焊接专家系统现状和趋势

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1、焊接专家系统现状和趋势　　【摘要】随着计算机技术的高速发展，越来越多的企业利用计算机技术来改造升级其生产制造。人工智能（AI）中的专家系统（ExpertSystem）技术，由于其发展迅速和易于使用，在企业中有了广泛的应用。本文结合国内外焊接专家系统的发展现状和应用情况，简要介绍了焊接专家系统的开发方法和基本结构，并指出了焊接专家系统的发展方向。【关键词】专家系统；焊接；趋势前言焊接是一个复杂的工艺过程，由于该过程难以量化，更多地需要专家经验来做出决定，被认为是应用ES技术的最为理想的领域之一。焊接专家

2、系统研究虽然起步较晚，但仍获得了较大发展，经过国内外焊接工作者多年的探索和努力，目前的焊接专家系统已涉及焊接生产的主要方面[1-2]。1、专家系统简介6所谓专家系统就是具有相当于人类专家的知识和经验水平，以及解决专门问题能力的计算机系统，通常主要指计算机智能软件系统，它具有知识信息处理能力、知识利用能力、知识推理能力和咨询解释能力，是人工智能的一个分支，是具有专家知识并能像人类一样解决特定领域复杂问题的计算机软件系统。专家系统与人类专家相比较，虽然在知识的广度和深度上还存在一定的局限性，但它利用了计算

3、机的优势，延伸了专家的问题求解能力。尤其是在一些需要结合大量数据处理或多因素协调控制的问题领域，专家系统在速度和精度方面克服人类专家的遗忘、疲劳、紧张、粗心和各种外界干扰及心理因素的偏见等不利影响，同时他还可以随时更新知识，补充原有知识的不足，所以在焊接领域专家系统的应用对于提高焊接工程技术人员的素质、提高焊接质量、改善生产管理有重大意义。1.1专家系统特点专家系统与传统的计算机程序不同，具有以下显著特点：（1）具有启发性。它能运用专家的知识与经验进行推理和判断，而不是以公式与数据为核心的计算。因此专

4、家系统求解的问题不是传统程序求解的确定的定规类问题，而是不良结构的问题或不确定性问题；（2）具有透明性。也就是系统能解决本身的推理过程，能回答用户提出的问题；（3）具有灵活性。也就是它能不断地增长知识，修改原有的知识；（4）具有稳定性。也就是它解决实际问题时不受周围环境的影响，并且使专家的知识经验及思维方法不受时间和空间的限制。6随着专家系统应用领域的不断扩大，研制和开发包括各种新技术和新思想的新一代专家系统，已成为专家系统研制的热点和趋势。新一代专家系统具有以下一些特征：（1）并行技术与分布处理；（

5、2）多专家系统协同合作；（3）高级专家系统描述语言和知识表示语言；（4）新一代专家系统提供知识获取工具，从而对知识获取这个“瓶颈”问题有所突破；（5）在新一代专家系统中，除演绎推理外，还有归纳推理；（6）自动改错和自我完善功能；（7）新一代专家系统能达到理解自然语言，实现语音、文字、图形和图像的直接输入输出。1.2专家系统结构专家系统一般由知识库（KnowledgeBase）、数据库（DataBase）、推理机（InferenceEngine）、解释部分、知识获取部分五部分组成：1.知识库。知识库是问

6、题求解知识的集合，是一个专业知识存储器，它存放以一定形式表示的专家知识、经验及常识，以备系统推理判断之用。2.数据库。它用于存储该专业内初始数据和推理过程中得到的各种中间信息，也就是存放用户回答的事实、已知的事实和由推理而得的事实。它是推理机选用知识的依据，也是解释机制获得推理路径的来源。3.6推理机。它是一组程序，用来控制、协调、调度整个系统的运行。根据当前输入的数据，利用知识库中的知识，按一定的推理策略，解决当前的问题。它是专家系统实施问题求解的核心执行机构。4.解释部分。它是一组程序，负责对推理

7、给出必要的解释，为用户了解推理过程，向系统学习和维护系统提供方便，使用户容易接受。5.知识获取部分。知识获取部分也称为学习功能，它能在问题求解过程中自动积累和形成各种有用的知识，为修改和添加知识库中原有的知识提供手段。6.用户界面（UIS）。用于系统同用户的通讯或信息交换。一般地，它检查并解释用户向系统输入的命令、问题或信息；相反，向用户输出系统生成的信息，包括问题的结论，对数据的要求或解释推理过程等。2、焊接专家系统研究现状2.1国外焊接专家系统研究现状6焊接领域的专家系统研究始于20世纪80年代中

8、期，经过近20年的不懈努力，国内外各研究机构已从不同侧面、以不同形式，研制出了多种类型的专家系统。国外开发的焊接专家系统主要涉及焊接工艺设计或工艺选择（包括单因素的焊接材料选择或焊接方法选择）、焊接缺陷或设备故障诊断、焊接成本估算、实时监控、焊接CAD（疲劳设计、符号绘制）和焊工考试等，几乎包括了焊接生产的所有主要阶段及主要方面。2.2国内焊接专家系统研究现状内有关焊接专家系统的研究开始于80年代，研究较早的单位有哈尔滨工业大学、清华大学、上海交通大学、