Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Автоматизация синтеза сварочных технологий на основе экспертных моделей

Диссертация: Автоматизация синтеза сварочных технологий на основе экспертных моделей
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В качестве одного из важных направлений применения ЭВМ в автоматизации производства изделий машиностроения можно выделить задачу повышения производительности инженерного труда при разработке сварочных технологий. В данном случае автоматизация затрагивает синтез сварочных технологий на основе типовых технологических схем, характерных для конкретного предприятия, отработанных режимов, материалов… Читать ещё >

Автоматизация синтеза сварочных технологий на основе экспертных моделей (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования
    • 1. 1. Методы выбора и оптимизации решений
    • 1. 2. Особенности выбора способа сварки
    • 1. 3. Экспертные системы в сварочном производстве
    • 1. 4. Выводы по главе
  • Глава 2. Математическая модель синтеза сварочных технологий
    • 2. 1. Понятие о табличных языках и таблицах соответствий
    • 2. 2. Составление исходных таблиц соответствий
    • 2. 2. Составление исходных таблиц соответствий
    • 2. 3. Анализ и корректировка табличных моделей
    • 2. 4. Решение проблемы неоднозначности в табличных моделях
    • 2. 5. Экспертная модель на основе продукционных правил
    • 2. 6. Выводы по главе
  • Глава 3. Методы анализа табличных моделей
    • 3. 1. Анализ множественных решений
    • 3. 2. Построение граф-схемы табличной модели
    • 3. 3. Оценка качества модели
    • 3. 4. Параметрический анализ
    • 3. 5. График пересечения
    • 3. 6. Выводы по главе
  • Глава 4. Интегрированная среда синтеза сварочных технологий
    • 4. 1. Концепция и инструментарий разработки программы
    • 4. 1. Структура программы
    • 4. 3. Вычислительные алгоритмы анализа табличных моделей
    • 4. 3. Продукционная экспертная система
      • 4. 3. 1. Формат представления данных в базе знаний
      • 4. 3. 2. Алгоритм поиска решений
    • 4. 4. Выводы по главе
  • Глава 5. Использование экспертной модели на практике
    • 5. 1. Моделирование выбора способа сварки
      • 5. 1. 1. Анализ существующей классификации способов сварки
      • 5. 1. 2. Разработка таблицы соответствий
      • 5. 1. 3. Выбор и формулировка уточняющих правил
    • 5. 2. Анализ табличной модели выбора сварочного трансформатора
    • 5. 3. Выводы по главе

В качестве одного из важных направлений применения ЭВМ в автоматизации производства изделий машиностроения можно выделить задачу повышения производительности инженерного труда при разработке сварочных технологий. В данном случае автоматизация затрагивает синтез сварочных технологий на основе типовых технологических схем, характерных для конкретного предприятия, отработанных режимов, материалов и способов сварки с использованием современных экспертных методов и информационных технологий.

В настоящее время проводимые работы не привели к заметному улучшению в секторе автоматизации сварочных технологий. Компьютеризация информационного обеспечения практически не затронула производственно-технологический сектор, где по-прежнему поиск и обработка информации в основном производятся вручную, без ЭВМ, а источниками информации являются отраслевые стандарты, технические условия и опыт специалистов. Многие из перечисленных источников имеют объем в десятки и сотни страниц и содержат информацию по очень многим вопросам. Интеллектуальный же опыт специалистов не формализуется, а, следовательно, не в должной мере передается и используется.

Труд технолога-сварщика достаточно трудоемок, т. к. сварка является комплексом различных взаимосвязанных вопросов, таких как подготовка поверхностей свариваемых деталей перед сваркой, выбор сварочных и свариваемых материалов, режимов сварки, оборудования термообработки деталей после сварки, контроля качества сварки, квалификация сварщиков и др.

