基于CBR的自动开箱机相似设计推理技术研究.pdf

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1、322012年9月中国制造业信息化第41卷第17期基于CBR的自动开箱机相似设计推理技术研究王玉。，左敦稳，薛善良，李政德，刘霞(1．南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)(2．苏州澳昆智能机器人技术有限公司，江苏昆山215300)摘要：为了实现机器人包装生产线自动开箱机的快速设计要求，将基于CBR的快速检索策略应用于自动开箱机相似设计实例检索。应用粗糙集理论确定实例特征属性权重并得到实例主特征。通过建立实例相似度模型，实现了自动开箱机相似设计实例快速检索。将此检索策略用于自动开箱机的设计过程中

2、，证明了此策略的可行性。关键词：自动开箱机；相似设计；粗糙集；实例推理中图分类号：TP18文献标识码：A文章编号：1672—1616(2012)17—0032—04机器人包装生产线设备可以带来很高的生产定实例特征属性权重，建立实例相似度模型，实现能力，它速度更快、精度更高，特别适合于重复性和产品相似设计实例推理。将此检索策略用于自动比较关键的操作⋯。机器人包装生产线包括多个开箱机的设计，通过相似设计实例重用实现自动开机种，如装箱机、开箱机、封箱机、传输线等，其中开箱机的快速设计。箱机是大批量纸箱自动开箱、

3、自动折合下盖、自动密封下底胶带的流水线设备。开箱机将纸板制作1实例特征属性的选择与权重的确成符合要求的纸箱并交给装箱机，是自动化包装生定产必不可少的设备。目前中国自动包装生产的技粗糙集理论(RST)是波兰数学家Pawlakz于术水平相较于先进国家的整体技术水平还很落后。1982年首先提出的，是一种处理模糊性和不确定在产品的设计、开发、性能、质量、可靠性等方面的性的数学方法，可用于知识的约简和评价特定属性竞争中处于劣势，需要提高产品设计效率，增强技的重要性。目前，粗糙集理论已被成功地应用于信术创新力，对市场

4、变化做出迅速准确的反应，以最息系统分析、人工智能、知识与数据挖掘、决策分短的时间开发并生产出高质量、低成本的产品。本析、企业诊断等领域_6]。本文应用粗糙集理论确文针对某制造包装生产线的企业在设计制造中存定实例特征属性权重。在的设计效率不高的问题，以自动开箱机的设计为1．1实例主特征属性的选择例，研究如何基于CBR的快速检索策略，缩短设计主特征属性是有明显分类特征信息的特征属周期，提高设计效率。性_8]。通常，主特征属性的选择和权重的确定主CBR作为一个认知模型，其优点是从存储和要是通过领域专家根据知识和

5、经验进行评判，这种获取的实例中寻找和当前待求解问题最相似的经做法因受到经验知识的制约，无法客观地反映实际验知识，通过对过去求解类似问题的经验获得当前情况。本文将主特征的选择和属性权重结合起来，问题的求解结果，其基本过程是：当遇到一个新问运用粗糙集理论计算与专家评判相结合的方式来题时，首先到实例库中查找和新问题相似的以前产解决这一问题。其基本思路为：从预选的特征属性品的设计方案，通过对以往设计方案进行调整生成中，利用粗糙集理论确定各个属性客观权重，再将满足新设计要求的方案J。实例检索是CBR研客观权重与主观

6、权重相结合，确定最终的特征属性究中的热点问题，是根据新问题的描述基于某种评权重值，如果某一特征属性的权重低于规定的阈价准则从实例库中检索出匹配程度较高的、对新问题求解最有用的实例J。本文应用粗糙集理论确值，则可将此特征去除。本文初步选择纸箱类型、收稿日期：2012—02—22作者简介：王玉(1989一)，女，山西平遥人，南京航空航天大学硕十研究生，主要研究方向为计算机智能加工技术。·现代设计与先进制造技术·王玉左敦稳薛善良等基于CBR的自动开箱⋯⋯33纸箱长度、纸箱宽度、纸箱高度、开箱速度、功率、必要空气

7、压为特征。表1为开箱机的实例参数表。表1开箱机实例参数表1．2基于粗糙集的属性权重确定根据d(t，r)算出已有实例与目标实例之间的相似分析表1的特征值可知，开箱机的特征值可分度SIM(t，r)。具体的计算公式如下：为离散值、定量值和区间值。因为粗糙集理论所处m．d(t，r)：(∑·8(tj，rj))(6)理的属性值必须是离散的数据，因此需要对实例的JIm属性值先进行离散化。本文先将区间值定量化，然．SIM(t，r)=1一cf(，r)=(∑·sim(ti，rj))÷(7)后用等宽法对定量值进行离散，再用粗糙

8、集理论进=l式中：为特征属性权重；sire(t，r1)为已有实例行处理。实例特征权重确定方法如下J。与目标实例在属性上的局部相似度；n为参数。第i个特征属性的重要性：2．2相似度算法模型在实例检索过程中属性间关系复杂，如在开箱。)=(1)机的属性特征中，如果其中一个开箱机实例它的开箱速度很快，与此同时它的功率也就很大，即开箱Yc-i(。)：(2)机属性之间是有关系的而不是孤立的。由于有时(D)=c()一c—()(3)会有缺失数