第三章計算機輔助工藝設計

單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,,,*,見習機械設計工程師資格考試培訓課程,第3章 計算機輔助工藝設計,3.1 計算機輔助工藝設計的概念,3.2 計算機輔助工藝設計的步驟,3.3 成組技術,3.4 半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng),3.5 人式智能技術,3.6 網(wǎng)絡化CAPP系統(tǒng),3.7 網(wǎng)絡CAPP系統(tǒng)的實例,,,考試內容,1）掌握CAPP的概念及與傳統(tǒng)工藝設計比較所具有的優(yōu)勢。,2）熟悉CAPP的基本類型及特點。,3）了解CAPP的步驟及內容。,4）掌握成組技術概念、分類，了解成組技術三種基本編碼結構及常用的三種分類編碼系統(tǒng)。,5）掌握半創(chuàng)成式CAPP概念和功能模塊組成。,6）熟悉半創(chuàng)成式CAPP的工藝設計準備的步驟及內容。,7）了解人工智能技術和專家系統(tǒng)的概念和構成；知識表示方法及其推理。,8）了解網(wǎng)絡化CAPP系統(tǒng)的組成。,,知識要點：,1、CAPP概述,①中英文定義 ②存在的優(yōu)點,③6種基本類型、特點 ④5個設計步驟,2、成組技術,①定義②成組工藝③3種基本編碼結構,④常用分類編碼系統(tǒng)、分組方法,3、半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng),①概念與功能模塊,②工藝設計準備步驟及內容,4、人工智能與專家系統(tǒng),①相關定義 ②人工智能研究領域,③專家系統(tǒng)的結構,④知識表示方法、推理,5、網(wǎng)絡化CAPP系統(tǒng),①基本構成：知識庫、數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)管理模塊、工藝制定模塊、工藝管理模塊,,第3章,3.1,CAPP（,Computer Aided Process Planning,)的概念,隨著制造業(yè)信息化的推廣和應用，傳統(tǒng)的工藝設計已不能滿足要求，CAPP應運而生。,CAPP,——,利用計算機技術輔助工藝師完成零件從毛坯到成品的設計和制造過程，是將產(chǎn)品的設計信息轉換成制造信息的一種技術。,是通過向計算機輸入被加工零件的,幾何信息,（形狀、尺寸等）和,工藝信息,（材料、熱處理、批量等），由計算機自動輸出零件的工藝路線和工序內容的過程。,?概念,工藝設計：,生產(chǎn)準備工作第一步，是連接設計與制造的橋梁，,工藝設計的結果是完成加工工藝規(guī)程。,√,,第3章,,毛坯,設計,工藝,路線,工序,設計,工時,定額,工裝,設計,余量,分配,切削,用量,工時,定額,機床刀,具選用,工序圖,繪制,CAPP,工藝規(guī)程：,決定零件加工方法、加工路線，是工裝設計制造的主要依據(jù)。,,與傳統(tǒng)工藝設計相比：,第3章,CAPP概念,1）縮短工藝設計周期，保證設計質量。,2）將工藝師從繁重的、重復性的手工勞動中解放。,3）保存老工藝設計師的經(jīng)驗，保證工藝設計的可繼承性。,4）有利于工藝設計的標準化和最優(yōu)化。,5）為實現(xiàn)計算機集成制造系統(tǒng)提供技術基礎。,現(xiàn)代CAPP的發(fā)展趨勢：,智能化、集成化、實用化,√,,第3章,?CAPP在,CAD/CAPP/CAM,集成系統(tǒng)中的作用,CAPP作用,市場需求,CAD,CAPP,CAM,產(chǎn)品輸出,CAPP是CAD與CAM間的,橋梁,，,設計信息只有通過工藝過程設計才能轉換成制造信息，,從而實現(xiàn)CAD/CAPP/CAM一體化。,集成的目的：,是實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的數(shù)字交換，為CAM技術提供制造數(shù)據(jù)的準備，實現(xiàn)復雜技術的快速交換。,,第3章,?CAPP的基本類型（6種）,1、檢索式CAPP系統(tǒng),,最簡單，用于大批量、工件種類少、變化不大且相似程度高的場合，,不需編碼。,2、派生式CAPP系統(tǒng),,建立在成組技術上；零件族；標準樣件；結構簡單，易于建立、便于維護、可靠性高，應用廣泛。