Процесс характеризуется не только его большой трудоемкостью, но и разбросанностью однородных сведений по разным местам справочника, а нередко по другим изданиям. Также возможна противоречивость разных изданий вследствие того, что разные авторы освещают один и тот же вопрос по-разному. В таких случаях специалисту приходится обобщать и обрабатывать полученные сведения, что еще более делает работу технолога продолжительнее и труднее. Из-за ограниченности психофизиологических возможностей человека нельзя гарантировать отсутствия ошибок.

Для избежания ошибок и облегчения труда специалистов необходимо создание новых информационных технологий и применение вычислительной техники.

Цели и задачи диссертационной работы.

Целью теоретической части работы является исследование методов решения задач выбора оптимизационных и экспертных. Рассмотрение экспертной модели на основе таблиц соответствий. Анализ возникающих ситуаций при составлении таблиц соответствий, а так же решении задач на их основе.

Цель прикладной части работы заключается в разработке интегрированной системы синтеза сварочных технологий на основе экспертной модели. Проектирование интерфейса, а также разработка вычислительных и графических алгоритмов анализа табличных моделей.

Основными задачами проекта являются:

1. Анализ применимости моделей на основе таблиц соответствий для синтеза технологических процессов сварочного производства.

2. Решение проблемы неоднозначности в моделях на основе таблиц соответствий.

3. Разработка вычислительных и графических алгоритмов анализа таблиц соответствий.

4. Реализация экспертной модели на основе таблиц соответствий и продукционных правил.

5. Проектирование и разработка интегрированной среды синтеза технологических процессов сварочного производства.

Методы исследования.

Математический аппарат, используемый при выполнении теоретических и прикладных исследований в диссертационной работе, включает методы теории выбора и принятия решений, методы экспертных оценок и искусственного интеллекта. При анализе табличных моделей применяются вычислительные алгоритмы на основе битовой логики, а также методы многомерного шкалирования.

Научная новизна.

Предложена гибридная экспертная модель на основе таблиц соответствий и продукционных правил, которая использована для синтеза технологических процессов сварочного производства.

Разработаны алгоритмы анализа моделей на основе таблиц соответствий с целью определения их качества. Реализованы вычислительные, графические методы, а также алгоритм на основе метода многомерного шкалирования.

Предложены методы решения проблемы неоднозначности табличных моделей. Реализован метод на основе продукционных правил.

Практическая ценность.

Разработана интегрированная программная среда для создания, модификации, тестирования экспертных моделей. Программа может быть использована для синтеза технологических процессов сварочного производства.

Программа прошла экспертное тестирование на кафедре «Сварочное производство и технология конструкционных материалов» Пермского государственного технического университета и принята к использованию в АО «Мотовилихинские заводы» и ООО «Машинный двор».

Достоверность.

Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций диссертации подтверждены корректным обоснованием и анализом математических моделей, наглядной интерпретацией результатов в ходе экспериментальных исследований.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной конференции (институт технической кибернетики HAH Беларуси, 1998 г.), Всероссийской научно-практической конференции Регинформ-99, на научных семинарах кафедр «Автоматизированной обработки информации и управления», «Сварочное производство и технология конструкционных материалов» Пермского государственного технического университета (1999, 2000 г.).

Структура и объем диссертации

.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы (103 наименования) и приложений. Материал изложен на 132 страницах и содержит 32 рисунка, 4 таблицы.

выводы:

1. Для решения задач синтеза технологических процессов предложена. модель на основе таблиц соответствий и продукционных правил. Модель позволяет провести комплексную формализацию предметной области, унифицировать свойства альтернатив, исходя из целей принятия решений. Особенностью модели является компактный и интуитивно понятный формат представления информации о задаче.

2. Предложена методика формализации задач на основе таблиц соответствий и продукционных правил, которая показана на примере задачи выбора способа сварки. Составлена классификация способов и разновидностей сварки, определено множество параметров-разделителей, установлены зависимости между решениями и параметрами.

3. Разработаны алгоритмы анализа моделей на основе таблиц соответствий. Методы анализа задают критерии качества моделей, что позволяет оптимизировать синтез сварочных технологий. Выделено два направления для анализа: 1) качество модели и оценка параметров- 2) анализ множественных решений. Предложены как численные, так и графические оценки.

