计算机辅助工艺规程设计.pdf

1 延边大学 工学院 第七章 计算机辅助工艺规程设计第七章 计算机辅助工艺规程设计 ?学习目标学习目标 ?学习重点： capp 的学习重点： capp 的概念及工作原理概念及工作原理 了解 capp 在 cad/cam 中的地位和作用了解 capp 在 cad/cam 中的地位和作用 掌握 capp 的掌握 capp 的基本工作原理和工作过程基本工作原理和工作过程 学习和理解 capp 中零件信息描述方法学习和理解 capp 中零件信息描述方法 掌握掌握不同类型 capp 系统不同类型 capp 系统的研制过程和关键技术的研制过程和关键技术 ? 学习难点：型面特征描述、capp 专家系统学习难点：型面特征描述、capp 专家系统 2 延边大学 工学院 学习内容学习内容 3 延边大学 工学院 ?基本概念基本概念 ? ? 利用计算机的信息处理和信息管理优势，采用先进的信息 处理技术和智能技术， 利用计算机的信息处理和信息管理优势，采用先进的信息 处理技术和智能技术，帮助工艺设计人员完成工艺设计中 的各项任务， 帮助工艺设计人员完成工艺设计中 的各项任务，最后生成产品生产所需的最后生成产品生产所需的各种工艺文件各种工艺文件的过 程。 的过 程。 概述概述 4 延边大学 工学院 概述概述 工艺设计： 工艺设计： ? ? 生产准备工作第一步，是生产准备工作第一步，是连接设计与制造的桥梁连接设计与制造的桥梁，工艺设计的结果 是完成加工工艺规程。 ，工艺设计的结果 是完成加工工艺规程。 工艺规程： 工艺规程： ?capp 的基本组成capp 的基本组成 ? ? 决定零件决定零件加工方法加工方法、加工路线加工路线，是工装设计制造的主要依据。，是工装设计制造的主要依据。 1）控制模块1）控制模块 2）零件信息获取模块2）零件信息获取模块 3）工艺过程设计模块3）工艺过程设计模块 4）工序决策模块4）工序决策模块 5）工步决策模块5）工步决策模块 6）输出模块6）输出模块 7）产品设计数据库7）产品设计数据库 8）制造资源数据库8）制造资源数据库 9）工艺知识数据库9）工艺知识数据库 10）典型案例库10）典型案例库 11）编辑工具库11）编辑工具库 12）制造工艺数据库12）制造工艺数据库 ? 按模块分：? 按模块分： 5 延边大学 工学院 概述概述 capp 系统结构组成 capp 系统结构组成 6 延边大学 工学院 概述概述 检索式检索式 ? ? 进行工艺设计时，可以根据产 品或零件图号，在 进行工艺设计时，可以根据产 品或零件图号，在工艺文件库 中检索相类似零件的工艺文件， 工艺文件库 中检索相类似零件的工艺文件， 由工艺人员采用人机交互方式进 行修改，最后由计算机按工艺文 件要求进行打印输出。 由工艺人员采用人机交互方式进 行修改，最后由计算机按工艺文 件要求进行打印输出。 ?capp 的类型及其工作原理capp 的类型及其工作原理 ? 类型：检索式、派生式、创成式? 类型：检索式、派生式、创成式 ? ? 将企业现行各类工艺文件，根 据产品和零件图号， 将企业现行各类工艺文件，根 据产品和零件图号，存入计算机 数据库中。 存入计算机 数据库中。 7 延边大学 工学院 概述概述 派生式派生式 ? ? 利用零件利用零件 gt 代码gt 代码，将，将零件根据结构 和工艺相似性进行分组， 零件根据结构 和工艺相似性进行分组，然后针对每 个零件组编制典型工艺。 然后针对每 个零件组编制典型工艺。 ? ? 工艺设计时，首先根据零件的 gt 代码或零件图号， 工艺设计时，首先根据零件的 gt 代码或零件图号，确定该零件所属 的零件组，然后检索出该零件组的 典型工艺文件。 ? 确定该零件所属 的零件组，然后检索出该零件组的 典型工艺文件。 ? 最后根据该零件的 gt 代码和其他有 关信息对典型工艺进行 最后根据该零件的 gt 代码和其他有 关信息对典型工艺进行自动化自动化或人机 交互式修改，生成符合要求的工艺文件。 或人机 交互式修改，生成符合要求的工艺文件。 8 延边大学 工学院 创成式创成式 ? ? 此方法的基本原理与检索式和 派生式方法不同，不是直接对 相似零件工艺文件的检索与修 改，而是 此方法的基本原理与检索式和 派生式方法不同，不是直接对 相似零件工艺文件的检索与修 改，而是根据零件的信息，通 过逻辑推理规则、公式和算法 根据零件的信息，通 过逻辑推理规则、公式和算法 等，做出工艺决策而等，做出工艺决策而自动地创 成一个零件的工艺规程。 自动地创 成一个零件的工艺规程。 概述概述 9 延边大学 工学院 ?capp 技术的发展趋势?capp 技术的发展趋势 概述概述 检索式 capp 检索式 capp 派生式 capp 派生式 capp 创成式 capp 创成式 capp 智能型 capp 智能型 capp 面向零件 capp 面向零件 capp 面向产品c app 面向产品c app 面向企业 capp 面向企业 capp pp：pp：加工工艺过程编制（process planning）加工工艺过程编制（process planning） 生产过程编制（ production planning）生产过程编制（ production planning） 10 延边大学 工学院 零件信息的描述和输入零件信息的描述和输入 ?零件信息描述要求?零件信息描述要求 ? ? 描述应准确、完整，与实际生产要求相一致，描述应准确、完整，与实际生产要求相一致，适合计算机处理。 ? 适合计算机处理。 ? 应简洁易懂，易于理解和掌握，应简洁易懂，易于理解和掌握，便于输入操作。 ? 便于输入操作。 ? 数据结构要合理，利于提高处理效率，数据结构要合理，利于提高处理效率，便于信息集成。便于信息集成。 ? 零件信息描述内容? 零件信息描述内容 ? 零件几何信息? 零件几何信息：包括零件几何形状、尺寸、以及各几何元素间的：包括零件几何形状、尺寸、以及各几何元素间的拓扑 关系。 方法： 拓扑 关系。 方法：可从零件三维模型进行描述； 也可将结构分解，对分解的形体或型面单元分别进行描述。 可从零件三维模型进行描述； 也可将结构分解，对分解的形体或型面单元分别进行描述。 ? 生产管理信息：? 生产管理信息：加工批量、生产周期等加工批量、生产周期等 ? 零件工艺信息：? 零件工艺信息：加工精度、表面粗糙度、零件材料、毛坯特征、热处 理等。 加工精度、表面粗糙度、零件材料、毛坯特征、热处 理等。 11 延边大学 工学院 零件信息的描述和输入零件信息的描述和输入 ? 零件分类编码的概念? 零件分类编码的概念 ? ? 零件分类编码是指零件分类编码是指利用成组技术正确抽出零件图纸中为制 定工艺过程所需的必要信息。 ? 利用成组技术正确抽出零件图纸中为制 定工艺过程所需的必要信息。 ? 建立表示零件的编码系统时，应考虑以下几个因素： （1）零件类型（回转体、棱形件等） （2）代码所表示的详细程度 （3）码的结构：树式结构、链式结构或混合式结构 （4）代码使用的数制 建立表示零件的编码系统时，应考虑以下几个因素： （1）零件类型（回转体、棱形件等） （2）代码所表示的详细程度 （3）码的结构：树式结构、链式结构或混合式结构 （4）代码使用的数制 12 延边大学 工学院 零件信息的描述和输入零件信息的描述和输入 ? 零件成组代码描述? 