,3、創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng),,無標準規(guī)程，有收集工藝數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫和工藝專家知識的知識庫；不完善。,4、半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng),,派生式與創(chuàng)成式的結合。實用性很強。,5、廣義CAPP系統(tǒng),6、智能型CAPP系統(tǒng),面向零件CAPP,→,面向產(chǎn)品CAPP,→,面向企業(yè)CAPP,,PP：,加工工藝過程編制（Process Planning）,,→,生產(chǎn)過程編制（ Production Planning,）,√,,第3章,?,CAPP的基本構成,CAPP技術包括：,成組技術（Group Technology)、零件信息的描述與獲取、工藝設計決策機制、工藝知識的獲取及表示、工序圖及其他文檔的生成、NC加工指令的自動生成及加工過程動態(tài)仿真、工藝數(shù)據(jù)庫的建立等。,√,,第3章,CAPP基本模塊：,1、控制模塊,,協(xié)調各模塊運行、通過人機交互窗口，實現(xiàn)人機交流，控制零件信息獲取。,2、零件信息輸入模塊,,有人機交互、由CAD模型轉換等方法。,3、工藝過程設計模塊,,形成加工工藝流程和工藝過程卡,4、工序決策模塊,,生成工序卡，對工序尺寸計算，生成工序圖,。,5、工步?jīng)Q策模塊,,確定切削用量，形成NC加工的刀位文件。,6、NC加工指令生成模塊,,調用NC指令代碼系統(tǒng)，產(chǎn)生NC加工控制指令。,7、輸出模塊,,輸出形成工藝文件,8、加工過程動態(tài)仿真,,檢查工藝的正確性。,√,,第3章,3.2,CAPP的步,驟,驟,1、產(chǎn),品,品圖樣,的,的信息,輸,輸入,是CAPP的,第,第一步,。,。零件,信,信息包,括,括幾何信,息,息和工,藝,藝信息。描述,要,要準確,、,、科學,、,、完整,。,。,2、工,藝,藝路線,和,和工序,內,內容的,擬,擬定,包括：定位和,夾,夾緊方,案,案的選,擇,擇，加,工,工方法,的,的選擇,，,，加工,順,順序的,安,安排。是CAPP的,關,關鍵步,驟,驟，主,要,要方法,人,人工智,能,能和模,糊,糊決策,等,等。,3、加,工,工設備,和,和工藝,裝,裝備的,確,確定,4、工,藝,藝參數(shù),計,計算,切削用,量,量、加,工,工余量,、,、時間,定,定額、,工,工序尺,寸,寸及其,公,公差等,的,的計算,。,。最終,生,生成零,件,件的毛,坯,坯圖。,5、輸,出,出工藝,文,文件,按工廠,要,要求表,格,格形式,輸,輸出，,在,在工序,卡,卡中有,工,工序簡,圖,圖。圖,形,形可據(jù),零,零件信,息,息輸入,，,，也可,由,由CAD得到,。,。,,√,,3.3,成組技,術,術,第3章,1、概,述,述,成組技,術,術是CAM的,基,基礎。70年,代,代后，,成,成組工,藝,藝與計,算,算機技,術,術和數(shù),控,控技術,結,結合，,以,以成組,技,技術為,基,基礎的,柔,柔性制,造,造系統(tǒng),（,（FMS）運,用,用到產(chǎn),品,品設計,、,、制造,工,工藝、,生,生產(chǎn)管,理,理等諸,多,多領域,，,，形成,了,了以成,組,組技術,特,特色的CAD/CAPP/CAM,計,計算機,集,集成制,造,造系統(tǒng),。,。,成組技,術,術的理,論,論基礎,—,——相,似,似性，,核,核心—,—,—成組,工,工藝,計算機,技,技術、,數(shù),數(shù)控技,術,術、相,似,似論、,方,方法論,、,、系統(tǒng),論,論等,成組技,術,術,機械零,件,件：,復雜件,或,或特殊,件,件,相似件,（相似,而,而具有,一,一定通,用,用性，,數(shù),數(shù)量大,、,、品種,多,多，占,零,零件總,數(shù),數(shù)的70%),標準件,（合理,對,對零件,分,分類編,組,組，識,別,別相似,性,性，產(chǎn),生,生零件,的,的分類,編,編碼系,統(tǒng),統(tǒng)）,√,,第3章,成組技,術,術,成組工,藝,藝：,把尺寸,、,、形狀,、,、工藝,相,相似性,的,的零件,組,組成一,個,個個零,件,件族，,按,按零件,族,族制定,工,工藝進,行,行生產(chǎn),。