4. Создано программное обеспечение, которое автоматизирует процесс синтеза сварочных технологий на основе предложенной модели. При проектировании уделено внимание интерфейсу пользователя, который построен на стандартных визуальных элементах операционной системы Windows. Для оптимизации вычислительных процессов используются алгоритмы обработки данных на уровне битовых последовательностей.

5. Использование программы позволяет автоматизировать разработку табличных моделей, накапливать знания экспертов в области.

— 106сварочных технологий. При синтезе технологий с помощью программы повышается качество решений за счет снижения человеческого фактора, снижаются требования к квалификации конструкторов-проектировщиков сварных конструкций и технологов сварочного производства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

По результатам проделанной работы можно сделать следующие.

Показать весь текст

Список литературы

  1. М.А., Абдурахманов Р. Х. Сварка с электромагнитным воздействием.- Ташкент: Фан, 1984, — 135 с.
  2. В.Р., Демянцевич В. П., Ефимов JI.A. Сварка плавлением меди и сплавов на медной основе.- JL: Машиностроение, 1988.- 215 с.
  3. Автоматизация проектирования технологических процессов и средств оснащения / Под ред. А. К. Раковича.- Минск: НТК HAH Беларуси, 1997.- 276 с.
  4. Автоматизированные системы технологической подготовки производства в машиностроении / Под ред. Г. К. Горанского.- М.: Машиностроение, 1976.- 240 с.
  5. Т. Введение в многомерный статистический анализ.-М.: Физматгиз, 1963.- 500 с.
  6. А., Эйзен С. Статистический анализ: Подход с использованием ЭВМ: Пер. с англ.- М.: Мир, 1982, — 488 с.
  7. В. М. Методы многокритериальной оптимизации проектных решений.- JL: СЗПИ, 1990.- 76 с.
  8. Э.И., Майминас Е. З. Решения: теория, информация, моделирование.- М.: Радио и связь, 1981.- 328 с.
  9. Т.А. Состояние и перспективы разработки баз знаний интеллектуальных систем // Новости искусственного интеллекта, — М.- 1996.- N 1.- С. 5−43.
  10. Ю.Гафт М. Г. Принятие решений при многих критериях, — М.: Знание, 1979, — 64 с.
  11. A.JI. Исследование операций: многокритериальные задачи.- Пермь: ПГТУ, 1995.- 72 с.
  12. Г. К., Бендерева Э. И. Технологическое проектирование в комплексных автоматизированных системах подготовки производства.- М.: Машиностроение, 1981.- 456 с.
  13. ГОСТ 19 521–74. Сварка металлов. Классификация.- М.: Изд-во стандартов, 1974, — 13 с.
  14. В.А., Захаров В. В., Коваленко А. Н. Введение в системный анализ.- JI: Изд-во ЛГУ, 1988.- 232 с.
  15. С.М. Справочник по сварке цветных металлов.- Киев: Наукова думка, 1981.- 607 с.
  16. Д., Мишел Д., Тейлор Д. Программирование в среде Delphi: Пер. с англ.- К.: НИПФ ДиаСофт Лтд., 1995, — 608 с.
  17. П.Г., Марков Е.П. Delphi среда визуального программирования.- СПб.: BHV-Санкт-Петербург, 1996.- 352 с.
  18. A.M., Степаненко О. Г. Экспертная система для принятия проектных решений. // Проектирование систем управления.: Сб. науч. тр.- Тверь, 1995, — С. 26−32.
  19. Диалоговая система автоматизированного проектирования технологических процессов сборки и сварки: САПР сварка.: Метод, рекомендации.- М.: ВНИИ информ. и техн.-экон. исслед. по машиностроению и работотехнике, 1990.- 30 с.
