智能capp系统冲突消解机制研究_capp_产品创新数字化(plm)_2730

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1、智能CAPP系统冲突消解机制研究_CAPP_产品创新数字化(PLM)0.引言   计算机辅助工艺规划(ComputerAidedProcessPlanning，CAPP)系统的智能化、柔性化、集成化和并行化是现代制造模式的需求，也是CAPP现在和将来的研究热点。为了提高CAPP系统的通用性和重用性，国内外学者在CAPP系统的开发方法、体系结构等方面作了大量努力，提出了多元化CAPP系统、基于原型系统的渐近式CAPP系统，以及CAPP开发平台等，但实用系统较少。例如，对于多元化CAPP系统，混合设计策略的切换，以及不同策略下知识库和数据库

2、设计方法的研究离实际应用还有很大差距；对于基于原型系统的渐近式CAPP系统，由于工艺设计对象的多样性和复杂性，对工艺规程原趔的修改、补充和完善的算法过于复杂，难以在实际生产中得到应用。笔者也研究过基于组件技术和面向对象技术的可重用CAPP系统，由于工艺决策问题的复杂性，尽管基于组件技术的CAPP系统在可重用性和适用性等方面有了较大的提高，但组件本身缺少自主性，没有自己的知识库和自适应的推理能力，基于组件的CAPP系统在工艺路线的动态优化决策方面和传统的CAPP系统相比没有明显的改善。对此，本文提出了一种基于多代理系统(Multi-Age

3、ntSystem，MAS)的智能CAPP系统体系结构，以提高CAPP系统的柔性、可重用性、可扩展性和动态适应性，并对智能CAPP系统的冲突消解机制进行了研究。1.基于多代理的智能计算机辅助工艺规划系统体系结构   代理(Agent)是一种体现智力状态的实体，如信念(belief)、能力(capability)、选择(choice)和承诺(commitment)等，具有自治性、开放性、反应性、主动性等特征。MAS由多个代理组成，每一个代理具有自己的知识库和推理机，各代理按照事先约定的协议进行通信和协作，共同解决复杂的问题。这样将充分利用整

4、个系统的知识资源，克服单个专家系统知识库的单一性，有利于求解复杂的涉及多个领域的多层次推理问题，同时利用推理的分布性，大大提高系统的并行性，从而提高系统的运行效率。MAS除了具有个体代理的特性外，还具有社会性、自主性、协作性、开放性等特征。由于MAS具有分布式并行处理、自主性、动态适应性以及易维护性等特点，非常适合用于现代集成制造系统环境下的CAPP系统。   为了满足现代集成制造系统的需要，本文提出了基于MAS的智能CAPP系统体系结构(如图1)。该智能CAPP系统由若干代理构成，所有代理协同工作，产生一个完整的工艺计划。图l.基于多

5、代理的智能CAPP系统体系结构2.智能计算机辅助工艺规划系统组成代理的通用结构   在智能CAPP系统中，主要包括两类一级代理，即工艺路线生成代理和协调代理。工艺路线生成代理又包括了若干二级代理，如特征提取代理、特征排序代理和加工方法选择代理、机床选择代理、刀具选择代理、夹具选择代理和加工方法排序代理等，在工艺计划乍成过程中，虽然各自的具体功能不同，但是它们的基本结构是相似的。工艺路线生成代理(不包括虚线部分)和协调代理的通用结构如图2所示。图2.工艺路线生成代理和协调代理的通用结构   工艺路线生成代理和协调代理的主要组成部分包括代理

6、控制器、推理机、执行器、应用程序、通信管理器、状态集和知识库等。知识库由代理的基本属性、工艺计划领域知识和推理规则组成，代理的基本属性包括代理的种类、名称、能力、运行状态、任务完成状态和状态时标，知识包括零件特征、加工方法、机床、刀具和夹具等工艺计划领域知识，推理规则包括特征排序规则、加工方法排序规则等。代理控制器控制代理的启动和停止，并对各组成部分进行控制。通讯管理器接收和发送信息，实现与其他代理的协同工作，并向代理控制器汇报信息接收和发送状态。当有事件发生时，代理控制器触发执行器工作，执行器反馈任务完成状态，代理控制器对运行状态、任

7、务完成状态和状态时标进行更新。执行器由事件感知器、各种功能适配器和功能调用器组成，事件感知器判断发生事件类型，并触发功能适配器，然后功能适配器根据所发生事件性质，确定采用哪种功能适配器来处理此事件，并由相应的功能适配器触发推理机和功能调用器进行工作。推理机根据代理的状态集信息和知识库进行推理，功能调用器则调用应用程序执行相应功能。推理结束后，由通讯管理器把推理结果发送到协调代理的数据区域，并作为新的知识进行存储。如图2所示的执行器中包含了多种功能适配器，它们的基本功能如下：   (1)事件触发。监测与自身相关的事件，触发推理机工作。  

8、 (2)传递推理条件。向知识库要求推理机在推理过程中需要的知识和规则。   (3)执行动作。执行被决定和要求的动作，并触发功能调用器。   协调代理除了具有和工艺路线生成代理相同的适配器(如文件适配器、数据