,。擴大,了,了批量,，,，減少,了,了品種,，,，便于,高,高效生,產(chǎn),產(chǎn)。為,多,多品種,、,、少批,量,量生產(chǎn),開,開辟了,一,一條經(jīng),濟,濟性好,、,、效益,高,高的新,途,途徑。,基本相,似,似性：,零件在,幾,幾何形,狀,狀、尺,寸,寸、功,能,能要素,、,、精度,、,、材料,等,等方面,的,的相似,性,性。,二次相,似,似性：,在制造,、,、裝配,的,的生產(chǎn),、,、經(jīng)營,、,、管理,等,等方面,導,導出的,相,相似性,。,。具有,重,重要的,理,理論和,實,實用價,值,值。,意義：,成組技,術,術揭示,和,和利用,了,了基本,相,相似性,和,和二次,相,相似性,，,，使企,業(yè),業(yè)得到,統(tǒng),統(tǒng)一的,數(shù),數(shù)據(jù)和,信,信息，,獲,獲得經(jīng),濟,濟效益,，,，并為,建,建立集,成,成信息,系,系統(tǒng)打,下,下基礎,。,。,√,,第3章,成組技,術,術,成組技,術,術的分,類,類編碼,系,系統(tǒng),成組技,術,術的關,鍵,鍵——,按,按一定,規(guī),規(guī)則分,類,類編碼,，,，實現(xiàn),產(chǎn),產(chǎn)品的,數(shù),數(shù)字化,表,表示。,分類編,碼,碼系統(tǒng),是,是用數(shù),字,字、字,母,母或符,號,號，將,機,機械零,件,件圖上,的,的各種,特,特征進,行,行描述,和,和標識,的,的一套,特,特定的,法,法則和,規(guī),規(guī)定。,特,特征包,括,括：零,件,件的幾,何,何特征,、,、加工,形,形式、,尺,尺寸、,精,精度、,熱,熱處理,等,等。,三種基,本,本編碼,結,結構：層次,結,結構,、,、鏈,式,式結,構,構、,混,混合,結,結構,只使,用,用數(shù),字,字表,示,示,三種,常,常用,字,字編,碼,碼系,統(tǒng),統(tǒng)：Opitz、KK,—,—3,、,、JLBM-1,零件,的,的分,組,組方,法,法,按編,碼,碼系,統(tǒng),統(tǒng)將,零,零件,編,編碼,后,后進,行,行分,組,組，,即,即采,用,用不,同,同的,相,相似,性,性標,準,準，,將,將零,件,件劃,分,分為,具,具有,不,不同,屬,屬性,的,的零,件,件族,。,。,1、,視,視檢,法,法（,經(jīng)驗,法,法,）,2、,生,生產(chǎn),流,流程,分,分析,法,法（,把工,藝,藝流,程,程相,似,似的,零,零件,歸,歸為,一,一類,）,3、,編,編碼,分,分類,法,法（,相似,特,特征,分,分類,法,法，,按,按照相似,標,標準直接,編,編碼,分,分類,）,√,√,,第3,章,章,派生,式,式CAPP,工作,原,原理,：,：,利用,零,零件,相,相似,性,性檢,索,索現(xiàn),有,有工,藝,藝的,一,一種,軟,軟件,系,系統(tǒng),。,。要,求,求先,對,對零,件,件編,碼,碼，,根,根據(jù),編,編碼,確,確定,所,所屬,零,零件,族,族，,調,調用,該,該族,零,零件,標,標準,工,工藝,，,，經(jīng),過,過編,輯,輯修,改,改，,最,最終,獲,獲得,零,零件,工,工藝,規(guī),規(guī)程,。,。,派,生,式,CAPP,工,作,原,理,,第3章,零件族特,征,征矩陣庫,,第3章,派生式CAPP開,發(fā),發(fā)過程,1),根據(jù)產(chǎn)品,特,特點與生,產(chǎn),產(chǎn)情況，,確,確定編碼,系,系統(tǒng)；,2),進行零件,編,編碼；,3),對零件分,類,類，形成,若,若干零件,族,族，建立,零,零件族特,征,征矩陣庫,；,；,4)對各,零件族構,造,造“典型,零,零件”；,5),編制“典,型,型零件”,標,標準工藝,和,和相應的,工,工序內容,；,；,6)建立,工,工藝數(shù)據(jù),庫,庫，存儲,常,常用工藝,數(shù),數(shù)據(jù)和規(guī),范,范；,7)編制,系,系統(tǒng)程序,，,，實現(xiàn)各,功,功能模塊,。,。