零件成组代码描述 原理： 原理： ? ? 适用于适用于派生式 capp 系统派生式 capp 系统。目前 capp 系统很少单独使用该方法。目前 capp 系统很少单独使用该方法。 特点： 应用： 特点： 应用： ? ? 简单易行，但零件简单易行，但零件描述粗糙描述粗糙，无法对零件形状、尺寸、精度进行详细 描述，没有足够信息进行决策。 ，无法对零件形状、尺寸、精度进行详细 描述，没有足够信息进行决策。 ? ? 基于成组技术原理，制订或选用一套编码系统，对零件进行编码，通 过 基于成组技术原理，制订或选用一套编码系统，对零件进行编码，通 过编码实现对零件几何信息和工艺信息进行描述编码实现对零件几何信息和工艺信息进行描述的目的。的目的。 13 延边大学 工学院 零件信息的描述和输入零件信息的描述和输入 ? 型面特征描述? 型面特征描述 应用： 应用：在众多 capp 系统中得到了应用 。 在众多 capp 系统中得到了应用 。 ? ? 该方法可以对零件信息进行该方法可以对零件信息进行详细描述，能将零件的所有设计信息都输 入计算机中， 详细描述，能将零件的所有设计信息都输 入计算机中，并能与加工方法等相对应，使 capp 系统取得零件全部与 精度定量的输入数据，为工艺决策提供可靠依据。 并能与加工方法等相对应，使 capp 系统取得零件全部与 精度定量的输入数据，为工艺决策提供可靠依据。 原理： 原理： ? ? 将零件型面特征将零件型面特征按顺序输入计算机，按设定的数据结构进行组织按顺序输入计算机，按设定的数据结构进行组织，形 成供capp调用的零件信息模型。 ，形 成供capp调用的零件信息模型。 优点： 优点： ? ? 零件特征与加工方法相对应，零件特征与加工方法相对应，便于推导加工工艺 ? 便于推导加工工艺 ? 零件特征包括尺寸、公差、粗糙度等信息，为工序设计、尺寸链计 算、工艺路线的安排提供了方便。 零件特征包括尺寸、公差、粗糙度等信息，为工序设计、尺寸链计 算、工艺路线的安排提供了方便。 14 延边大学 工学院 零件信息的描述和输入零件信息的描述和输入 ? 从 cad 系统直接输入零件信息? 从 cad 系统直接输入零件信息 ? ? 直接从 cad 的图形数据库中提取用于 capp 所需要的零件信息， 是 直接从 cad 的图形数据库中提取用于 capp 所需要的零件信息， 是实现 cad 和 capp 信息集成的理想方法实现 cad 和 capp 信息集成的理想方法。 ? ? 通过分析 cad 系统（一般是二维图形系统）所提供的通过分析 cad 系统（一般是二维图形系统）所提供的结构化数 据文件， 结构化数 据文件，按一定的算法识别，提供 capp 系统能识别的工艺信息。按一定的算法识别，提供 capp 系统能识别的工艺信息。 特征识别法特征识别法 ? ? 可以省去人机交互信息输入的工作，可以省去人机交互信息输入的工作，大大提高系统的运行效率大大提高系统的运行效率， 减少人工信息转换与输入可能出现的差错，有助于保证数据的一 致性。 ， 减少人工信息转换与输入可能出现的差错，有助于保证数据的一 致性。 15 延边大学 工学院 基于产品数据交换规范（step)的产品建模与信息输入方法基于产品数据交换规范（step)的产品建模与信息输入方法 ? ? 该方法是该方法是采用参数化的几何形体或特征体素采用参数化的几何形体或特征体素，零件的定义是各种 特征体素的 ，零件的定义是各种 特征体素的拼装，拼装，并赋予各特征体素有关的尺寸、公差、表面粗 糙度等工艺信息。 并赋予各特征体素有关的尺寸、公差、表面粗 糙度等工艺信息。 