheend,（3）实例修改与保存。对检索匹配出的刀具选择结anexampleisgiventoverifythefeasibilityofthepro-果和切削参数等信息进行修改优化，使其更好地适合新posedmethod.情况。将修改后的信息作为新问题的解决方

4、案，经过确Keywords:ToolselectionCBRKnowledgerep-认和验证，将新的问题及其解决方案组织成新的实例，resentationSimilarity存储在实例库中。DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2015.05.077刀具选配问题描述生成刀具是参与制造活动的重要工具，并且是较昂贵的问题实例消耗性资源，切削刀具的合理选择对加工成本的降低、输入被加工零件的精度和生产效率的提高将产生很大的影实例的检索匹配刀具选配实例库响。刀具数量巨大、信息繁多，在选择过程中涉及到工否件材料、工件尺寸形状、加工精度、切削参数等因素，故修正问

5、题实例与问题实例匹配刀具的选择是一个非常复杂的过程。是刀具的选择主要依靠的是经验和知识，工艺人员修改优化实例都是通过回忆以前的选配案例，并和当前的新问题进输出行比较、分析，得出新问题的解决方案，人类的这种最佳选配实例保存新实例思维活动模拟到人工智能中即实例推理（Case-basedReasoning,CBR）。利用实例推理技术可根据以前的刀重用实例具选配记录和经验知识为切削加工提供合理的刀具选择方案，解决了基于规则的专家系统的规则提取瓶颈图1基于CBR的刀具选配工作流程[1-2]Fig.1WorkprocessesofCBRmethodoftoolselection。本

6、文提出一种基于实例推理的刀具选配方法，重点研究了刀具选配实例的知识表示和检索匹配。2 刀具选配知识表示1基于CBR技术的刀具选配模型2.1刀具选配实例CBR系统的基本原理是一致的，但是在具体领域在生产加工中，积累了大量的刀具选配方案和选配知识与经验，本文将这些信息以一种结构化的形式进行*　国家自然科学基金（50505039）资助。有效的组织，形成刀具选配实例，使之成为计算机可以2015年第5期·航空制造技术77学术论文RESEARCH识别和利用的数据结构。1~2分别是一个表示刀具选配的通用框架和一个具体知识表示首先要提取出有用的特征属性，为定义刀框架。具选配实例，对工件

7、及其切削加工进行分析，抽取其主要的共同特征，由这些共同特征来对实例进行典型描3 刀具选配实例的检索匹配述。一个刀具选配实例包括2部分内容：（1）所求解刀实例检索匹配就是新的问题实例与已有库存实例具选配问题的描述，它反映了选择刀具时所提出的要的相似匹配，相似匹配通过相似度来衡量。由于同一框求，是实例检索的依据；（2）刀具选择的结果，是在满足架的不同刀具选配实例的特征属性是相同的，且同一特特定切削要求下所获得的刀具选配结果的结构化组织，征的权重在不同实例中也相同，对这种实例库的搜索正实例检索的目的就是要找到并提取这一部分结果或知是最近邻法的强