,派生式CAPP特,點,點,1),以成組技,術,術為基礎,，,，理論上,比,比較成熟；,2),應用范圍,比,比較廣泛,，,，有較好,的,的實用性；,3),適用于結,構,構比較簡單的零件，,尤,尤其回轉,類,類零件；,4),繼承企業(yè),較,較成熟的,傳,傳統(tǒng)工藝,，,，但系統(tǒng),柔,柔性度較,差,差；,5),對于相似,性,性較差的,復,復雜零件,，,，難以編,碼,碼描述。,,第3章,創(chuàng)成式CAPP,工作原理,：,：,根據(jù)零件,模,模型和工,藝,藝信息，,應,應用決策,邏,邏輯，模,擬,擬工藝人,員,員決策過,程,程，自動創(chuàng)成加工工藝,規(guī),規(guī)程，完,成,成機床刀,具,具選擇和,工,工藝過程,優(yōu),優(yōu)化。,創(chuàng)成式CAPP系,統(tǒng),統(tǒng)工作原,理,理,,第3章,創(chuàng)成式CAPP開,發(fā),發(fā)過程,1)確定,系,系統(tǒng)對象,范,范圍，是,針,針對回轉,體,體零件還,是,是非回轉,體,體零件；,2)確定,零,零件描述,方,方法，是,型,型面單元,描,描述還是,體,體素組合,語,語言描述,；,；,3)確定,和,和建立工,藝,藝決策模,型,型，用決,策,策表還是,決,決策樹；,4)建立,加,加工資源,數(shù),數(shù)據(jù)庫，,包,包括機床,、,、夾具、,刀,刀具、切,削,削用量等,；,；,5)設計,系,系統(tǒng)主控,模,模塊、人,機,機接口模,塊,塊、工藝,文,文件生成,和,和輸出模,塊,塊。,,創(chuàng)成式CAPP特,點,點,1)通過,邏,邏輯推理,，,，自動決策生成零件,工,工藝規(guī)程,，,，無需人,為,為干預；,2)具有,較,較高的柔,性,性，適應范圍,廣,廣；,3)便于,與,與CAD,和,和CAM,系,系統(tǒng)的集,成,成；,4)系統(tǒng),實,實現(xiàn)較為,困,困難，目,前,前只能處,理,理特定環(huán),境,境下的特,定,定零件。,不完善。,,半創(chuàng)成式CAPP,系,系統(tǒng),第3章,設計工藝,時,時，系統(tǒng),首,首先設計,工,工藝路線,，,，再設計,工,工序。元,件,件工藝路,線,線的設計,是,是通過檢,索,索其零件,族,族的標準,工,工藝，由,計,計算機根,據(jù),據(jù)具體零,件,件的幾何,形,形狀、加,工,工精度和,工,工藝參數(shù),經(jīng),經(jīng)過一系,列,列的刪除,、,、選擇得,到,到，而每,一,一工序的,內,內容是根,據(jù),據(jù)零件的,輸,輸入?yún)?shù),經(jīng),經(jīng)過工序,創(chuàng),創(chuàng)成而得,到,到的，較,充,充分地體,現(xiàn),現(xiàn)了檢索與創(chuàng),成,成相結合,的,的優(yōu)點。,原理：,半創(chuàng)成式CAPP,系,系統(tǒng)是以,成,成組技術,為,為基礎，,以,以單件、,中,中小批量,生,生產(chǎn)企業(yè),為,為應用對,象,象，,采取派生與創(chuàng),成,成相結合的方法生,成,成工藝規(guī),程,程，即工藝設計,采,采用派生,法,法，工序,設,設計則采,用,用創(chuàng)成決,策,策方法產(chǎn),生,生。,特點：,具有系統(tǒng),簡,簡潔、快,捷,捷、靈活,、,、實用性,強,強的特點,。,。,,系統(tǒng)的基,本,本構成,第3章,半創(chuàng)成式CAPP,系,系統(tǒng),八個模塊,：,：,1、主程,序,序模塊2,、,、輔助編,碼,碼模塊3,、,、輸入和,編,編輯模塊4、數(shù)據(jù),準,準備與工,藝,藝路線設,計,計模塊5,、,、工序設,計,計模塊6,、,、工序尺,寸,寸計算模,塊,塊7、編,輯,輯輸出模,塊,塊8、數(shù),據(jù),據(jù)庫維護,模,模塊,基本工藝,資,資源庫,半創(chuàng)成式CAPP,系,系統(tǒng)——,需,需大量的,基,基本工藝,數(shù),數(shù)據(jù),,第3,章,章,半,創(chuàng),創(chuàng),成,成,式,式CAPP,系,系,統(tǒng),統(tǒng),工,藝,藝,設,設,計,計,準,準,備,備,：,：,一,、,、,零,零,件,件,設,設,計,計,信,信,息,息,的,的,輸,輸,入,入,二,、,、,數(shù),數(shù),據(jù),據(jù),準,準,備,備,三,、,、,計,計,算,算,機,機,輔,輔,助,助,編,編,碼,碼,與,與,自,自,動,動,編,編,碼,碼,,第3,章,章,一,、,、,零,零,件,件,設,設,計,計,信,信,息,息,的,的,輸,輸,入,入,工,藝,藝,設,設,計,計,準,準,備,備,：,：,半,創(chuàng),創(chuàng),成,成,式,式CAPP,系,系,統(tǒng),統(tǒng),1,、,、,形,形,面,面,要,要,素,素,輸,輸,入,入,2,、,、,軸,軸,向,向,尺,尺,寸,寸,輸,輸,入,入,3,、,、,其,其,他,他,信,信,息,息,輸,輸,入,入,二,、,、,數(shù),數(shù),據(jù),據(jù),準,準,備,備,1,、,、,根,根,據(jù),據(jù),表,表,面,面,粗,粗,糙,糙,度,度,和,和,公,公,差,差,等,等,級,級,對,對,主,主,要,要,形,形,面,面,要,要,素,素,進,進,行,行,排,排,序,序,，,，,建,建,立,立,磨,磨,削,削,表,表,面,面,指,指,針,針,；,；,2,、,、,根,根,據(jù),據(jù),各,各,主,主,要,要,形,形,面,面,要,要,素,素,的,的,徑,徑,向,向,尺,尺,寸,寸,和,和,相,相,互,互,位,位,置,置,關,關,系,系,構,構,造,造,車,車,削,削,加,加,工,工,樹,樹,；,；,3,、,、,建,建,立,立,各,各,非,非,車,車,削,削,加,加,工,工,形,形,面,面,要,要,素,素,的,的,指,指,針,針,。,。,三,、,、,計,計,算,算,機,機,輔,輔,助,助,編,編,碼,碼,與,與,自,自,動,動,編,編,碼,碼,在CAPP,中,中,，,，,零,零,件,件,編,編,碼,碼,是,是,檢,檢,索,索,標,標,準,準,工,工,藝,藝,路,路,線,線,的,的,間,間,接,接,關,關,鍵,鍵,字,字,（,（,直,直,接,接,關,關,鍵,鍵,字,字,為,為,零,零,件,件,所,所,屬,屬,的,的,零,零,件,件,族,族,號,號,）,）,。,。,在,在,工,工,藝,藝,設,設,計,計,前,前,，,，,必,必,須,須,確,確,定,定,零,零,件,件,的,的,成,成,組,組,編,編,碼,碼,，,，,要,要,配,配,置,置,一,一,個,個,自,自,動,動,編,編,碼,碼,子,子,系,系,統(tǒng),統(tǒng),，,，,在,在,零,零,件,件,信,信,息,息,輸,輸,入,入,后,后,，,，,自,自,動,動,生,生,成,成,零,零,件,件,的,的,成,成,組,組,編,編,碼,碼,。,。,,第3,章,章,半,創(chuàng),創(chuàng),成,成,式,式CAPP,系,系,統(tǒng),統(tǒng),工,藝,藝,過,過,程,程,設,設,計,計,：,：,一,、,、,工,工,藝,藝,路,路,線,線,的,的,確,確,定,定,零,件,件,工,工,藝,藝,路,路,線,線,的,的,最,最,終,終,形,形,式,式,—,—,—,—,所,所,屬,屬,零,零,件,件,族,族,的,的,標,標,準,準,工,工,藝,藝,路,路,線,線,。,。,它,它,按,按,照,照,零,零,件,件,的,的,成,成,組,組,編,編,碼,碼,確,確,定,定,其,其,所,所,屬,屬,族,族,別,別,，,，,再,再,以,以,該,該,零,零,件,件,族,族,的,的,序,序,號,號,為,為,關,關,鍵,鍵,字,字,檢,檢,索,索,得,得,到,到,。,。,因,為,為,標,標,準,準,工,工,藝,藝,路,路,線,線,是,是,針,針,對,對,整,整,個,個,零,零,件,件,族,族,而,而,設,設,計,計,的,的,，,，,它,它,考,考,慮,慮,到,到,零,零,件,件,族,族,中,中,可,可,能,能,出,出,現(xiàn),現(xiàn),的,的,全,全,部,部,加,加,工,工,特,特,征,征,，,，,其,其,工,工,序,序,數(shù),數(shù),量,量,對,對,族,族,內,內,某,某,一,一,具,具,體,體,零,零,件,件,來,來,說,說,只,只,多,多,不,不,少,少,，,，,必,必,須,須,經(jīng),經(jīng),過,過,刪,刪,減,減,整,整,理,理,才,才,能,能,使,使,用,用,。,。