基于三维特征造型的零件信息描述与输入方法基于三维特征造型的零件信息描述与输入方法 ? 在众多零件信息描述中，适合轴类零件的方法较多，箱体类 等复杂零件信息描述仍是一个薄弱环节。 ? 在众多零件信息描述中，适合轴类零件的方法较多，箱体类 等复杂零件信息描述仍是一个薄弱环节。 零件信息的描述和输入零件信息的描述和输入 16 延边大学 工学院 capp 系统capp 系统 ? 派生式 capp 系统? 派生式 capp 系统 基本原理： 基本原理： ? ? 用零件的用零件的 gt 编码，检索出相应的零件组，gt 编码，检索出相应的零件组，进而检索出相应的标准加 工工艺文件即主样件工艺，然后进行编辑修改而生成零件的工艺。 进而检索出相应的标准加 工工艺文件即主样件工艺，然后进行编辑修改而生成零件的工艺。 17 延边大学 工学院 capp 系统capp 系统 ? 零件组的划分? 零件组的划分 ? 零件组概念? 零件组概念：对：对工艺相似、结构形状相似和尺寸相似工艺相似、结构形状相似和尺寸相似的一些零件， 划为一个零件加工组。 的一些零件， 划为一个零件加工组。 零件组的划分方法： 零件组的划分方法： ? ? 直接观察法、分类编码法和工艺流程法直接观察法、分类编码法和工艺流程法 直接观察法直接观察法 ? ? 由由有经验的工艺人员分析观察有经验的工艺人员分析观察所有零件图，按尺寸大小、 结构形状、材料、精度以及工艺形似性等划分零件组。 所有零件图，按尺寸大小、 结构形状、材料、精度以及工艺形似性等划分零件组。 18 延边大学 工学院 ? ? 一个零件的一个零件的编码全部落在某零件族编码全部落在某零件族的特征码位码域中，表 示这个零件属于该零件组。 的特征码位码域中，表 示这个零件属于该零件组。 capp 系统capp 系统 分类编码法 分类编码法 ? ? 根据所采用的分类编码系统，确定有代表性的几个码位作 为划分零件组的 根据所采用的分类编码系统，确定有代表性的几个码位作 为划分零件组的特征码位特征码位，再进一步确定各特征码位属于 该零件组的码域，即码值。 ，再进一步确定各特征码位属于 该零件组的码域，即码值。 工艺规程分析法 工艺规程分析法 ? ? 该方法是把该方法是把工艺过程相似工艺过程相似的零件划分为一个零件组。的零件划分为一个零件组。 19 延边大学 工学院 capp 系统capp 系统 ?典型工艺过程设计?典型工艺过程设计 设计原则 设计原则 ? ? 典型工艺过程应典型工艺过程应能满足零件组内所有零件能满足零件组内所有零件的加工要求。的加工要求。 ? ? 典型工艺过程应是符合企业具体生产条件的典型工艺过程应是符合企业具体生产条件的最佳工艺方案最佳工艺方案，即 是能保证优质、高效和低成本的优化方案。 ，即 是能保证优质、高效和低成本的优化方案。 典型工艺的设计方法典型工艺的设计方法 ? ? 复合零件法：复合零件法： 复合零件 复合零件是组内有是组内有代表性、最复杂的零件代表性、最复杂的零件，可能是实际存在的某个零件， 但更多的是将组内零件的 ，可能是实际存在的某个零件， 但更多的是将组内零件的所有特征进行合理组合而形成的假想零件所有特征进行合理组合而形成的假想零件。 主样件： 主样件：将零件组内所有型面特征将零件组内所有型面特征复合复合在一起的零件。在一起的零件。 20 延边大学 工学院 capp 系统capp 系统 ? 复合工艺法? 复合工艺法 基本工艺过程与组内其他零件的加工工艺相比较，把其它 零件有的、而基本工艺过程没有的 基本工艺过程与组内其他零件的加工工艺相比较，把其它 零件有的、而基本工艺过程没有的工序按合理顺序一一添 入 工序按合理顺序一一添 入，便可最终得到，便可最终得到一个工序齐全、安排合理、能满足全组 零件要求的复合工艺，作为该零件组的典型工艺。 