| 新型焊接工艺设计专家系统的设计(图) |
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| 日期：2007-6-13 21:59:46 人气：115 [大 中 小] |
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[page_break]是知识库应用的核心模块。它将根据用户所选择的设计目标进行推理，确定这些目标参量的合理取值。推理机根据这些参量，运用知识库中的知识，进行逻辑推理，最终产生一个推理结论。
3.1专家系统推理机介绍
推理是思维过程的动态体现，只有通过推理，智能系统才能根据其自身的知识去解决问题。由于专家系统中存储有大量专门知识，要根据用户提出的问题和输入有关的数据式信息，按专家的意图选择利用知识库的知识，得到问题的解答，必须按照一定的控制策略去完成。
推理机的推理方式主要有以下三种。正向推理，是由原始数据出发，按一定策略，运用知识库的知识，推断出结论的方法。逆向推理，是先提出结论(假设)，然后去找支持这个结论的证据，其优点是可提高系统的运行效率。正反向混合推理，是根据数据库中的原始数据，通过正向推理帮助系统提出假设，然后用逆向推理寻找支持假设的证据，如此反复这个过程。
制定焊接工艺艺指导书时，在大多数情况下，用户一般都只能提供一些初始的、少量的数据，如焊材、厚度等，因此本专家系统采用正向推理机制。虽然此种方法缺少支持假设的证据，但对于编程人员来说，系统开发周期短，效率较高，对用户来说直观，符合用户的一般习惯。
3.2工艺设计系统推理机实现
推理的过程可分为以下几个步骤：
3.2.1事实采集
事实采集是推理的必要条件，通过用户选择的母材类型，系统提供可选择的焊接方法。根据用户所选择的焊接方法，系统会根据对象库中的知识和用户选择的母材类型、焊接方法，进行智能推理给出初始条件的最大条件范围，包括自动检索出适合该焊接方法下的可能选用的母材，以及改焊接方法下的最大的母材厚度值、可能的焊接措施、焊接位置等等，并以提示的形式给出。
这种动态给出条件范围，即随着用户所选的母材类型及焊接方法的不同，窗口显示不同的内容，而且随对象库中知识变化而可能变化，是系统具有很大的灵活性和扩展性。若输入的初使条件符合系统的约定，用户确定后，系统便将这此事实加入到一个事实库中，以备下一步推理时使用。
3.2.2 设计过程
系统根据采集的事实，进行推理设计。本系统根据对象的级别，进行多级推理。系统根据焊接工艺设计的特点，依据采集来的事实，首先推理出焊接层次、可用的焊接材料及尺寸，可以采用的坡口图形等供用户选择，如图4所示。
图4 焊接工艺设计中间结果
系统首先给出推荐的焊接层次、焊接方法、相应的焊材直径、可选的焊接材料及可以使用的所有焊缝坡口形式。用户不仅可以修改推理结果，而且可以添加内容，例如，如果用户点击焊层的第4个组合框，系统则出现“填充层/盖面层/其他层/第4层”的列表供用户选择。当然用户可以直接输入自己喜欢的名称。此时，用户需要进一步选择焊接方法，则点击第4个焊接方法的组合框，则出现“SAW/SMAW”(埋弧焊/手工电弧焊)的列表，供用户选择。如果用户选择埋弧焊，直径的第4个组合框中将出现“φ2.0/φ3.0/φ4.0”焊丝直径供用户选择，如果用户选择手工电弧焊，直径的第4个组合框中将出现“φ3.2/φ4.0/φ5.0”焊条直径供用户选择。添加和选择完毕各个层次的内容后，用户进一步选择焊条及焊丝牌号。随后，可以切换到接头形式页面，查看并选择合适的焊缝坡口。
根据用户所选择的内容，构造新的条件，结合初始条件，进一步推出其他工艺参数。例如，根据采用的坡口、焊接方法及母材厚度，可以推出钝边、间隙及坡口角度等参数，根据板厚、母材类型、焊接材料及其尺寸（直径）可以确定焊接规范等。推理结果如图5所示。
图5 焊接工艺设计推理结果
通过“总览”按钮，进入到焊接工艺指导书编制界面，该界面的格式和内容与实际所使用的焊接工艺指导书一致，系统所设计的结果已经代换到设计书中，用户可以将其他参数如工艺编号、工艺名称、编制人员及编制日期等输入后，可以预览、打印，并可以存放到数据库中，供以后查询调用。同时设计了与焊接工艺设技术管理系统的接口，可以将其导入管理系统中，以便在管理系统中直接管理和维护。
4 展望
专家系统技术作为比较成熟的技术已经得到了推广和应用，随着计算机技术及焊接技术的发展，将不断完善和提高，就目前看，焊接专家系统有以下发展趋势：
（1）基于Internet的远程专家系统
这种专家系统不仅可以为本单位的焊接工程师服务，而且可以为其他单位提供有偿服务。
（2）与神经网络ANN、面向对象及模糊系统组成的混合系统
（3）基于网络的专家系统
（4）与CAD、CAE等技术相结合的系统。
总之，焊接工程应用专家系统的功能会不断强度，在焊接中的应用将会日益受到重视。
1 P·R·Cohen，E·A Feigenbaum，The Handbook of Artificial Intelligence, Vol·I，Heuristerch Press；William Kaufmann，Inc．，1983
2 E·A Feigenbaum and P·Mocorduch，The Fifth Generation Artificial Intelligence and Japan’s computer challenge to the Wold，Addison-Wesley，1983
3 W.Lucas，Microcomputers，Packages and Expert System for the Welding Engineer, Welding & Metal Fabrication，1990，58(4): 206-212
4 Norrish.J and Atrutt.J.E. Expert System and computer Software Aids for Welding Engineer, Welding & Metal Fabrication, 1990,58(5):266~272
魏艳红简介：
教授/博士，焊接学会计算机应用委员会委员，英国“Science and Technology of Welding and Joining”杂志编委。
主要从事金属焊接性及其数值模拟和焊接工程软件的研究工作。先后参加和承担了国家攀登B计划子项目、国家自然基金、哈尔滨市重点科技攻关项目以及多项企业横向课题的研究工作，共发表论文近60篇，参编教材和手册6部。所撰写的论文连续三届在全国焊接年会上获得优秀论文奖。
随着计算机技术的发展，传统的焊接性分析方法及手工焊接工艺文件准备和编制，已经无法适应时代的发展。最初被认为是锦上添花的焊接工程应用软件，已成为现代化企业必备的工具。为了顺应时代发展的需要，在国内，率先针对焊接工程需要，将人工智能专家系统、人工神经元网络、数据库等理论和技术应用到焊接领域，解决了焊接领域知识获取、知识表示、推理设计等诸多关键理论问题，从而成功地研制了20余个系列工程应用软件，可以辅助焊接工程师完成进行焊接性分析、焊接工艺制定、焊接工艺规程编制与管理及焊接工艺评定等各个环节的工作，目前，软件已经商品化，并在上海宝钢集团、上海航天局、哈尔滨锅炉有限责任公司、大庆油田、华北油田、玉门油田、解放军第二炮兵技术总队、柳州工程机械厂、广东湛江发电厂等10余个不同部门投入使用。
地 址：哈尔滨工业大学焊接国家重点实验室(邮编：150001)
电 话：0451-6417650, 传真：0451-6416186
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| 出处：本站原创 作者：佚名 | |
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