,二,、,、,機,機,床,床,選,選,擇,擇,由,加,加,工,工,方,方,法,法,和,和,標,標,準,準,工,工,藝,藝,決,決,定,定,，,，,機,機,床,床,型,型,號,號,的,的,選,選,擇,擇,根,根,據(jù),據(jù),零,零,件,件,的,的,尺,尺,寸,寸,參,參,數(shù),數(shù),確,確,定,定,。,。,如,如,車,車,床,床,據(jù),據(jù),零,零,件,件,的,的,長,長,度,度,和,和,最,最,大,大,直,直,徑,徑,選,選,定,定,，,，,鉆,鉆,床,床,據(jù),據(jù),零,零,件,件,上,上,待,待,加,加,工,工,孔,孔,的,的,最,最,大,大,孔,孔,徑,徑,選,選,定,定,，,，,外,外,圓,圓,磨,磨,床,床,據(jù),據(jù),零,零,件,件,的,的,長,長,度,度,和,和,最,最,大,大,直,直,徑,徑,選,選,定,定,等,等,。,。,,第3,章,章,人,工,工,智,智,能,能AI,（,（ArtificialIntellegence),：,主,主,要,要,運,運,用,用,知,知,識,識,進,進,行,行,問,問,題,題,求,求,解,解,。,。,它,它,以,以,知,知,識,識,為,為,對,對,象,象,，,，,研,研,究,究,知,知,識,識,的,的,表,表,示,示,、,、,知,知,識,識,的,的,運,運,用,用,和,和,知,知,識,識,的,的,獲,獲,取,取,。,。,,專,家,家,系,系,統(tǒng),統(tǒng),（,（ExpertSystem),是,人,人,工,工,智,智,能,能,的,的,一,一,個,個,分,分,支,支,，,，,它,它,是,是,一,一,個,個,智,智,能,能,的,的,計,計,算,算,機,機,程,程,序,序,，,，,即,即,運,運,用,用,知,知,識,識,和,和,推,推,理,理,步,步,驟,驟,來,來,解,解,決,決,只,只,有,有,專,專,家,家,才,才,能,能,解,解,決,決,的,的,復,復,雜,雜,問,問,題,題,。,。,,隨,著,著,企,企,業(yè),業(yè),信,信,息,息,化,化,對,對CAPP,系,系,統(tǒng),統(tǒng),在,在,集,集,成,成,化,化,、,、,網(wǎng),網(wǎng),絡,絡,化,化,和,和,自,自,動,動,化,化,方,方,面,面,不,不,斷,斷,增,增,加,加,的,的,要,要,求,求,，,，,基,基,于,于,知,知,識,識,的,的,智,智,能,能CAPP,系,系,統(tǒng),統(tǒng),越,越,來,來,越,越,引,引,起,起,人,人,們,們,興,興,趣,趣,。,。,目,目,前,前,國,國,內,內,外,外,已,已,經(jīng),經(jīng),出,出,現(xiàn),現(xiàn),一,一,些,些,以,以,專,專,家,家,系,系,統(tǒng),統(tǒng),為,為,核,核,心,心,的,的,智,智,能,能,型,型CAPP,系,系,統(tǒng),統(tǒng),。,。,,3.5,人,工,工,智,智,能,能,技,技,術,術,人,工,工,智,智,能,能,技,技,術,術,,第3,章,章,通,常,常,軟,軟,件,件,系,系,統(tǒng),統(tǒng),＝,＝,數(shù),數(shù),據(jù),據(jù),＋,＋,算,算,法,法,專,家,家,系,系,統(tǒng),統(tǒng),＝,＝,知,知,識,識,＋,＋,推,推,理,理,一,、,、,專,專,家,家,系,系,統(tǒng),統(tǒng),組,組,成,成,人,工,工,智,智,能,能,技,技,術,術,√,,第3,章,章,知,識,識,庫,庫,（KnowledgeBase),在,專,專,家,家,系,系,統(tǒng),統(tǒng),中,中,存,存,放,放,的,的,專,專,家,家,知,知,識,識,、,、,經(jīng),經(jīng),驗,驗,的,的,集,集,合,合,。,。,專,專,家,家,系,系,統(tǒng),統(tǒng)核,心,心，,包,包,含,含,常,識,識,性,性,知,識,識,和,和,啟,啟,發(fā),發(fā),性,性,知,知,識,識,。,。,啟,啟,發(fā),發(fā),性,性,知,知,識,識,是,是,專,專,家,家,系,系,統(tǒng),統(tǒng),邏,邏,輯,輯,推,推,理,理,的,的,主,主,要,要,知,知,識,識,源,源,。,。,推,理,理,機,機(InferenceEngine),是,一,一,種,種,具,具,有,有,推,推,理,理,能,能,力,力,的,的,計,計,算,算,機,機,軟,軟,件,件,程,程,序,序,，,，,用,用,來,來,控,控,制,制,和,和,協(xié),協(xié),調,調,整,整,個,個,系,系,統(tǒng),統(tǒng),運,運,行,行,的,的,軟,軟,件,件,模,模,塊,塊,。