一个工序齐全、安排合理、能满足全组 零件要求的复合工艺，作为该零件组的典型工艺。 在同组零件中选择结构最复杂、工序最多、安排合理、有 代表性的工艺过程作为加工该组零件的 在同组零件中选择结构最复杂、工序最多、安排合理、有 代表性的工艺过程作为加工该组零件的基本工艺过程基本工艺过程。 21 延边大学 工学院 capp 系统capp 系统 ? 系统的设计过程? 系统的设计过程 选择零件分类选择零件分类编码系统编码系统 零件零件分组分组 样件的设计样件的设计 ? ? 首先要选择或制订合适的首先要选择或制订合适的零件分类编码系统零件分类编码系统（即 gt 码）。（即 gt 码）。 ? ? 为了合理制订样件，必须对零件分组。一个相似零件组就是 一个零件族，一个零件组一般包含了若干个相似零件，可以 把 为了合理制订样件，必须对零件分组。一个相似零件组就是 一个零件族，一个零件组一般包含了若干个相似零件，可以 把每个相似零件组或零件族用一个样件来代表每个相似零件组或零件族用一个样件来代表。 ? ? 样件是一个零件组或零件族的抽象，可见样件是一个复合零 件，也可以说一个 样件是一个零件组或零件族的抽象，可见样件是一个复合零 件，也可以说一个零件族矩阵零件族矩阵就是一个样件。就是一个样件。 22 延边大学 工学院 capp 系统capp 系统 设计标准工艺规程设计标准工艺规程 标准工艺规程的表达与工艺规程标准工艺规程的表达与工艺规程筛选筛选方法方法 建立建立切削数据文件切削数据文件 ? ? 标准工艺规程应能标准工艺规程应能满足该零件组所有零件的加工要求满足该零件组所有零件的加工要求，并能 反映工厂实际工艺水平，尽可能是合理可行的。 ，并能 反映工厂实际工艺水平，尽可能是合理可行的。 ? ? capp 所要处理的数据，其种类和数量都非常大，而且其中capp 所要处理的数据，其种类和数量都非常大，而且其中许 多数据是和其它系统共享的。 ? 许 多数据是和其它系统共享的。 ? 因此必须建立因此必须建立大量的切削数据文件大量的切削数据文件，为了生成工艺规程，还，为了生成工艺规程，还必 须要建立各种工艺数据文件。 必 须要建立各种工艺数据文件。 23 延边大学 工学院 capp 系统capp 系统 设计各种功能子程序设计各种功能子程序 capp 系统总程序设计capp 系统总程序设计 ? ? 由于 capp 系统中要应用各种计算方法，为此由于 capp 系统中要应用各种计算方法，为此需预先将各种计 算公式和求解方法编成各种功能子程序。 ? 需预先将各种计 算公式和求解方法编成各种功能子程序。 ?上述各项准备工作完成以后，用上述各项准备工作完成以后，用一个主程序和界面一个主程序和界面把所有子程序 连接起来，就构成 capp 系统的总程序。 把所有子程序 连接起来，就构成 capp 系统的总程序。 ? ? 如切削参数的计算，加工余量、工序尺寸公差的计算，切削时 间和加工费用的计算，工艺尺寸链的求解，切削用量的优化和 工艺方案的优化等。 如切削参数的计算，加工余量、工序尺寸公差的计算，切削时 间和加工费用的计算，工艺尺寸链的求解，切削用量的优化和 工艺方案的优化等。 24 延边大学 工学院 capp 系统capp 系统 ?派生式 capp 特点?派生式 capp 特点 以成组技术为基础，以成组技术为基础，理论上比较成熟。理论上比较成熟。 应用范围比较广泛，有较好的应用范围比较广泛，有较好的实用性。实用性。 适用于结构比较简单的零件，尤其适用于结构比较简单的零件，尤其回转类零件。回转类零件。 