  20. Г. Что такое экспертная система // КомпьютерПресс.-М, — 1996, — N2, — С. 76−78.
  21. Е.А. Оценка и выбор решений по многим критериям.- М.: МИФИ, 1995.- 111 с.
  22. C.B., Ларичев О. И. Многокритериальные методы принятия решений.- М.: Знание, 1985.- 32 с.
  23. И.С. Методы, алгоритмы, программы многомерного статистического анализа: Пакет ППСА.- М.: Финансы и статистика, 1986.- 232 с.
  24. И.С., Ханапетов М. В. Сварка порошковой проволокой.
  25. М.: Высшая школа, 1986.- 94 с.
  26. А.Н. Вероятностно-статистическая модель оптимизации поиска решений в продукционных экспертных системах // Известия АН. Теория и системы управления.- 1995.- N 5.- С. 124−132.
  27. В.Ф. Сварка и пайка жаропрочных сплавов в судостроении.-Л.: Судостроение, 1986.- 221 с.
  28. Р.Л., Райфа X. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения: Пер. с англ./Под ред. И. Ф. Шахнова.- М.: Радио и связь, 1981.- 560 с.
  29. Л.М. Нечеткие процедуры принятия решений на основе бинарных отношений: (Инвариант, подход).- М.: ВЦ РАН, 1992.62 с.
  30. А.Д. Сварка в среде защитных газов.- М.: Высшая школа, 1974.- 220 с.
  31. Э.В. Модели представления и решения задач выбора на основе таблиц соответствий (с примерами из области сварки).-Пермь: Изд-во ПГТУ, 2000, — 76 с.
  32. Э.В. Пути дальнейшего совершенствования автоматизированного проектирования технологии сварки // Сварка и родственные технологии: Респ. межвед. сб. науч. тр. Вып. 2.- Минск: НИКТИ СП, 1999, — С. 21−24.
  33. Э. В. Хомов К.Ю. Использование нечетких множеств при моделировании задач выбора решений // Механика и технология материалов и конструкций.: Вестник ПГТУ № 2.- Пермь, 1999.- С. 108 111.
  34. Э.В., Хомов К. Ю. Использование таблиц соответствий для решения задач выбора в области сварки // Информационные управляющие системы.: Сб. науч. тр.- Пермь, 1999.-С. -210−213.
  35. Э.В., Хомов К. Ю. Продукционные правила в модели решения задачи выбора способа сварки.- Деп. ВИНИТИ № 830-В99.- М., 1999,-4 с.
  36. Э.В., Хомов К. Ю., Соломеин C.B. Электронные аналоги печатных источников информации // Механика и технология материалов и конструкций.: Вестник ПГТУ № 2, — Пермь, 1999.- С. 112 115.
  37. Э.В., Ярушкин Б. И. Новый подход к созданию экспертных систем в области сварки // Сварка и родственные технологии — в XXI век: Тез. докладов Междунар. конф.- Киев: ИЭС им. Е. О. Патона, 1998, — С.61−62.
  38. О.И. Объективные модели и субъективные решения.-М.: Наука, 1987, — 143 с.
  39. О.И., Мошкович Е. М. Качественные методы принятия решений: Вербальный анализ решений.- М.: Наука, 1996.- 207 с.
  40. .Г. Экспертные оценки и принятие решений.- М.: ПП «Патент», 1996, — 271 с.
  41. С.А. Технология принятия решений на основе СППР «Альтернатива» // Управляющие системы и машины.- Киев.- 1996.- N 3.-С. 81−87.
  42. Д. Программирование экспертных систем на Турбо Прологе: Пер. с англ.- М.: Финансы и статистика, 1994.- 256 с.
  43. A.H., Мелихова O.A. О логическом выводе в интеллектуальных системах на основе нечеткой аналогии. // Известия АН. Теория и системы управления.- 1995.- N 5.- С. 112−123.
  44. Мизрохи C.B. Turbo Pascal и объектно-ориентированное программирование.- М.: Финансы и статистика, 1992.- 192 с.