,。,解,釋,釋,模,模,塊,塊,對,專,專,家,家,系,系,統(tǒng),統(tǒng),推,推,理,理,結,結,果,果,作,作,出,出,必,必,要,要,解,解,釋,釋,，,，,使,使,用,用,戶,戶,了,了,解,解,專,專,家,家,系,系,統(tǒng),統(tǒng),推,推,理,理,過,過,程,程,，,，,接,接,受,受,所,所,推,推,理,理,的,的,結,結,果,果,。,。,知識獲取系,統(tǒng),統(tǒng),將人類專家,的,的專門知識,提,提取出來，,經(jīng),經(jīng)整理轉化,為,為計算機,內,內部數(shù)據(jù)結,構,構形式，是,知,知識庫建立,和,和維護的工,具,具和手段。,人機接口,將專家和用,戶,戶輸入的信,息,息轉換為系,統(tǒng),統(tǒng)可以接受,的,的形式，,同,同時把系統(tǒng),的,的推理結論,轉,轉換為人類,易,易于理解的,形,形式。,人工智能技,術,術,√,,第3章,專家系統(tǒng)特,點,點,啟發(fā)性能使用判別,性,性知識以及,已,已確定的理,論,論,知識進行推,理,理；,透明性能解釋其推,理,理過程；,靈活性能把新知識,不,不斷加入已,有,有知識庫，,使,使其,逐步完善和,精,精練。,人工智能技,術,術,,第3章,人工智能技,術,術,二、專家系,統(tǒng),統(tǒng)知識表示,和,和推理,系統(tǒng)的任務,和,和問題的描,述,述、知識經(jīng),驗,驗的表示以,及,及推理決策,知識,計算機模擬,人,人類的智能,行,行為,如何以適當,模,模式在計算,機,機中表示？,知識表示：是對知識的,一,一種描述或,說,說是一組約,定,定，是計算,機,機可以接受,的,的、用于描,述,述知識的數(shù),據(jù),據(jù)結構，以,便,便于計算機,的,的存儲和利,用,用。,,第3章,人工智能技,術,術,知識表示的,方,方法：,謂詞邏輯表,示,示法、語義,網(wǎng),網(wǎng)絡表示法,、,、產(chǎn)生式規(guī)則,表,表示法、框架表示法、狀態(tài)空間,表,表示法、特,征,征表示法、,過,過程表示法,和,和面向對象,法,法等。,一、產(chǎn)生式,規(guī),規(guī)則表示法,產(chǎn)生式規(guī)則,法,法、語義網(wǎng),絡,絡法和框架,表,表示法是目,前,前較為流行,的,的知識表示,方,方法。,產(chǎn)生式系統(tǒng),（,（Production System)是,用,用來描述以,產(chǎn),產(chǎn)生式規(guī)則,或,或者產(chǎn)生式,條,條件和操作,為,為基礎的基,本,本概念。,√,,第3章,人工智能技,術,術,二、專家系,統(tǒng),統(tǒng)知識表示,和,和推理,◆,產(chǎn)生式規(guī)則,表,表示法,在產(chǎn)生式系,統(tǒng),統(tǒng)中，知識,分,分兩部分：,1、用事實,表,表示的靜態(tài),知,知識知識，,如,如事物、事,件,件和它們間,的,的關系。,2、用產(chǎn)生,式,式規(guī)則表示,的,的推理過程,和,和行為——基于規(guī)則的,系,系統(tǒng)。,產(chǎn)生式規(guī)則,法,法是最常用的,知,知識表示方,法,法，其一般,形,形式為：P,→,→Q或者if P then Q(P為條件,，,，Q為結論,）,）,,IF <,條,條件1>,AND/ORAND/OR……AND/OR,THEN或，,,或,或,……<,結,結論n>或,產(chǎn)生式的含,義,義：如前提P被滿足，,則,則可推出結,論,論Q或執(zhí)行Q所規(guī)定的,操,操作。,,例：,IF <表,面,面為外圓柱,面,面> AND <精度,等,等級為IT8～IT10> AND <表面,粗,粗糙度為Ra≤0.8um>,THEN<選用加工,過,過程為：粗,車,車→半精車,→,→精車>,,優(yōu)點：,產(chǎn)生式規(guī)則,結,結構接近人,類,類專家思考,問,問題方式；,各條規(guī)則相,互,互獨立，易,于,于查詢、修,改,改和擴充；,容易添加解,釋,釋功能，以,便,便觀察系統(tǒng),如,如何進行推,理,理；,具有,描,描述,不,不確,定,定知,識,識的,能,能力,。