继承企业较成熟的传统工艺，但继承企业较成熟的传统工艺，但系统柔性度较差系统柔性度较差。 对于相似性较差的复杂零件，难以编码描述。对于相似性较差的复杂零件，难以编码描述。 25 延边大学 工学院 派生式 capp 系统工作流程派生式 capp 系统工作流程（美国计算机辅助制造公司）（美国计算机辅助制造公司） 26 延边大学 工学院 capp 系统系统 ? 创成式? 创成式 capp 系统系统 工作原理 工作原理 ? ? 根据零件模型和工艺信息，根据零件模型和工艺信息，应用决策逻辑应用决策逻辑，模拟工艺人员决策过程，模拟工艺人员决策过程， 自动创成加工工艺规程自动创成加工工艺规程，完成机床刀具选择和工艺过程优化。，完成机床刀具选择和工艺过程优化。 27 延边大学 工学院 capp 系统capp 系统 ? ? 创成式系统的工艺规程是根据程序中所反映的创成式系统的工艺规程是根据程序中所反映的决策逻辑决策逻辑和和制造 工程数据信息生成的。 ? 制造 工程数据信息生成的。 ? 这些信息主要是有关各种加工方法的加工能力和对象、各种设 备及刀具的适用范围等 这些信息主要是有关各种加工方法的加工能力和对象、各种设 备及刀具的适用范围等一系列的基本知识一系列的基本知识。 ? ? 工艺决策中的各种决策逻辑或者植入程序代码，或者工艺决策中的各种决策逻辑或者植入程序代码，或者以规则的 形式存入相对独立的工艺知识库，供主控程序调用。 ? 以规则的 形式存入相对独立的工艺知识库，供主控程序调用。 ? 现有的创成式capp系统都是现有的创成式capp系统都是针对某一产品或某一工厂专门设计的针对某一产品或某一工厂专门设计的。 到目前为止还没有一种创成式capp系统宣称能 。 到目前为止还没有一种创成式capp系统宣称能适用于所有类型适用于所有类型的 零件，也 的 零件，也没有一种系统能全部自动化没有一种系统能全部自动化。 ? ? 创成式capp系统主要要解决两个方面的问题，即创成式capp系统主要要解决两个方面的问题，即零件工艺路线 的确定（也叫工艺决策）与工序设计。 零件工艺路线 的确定（也叫工艺决策）与工序设计。 28 延边大学 工学院 capp 系统capp 系统 准备阶段 准备阶段 ? 创成式 capp 系统的一般设计过程? 创成式 capp 系统的一般设计过程 ? ? 包括包括准备阶段准备阶段和和软件编程阶段软件编程阶段。 ? ? 准备阶段可以说是基础性工作阶段，需要大量的调查研究和仔细的 分析归纳、具体工作大体包括下述内容: 准备阶段可以说是基础性工作阶段，需要大量的调查研究和仔细的 分析归纳、具体工作大体包括下述内容: 明确所开发的系统的明确所开发的系统的设计对象。 设计对象。 对本类零件进行对本类零件进行工艺分析工艺分析，确认该类零件由哪些基本表面或形状特 征构成，每种基本表面的加工方法是什么。 ，确认该类零件由哪些基本表面或形状特 征构成，每种基本表面的加工方法是什么。 搜集和整理 搜集和整理各种加工方法的加工能力范围和加工精度等各种加工方法的加工能力范围和加工精度等数据数据。 收集、整理和归纳各种收集、整理和归纳各种工艺设计决策逻辑或决策法则工艺设计决策逻辑或决策法则。 软件设计阶段： 软件设计阶段：主要任务就是将准备阶段所收集整理到的数据 和决策逻辑用 主要任务就是将准备阶段所收集整理到的数据 和决策逻辑用计算机语言来实现。计算机语言来实现。 29 延边大学 工学院 capp 系统capp 系统 通过逻辑推理，通过逻辑推理，自动决策生成零件工艺规程，无需人为干预自动决策生成零件工艺规程，无需人为干预。 ? 创成式 capp 特点? 