船舶柴油机装配工艺专家系统研究.pdf

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1、黄政：船舶柴油机装配工艺专家系统研究黄政(武汉船舶职业技术学院，武汉430050)提要船舶柴油机装配工艺专冢系统是人工智能在船舶柴油机制造领域的一个具体应用。它能帮助船舶柴油机装配工艺设计人员制定工艺方案。研究结合实际课题，运用专家系统的知识，将专家系统、网络数据库、软件工程等理论与技术应用到船舶柴油机装配工艺设计中，提出了船舶柴油机装配工艺专家系统的实现方案。关键词船舶柴油机装配工艺专家系统中图分类号U671文献标识码A1引言柴油机装配是柴油机制造过程的最后一个阶段的工作，一台柴油机能否可靠地运转，保证良好的工作性能和经济性，很大程度上决定于装配工作是否完成得好，即装

2、配工艺过程对产品起决定作用。现代船用柴油机正朝着大型化高增压和高经济性发展，使柴油机的零件数量增多，质量加大，装配工程量也增大，装配工艺过程也更复杂。目前的船舶柴油机装配工艺都是由工艺人员手工编制，对工艺人员的技术要求很高。船舶柴油机装配工艺专家系统(DieselEngineAssemblingProcessExpertSystem，DEAPES)是运用专家系统、网络数据库、软件工程等理论，开发的一个计算机系统，该系统不仅可以使工艺人员编制工艺的工作量大大减少，而且可经提高柴油机装配工艺编制的质量，并且将优秀技术人员的经验保存下来，从而确保柴油机制造的质量稳定。2系统的

3、功能DEAPES的功能结构由工艺编制专家系统模块、系统安全管理模块、系统任务管理模块和工艺文档管理模块等组成，如图1所示。2．I工艺编制专家系统在柴油机制造厂的柴油机装配工艺编制中，涉及到大量的柴油机结构和装配工艺知识，由于技术作者简介：黄政(1966一)，男，副教授。图IDEAPES的功能结构人员经验水平和分析信息的能力不同，所以工艺决策的结果因人而异，工艺设计的规范化和质量难于得到保证。对柴油机部件装配和总装的装配工艺而言，由于结构存在相似之处，所以装配工艺也存在类比的可能性。在工艺编制专家系统(ExpertSystemforProcessCompiling，PCE

4、S)的设计中，将领域专家提供的成功范例以一定的知识形式存入范例库，在需要进行新的柴油机装配工艺编制时，首先按一定推理机制对范例库进行检索，找出与需要进行的新柴油机相似的最佳范例，然后进行重用和修正，即可得出新柴油机的装配工艺，并将其保留在范例库中，形成新的范例。2．2系统安全管理模块由于DEAPES是多用户系统，为了保证数据的安全性，系统提供了相应的安全管理功能。系统管理员通过该模块提供的功能，可以对网络用户按工作性质进行划分，使不同的用户组具有编制、修改、核对、审批、打印、查询工艺的不同功能权限，从而建立起完善的安全管理机制。2．3系统任务管理模块系统任务管理(Sys

5、temTaskManagement，STM)可以提高工艺设计的工作效率，使工艺设计的管理实现自动化。STM包括工艺设计项目管理和工艺文档工作流管理两个内在功能。STM可以自顶向下分解项目，分配资源，监控分析项目执行情况，实现工艺设计项目管理功能；同时可以控制子项目执行顺序，自动转换工艺文档状态，实现工艺文档造船技术2010年第1期(总第293期)工作流管理功能。STM的外在功能主要表现在创建任务、撤消任务、执行任务、任务提示和监控任务五个方面。通过STM提供的功能，可以控制工艺文档在工艺设计人员之间正确地流动，从而提高设计的效率，使复杂的设计过程有序地进行。2．4工艺文

6、档管理模块该模块完成工艺文档的日常管理工作，主要包括修改工艺、审批工艺、查询工艺和输出工艺4个功能模块，其中输出工艺包括输出装配过程卡和输出装配工艺卡两个模块，审批工艺包括校对工艺和批准工艺两个模块。该模块采用多条件查询、动态编辑和报表输出等技术，实现了工艺数据库的查询和编辑，以及对工艺文档的审批和打印。．3系统的结构和技术特点3．1T艺编制专家系统工艺编制专家系统是船舶柴油机装配工艺专家系统核心，主要由知识库、推理机、知识获取模块和解释模块组成，其系统结构和技术特点如下。3．1．1知识库知识的表示是人工智能研究的热点和核心之一，选择PCES所用的知识表示方法，不仅要考

7、虑对知识表示的性能要求，还要考虑编制装配工艺时所涉及到的知识的特点，以提高知识处理的效率。另外知识表示方法还要与推理方法一致，因为PCES采用基于范例的推理方法，所以PCES采用基于范例的知识表示方法。根据船舶柴油机装配的工艺特点，PCES的范例库结构如图2所示，主要由工程信息数据库、装配过程数据库、装配工艺内容数据库、柴油机结构数据库、装配技术要求数据库、专用装配工具数据库等构成。装配上艺范例库L程管删数据丝丝堡墼燮堂配1．岂内容数据油机结构敬掷墼垫尘兰查墼塑堕雨丽可薅丽态数据库图2PCES数据库结构3．1．2知识获取模块PCES中通过