,。,第3,章,章,人工,智,智能,技,技術,,產(chǎn)生,式,式系,統(tǒng),統(tǒng)包,括,括：事實,庫,庫、,規(guī),規(guī)則,庫,庫和,推,推理,機,機三部,分,分。,第3,章,章,人工,智,智能,技,技術,1、,事,事實,庫,庫,又稱,綜,綜合,數(shù),數(shù)據(jù),庫,庫或,工,工作,存,存儲,器,器，,存,存放,當,當前,已,已知,的,的知,識,識信,息,息數(shù),據(jù),據(jù)。,其,其內,容,容隨,推,推理,變,變化,，,，當,程,程序,中,中要,用,用到,的,的某,一,一條,產(chǎn),產(chǎn)生,式,式規(guī),則,則的,前,前提,與,與事,實,實庫,中,中的,某,某些,已,已知,事,事實,匹,匹配,時,時，,規(guī),規(guī)則,激,激活,，,，并,把,把推,出,出結,論,論放,入,入事,實,實庫,中,中，,作,作為,其,其后,推,推理,的,的已,知,知事,實,實。,已知,事,事實,通,通常,用,用字,符,符串,、,、矢,量,量、,集,集合,、,、矩,陣,陣、,表,表等,數(shù),數(shù)據(jù),結,結構,表,表示,。,。如,專,專家,系,系統(tǒng),MYCIN中,，,，一,個,個四,元,元組,表,表示,事,事實,：,：（,特,特征,對,對象,值,值,可,可,信,信度,因,因子,）,）,對事,實,實“,動,動物,可,可能,為,為飛,”,”,（動,物,物飛,翔,翔,動,動物A,會,會,飛,飛0.5,）,）,可信,度,度因,子,子：,對,對該,事,事實,為,為真,的,的相,信,信程,度,度。,√,,產(chǎn)生,式,式系,統(tǒng),統(tǒng)包,括,括：事實,庫,庫、,規(guī),規(guī)則,庫,庫和,推,推理,機,機三部,分,分。,第3,章,章,人工,智,智能,技,技術,2、,規(guī),規(guī)則,庫,庫,規(guī)則,庫,庫用,于,于描,述,述某,一,一領,域,域內,產(chǎn),產(chǎn)生,式,式知,識,識的,集,集合,，,，它,是,是產(chǎn),生,生式,系,系統(tǒng),進,進行,問,問題,求,求解,的,的基,礎,礎，,其,其中,的,的知,識,識是,否,否完,整,整、,一,一致,，,，表,達,達的,是,是否,準,準確,，,，對,知,知識,的,的組,織,織是,否,否合,理,理等,，,，都,直,直接,影,影響,到,到系,統(tǒng),統(tǒng)的,性,性能,和,和運,行,行效,率,率。,,3、,推,推理,機,機（,推理,機,機制,或,或,規(guī)則,解,解釋,）,）,求解,步,步驟,：,：,1）,匹,匹配,2）,沖,沖突,解,解決,3）,操,操作,√,,第3,章,章,人工,智,智能,技,技術,網(wǎng)絡CAPP,隨著,企,企業(yè),信,信息,化,化的,發(fā),發(fā)展,，,，許,多,多企,業(yè),業(yè)建,立,立了,局,局域,網(wǎng),網(wǎng)，,從,從而,要,要求CAPP,系,系統(tǒng),的,的網(wǎng),絡,絡化,，,，實,現(xiàn),現(xiàn)企,業(yè),業(yè)內,部,部信,息,息資,源,源的,協(xié),協(xié)同,作,作業(yè),、,、共,享,享和,通,通信,，,，進,行,行多,用,用戶,工,工藝,文,文檔,處,處理,，,，保,證,證數(shù),據(jù),據(jù)的,正,正確,性,性、,完,完整,性,性和,安,安全,性,性。,網(wǎng)絡,化,化CAPP分服務,器,器端,和,和客,戶,戶端，服,務,務器,端,端主,要,要存,儲,儲數(shù),據(jù),據(jù)庫,和,和系,統(tǒng),統(tǒng)管,理,理程,序,序，,客,客戶,端,端是,具,具體,的,的操,作,作部,分,分。,其,其數(shù),據(jù),據(jù)部,分,分從,服,服務,器,器讀,取,取，,生,生成,的,的文,件,件要,傳,傳輸,到,到服,務,務器,保,保存,。,。,網(wǎng)絡,化,化CAPP以網(wǎng)絡,數(shù),數(shù)據(jù),庫,庫為基,礎,礎，,實,實現(xiàn),工,工藝,卡,卡片,的,的定,制,制、,用,用戶,管,管理,和,和工,藝,藝資,源,源管,理,理,。,。,√,,