  45. О.Б., Хомов К. Ю., Лазарсон Э. В. Тестирование таблиц соответствий // Теоретические и прикладные аспекты информационных технологий.: Сб. науч. тр. / ГП НИИУМС, — Пермь, 1999.- Вып. 48, — С. 78−82.
  46. М.Р., Коряжкин В. В. Автоматизированное проектирование технологии сварки конструкций машиностроения: Учеб. пособие.- Брянск, 1993.- 79 с.
  47. В.В., Логинов Ю. В., Кутана И. Д. Автоматизация технологической подготовки при изготовлении металлоконструкций. // Автоматическая сварка, 1980, № 2.- С. 1−4.
  48. В.В., Ногин В. Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач.- М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1982.256 с.
  49. С.П. Разработка элементов экспертной системы по выбору способа сварки: дипломный проект. / Науч. руководитель Э. В. Лазарсон.- Пермь, 1989.- 58 с.
  50. А.Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом.- Киев: Наукова думка, 1983.- 68 с.
  51. А.Г. Сварка в углекислом газе.- М.: Машиностроение, 1987.- 50 с.
  52. A.A. Решение задач проектирования средствами экспертной системы, — Минск: ИТК, 1987.- 18 с.
  53. А.Г., Толкачев A.A. Автоматизация принятия проектных решений на основе баз знаний.- Минск: БелНИИНТИ, 1989.58 с.
  54. Рау Б. Проблемы и методы принятия решений в задачах с многими целевыми функциями // Вопросы анализа и процедуры принятия решений.- М.: Мир, 1976.- с. 20−58.
  55. Ю. Техника сварки. Справочник в двух частях.- М: Металлургия, 1984.- 549 с.
  56. В.Л. Дуговая сварка в инертных газах,— Л.: Судостроение, 1974.-118 с.
  57. САПР и микропроцессорная техника в сварочном производстве: Материалы семинара.- М.: МДНТП, 1991.- 152 с.
  58. Сварка в машиностроении. Справочник. Т.1. / Под ред. Ольшанского H.A.- М.: Машиностроение, 1987.- 501 с.
  59. Сварка в смеси активных газов. / Аснис А. Е., Гутман Л. М., Покладий В. Р. и др.- Киев: Наукова думка, 1982.- 213 с.
  60. Сварка и резка в промышленном строительстве. Справочник монтажника.-М.: Стройиздат, 1980.- 505 с.
  61. В.В., Пивнев А. Д., Стопченко Г. И. Средства взаимодействия человека с ЭВМ для принятия решений в автоматизированных системах.- Киев: УМКВО, 1991.- 223 с.
  62. В.М., Керов JI.A., Дерюшев Создание Windows и Internet-приложений в виде виртуальных книг.- Санкт-Петербург: ЭЛБИ, 1998.- 254 с.
  63. A.A. Методика и программные средства приобретения знаний для интеллектуальных систем и поддержки принятия решений. // Проектирование систем управления.: Сб. науч. тр.- Тверь, — 1995.- С. 5964.
  64. ., Фостер Д. Л. Программирование экспертных систем на Паскале: Пер. с англ.- М.: Финансы и статистика, 1990.- 191 с.
  65. Е.Д. Введение в интеллектуальные АРМ и экспертные системы в машиностроении,— СПб.: ЛИАП, 1991.- 85 с.
  66. В.И., Короткова Г. М. Технология и оборудование для сварки трехфазной дугой неплавящимся электродом.- Куйбышев: Куйбышевский авиационный институт, 1984.- 81 с.
  67. А.П., Толкачев A.A. Выбор технологических решений на основе баз знаний в САПР ТП сварки. // Сварочное производство, 1990, № 4.- С. 16−19.
  68. Теория выбора и принятия решений: Учебное пособие.- М.: Наука, 1982, — 328 с.
  69. Теория сварочных процессов / Волченко В. М., Ямпольский В. М., Винокуров В. А. и др.- М.: Высшая школа, 1988.- с. 20−24.
  70. Теория сварочных процессов / Под ред. В. В. Фролова.- М.: Высш. шк., 1988.- 559 с.
  71. В.И., Либанов A.B. Выбор и применение способов сварки при изготовлении конструкции.- Киев: Наукова думка, 1987.-190с.
  72. Технология механизированной дуговой и электрошлаковой сварки. / Каховский Н. И., Готальский В. Н., Потон В. Е. и др.- М.: Высшая школа, 1972.-367 с.
  73. Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений,— М.: СИНТЕГ, 1998, — 376 с.
  74. Ю.Н., Макаров A.A. Анализ данных на компьютере.-М.: ИНФРА-М, Финансы и статистика, 1995.- 384 с.
  75. Д. Руководство по экспертным системам: Пер. с англ.- М.: Мир, 1989, — 388 с.
  76. А.Г. Создание Windows-приложений в среде Delphi.-М.: Компьютер-Пресс, 1995.- 286 с.
  77. К.Ю. Объектно-ориентированная технология. // Информационные управляющие системы.: Сб. науч. тр. ПГТУ- Пермь, 1997, — С. 182−183.
  78. К.Ю., Низамутдинов О. Б., Лазарсон Э. В. Анализ табличных моделей задач выбора решений // Информационные управляющие системы.: Сб. науч. тр. ПГТУ- Пермь, 1999.- С. 99−102.
  79. JI.П. Оборудование и технология дуговой автоматической и механизированной сварки.- Новосибирск: Высшая школа, 1986.- 279 с.
  80. С.П., Иванов A.C. Синтаксический и семантический анализ продукционных баз знаний // Искусственный интеллект: Теория и приложения.: Межвуз. сб. науч. тр.- Саратов.- 1995.- Вып. 2.- С. 53−59.
  81. Р. Многокритериальная оптимизация. Теория вычисления и приложения: Пер. с англ.- М.: Радио и связь, 1992.- 504 с.
  82. М., Стэнсфилд Р. Методы принятия решений.- М.: Аудит, 1997.- 590 с.
  83. Экспертные системы в сварке: Аналит. обзор. / В. И. Махненко, Ю. А. Скоснягин, И. Г. Лавринец и др.- Киев: ИЭС, 1991, — 49 с.
  84. Экспертные системы для персональных компьютеров: методы, средства, реализации / B.C. Крисевич, Л. А. Кузьмин, A.M. Шиф и др.-Мн.: Выш. шк., 1990, — 197 с.
  85. Д.Б. Вычислительные методы теории принятия решений.- М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989.- 320 с.
  86. Т. М. Системы продукций: структура, технология, применение, — Новосибирск: ВЦ СО АН СССР, 1990.- 127 с.
  87. Budgifvars S. Ordenadores especialistos en soldadura: El uso de la inteligencia artifical pare faciliar la soldadure // Met.Y.Elec., 1989, 53, № 609, — P. 66−88.
  88. Experten system ays den USA. Intelligentes Schweib-Programn // Ind-Auz, 1987, 109, № 17.- P. 40.
  89. Fakuda Shuichi, Maedo Akihiko Development of an expert system for welding design support an attempt // Trans. JWRI, 1985, 14, № 1, — P. 171−176.
  90. Holtkemeir Ullrich CAD zum Schweiben. Grundlagen zum schwibgerechen Gestalten in Einzelschreitten // Techno-Tip, 1986, 16, № 16.- P. 88−94.-116
  91. Jones Jerald, Turpin William Developing an expert system for engineering // Cime, 1986, 5, № 3.- P. 10−16.
  92. Lucas W., Brightmore A.D. Expert system for welding engineers // Metal Constr., 1987, 19, № 5, — P. 254−258.
  93. Neumann A. EDV Programme fur die Schweibtechnik // Technisch-Wissenschaftliche Abhandlung des ZIS, 1987.- P. 35−46.
  94. Reeves R.E., Manley T.D., Potter A. Expert system technology wild process control system // Weld J., 1988, 67, № 6, — P. 33−41.
  95. Taylor W.A. Expert system to generate arc welding procedures // Metal Constr., 1986, 18, № 7.- P. 426−431.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!