创成式 capp 特点 具有较高的具有较高的柔性柔性，适应范围广。，适应范围广。 便于与 cad 和 cam 系统的集成。便于与 cad 和 cam 系统的集成。 系统实现较为困难，目前只能处理系统实现较为困难，目前只能处理特定环境下的特定零件特定环境下的特定零件。 ? sip系统结构组成? sip系统结构组成：由制造资源模块、零件特征定义模块、 工艺决策以及主控模块组成，其中 由制造资源模块、零件特征定义模块、 工艺决策以及主控模块组成，其中工艺决策模块是系统核 心，零件信息是决策对象，制造资源信息是决策约束 工艺决策模块是系统核 心，零件信息是决策对象，制造资源信息是决策约束。 ? 创成式 capp 举例? 创成式 capp 举例（上海交大sip系统）（上海交大sip系统） 30 延边大学 工学院 capp 系统capp 系统 31 延边大学 工学院 capp 系统capp 系统 概念 概念 ? capp 专家系统? capp 专家系统 ? ?一种一种求解问题的智能软件系统求解问题的智能软件系统，它把人类专家的经验和知识表示成 计算机能够接受和处理的符号形式， ，它把人类专家的经验和知识表示成 计算机能够接受和处理的符号形式，采用专家的推理和控制策略， 处理和解决只有专家才能解决的问题。 采用专家的推理和控制策略， 处理和解决只有专家才能解决的问题。 通常软件系统 数据 算法通常软件系统 数据 算法 专 家 系 统 知识 推理专 家 系 统 知识 推理 专家系统特点 专家系统特点 ? 启发性：? 启发性：能使用判别性知识以及已确定的理论知识能使用判别性知识以及已确定的理论知识进行推理。 ? 透明性： 进行推理。 ? 透明性：能能解释解释其推理过程。其推理过程。 ? 灵活性：? 灵活性：能把新知识不断加入已有知识库，使其逐步能把新知识不断加入已有知识库，使其逐步完善和精练。完善和精练。 32 延边大学 工学院 capp 专家系统组成capp 专家系统组成 33 延边大学 工学院 ? 用户接口模块：? 用户接口模块：将专家和用户输入的将专家和用户输入的信息转换为系统可以接受的形式，信息转换为系统可以接受的形式， 同时把系统的推理结论转换为人类易于理解的形式。同时把系统的推理结论转换为人类易于理解的形式。 capp 专家系统组成capp 专家系统组成 ? 知识库：? 知识库：专家系统专家系统核心核心，包含常识性知识和启发性知识。，包含常识性知识和启发性知识。启发性知识 是专家系统逻辑推理的主要知识源。 ? 数据库： 启发性知识 是专家系统逻辑推理的主要知识源。 ? 数据库：用于存储用户输入的用于存储用户输入的原始数据（事实）和推理过程的动态数据。 ? 推理机： 原始数据（事实）和推理过程的动态数据。 ? 推理机：是一种是一种具有推理能力的计算机软件程序，具有推理能力的计算机软件程序，用来控制和协调整 个系统运行的软件模块。 用来控制和协调整 个系统运行的软件模块。 ? 解释模块：? 解释模块：对专家系统推理结果作出必要解释，对专家系统推理结果作出必要解释，使用户了解专家系统 推理过程，接受所推理的结果。 ? 知识获取模块： 使用户了解专家系统 推理过程，接受所推理的结果。 ? 知识获取模块：将人类专家的专门知识提取出来，经整理将人类专家的专门知识提取出来，经整理转化为计算机 内部数据结构形式， 转化为计算机 内部数据结构形式，是知识库建立和维护的工具和手段。是知识库建立和维护的工具和手段。 34 延边大学 工学院 capp 专家系统capp 专家系统 ? 专家系统的知识表示? 专家系统的知识表示 优点： 优点： ? 产生式规则法? 产生式规则法是最常用的知识表示方法，其一般形式为：是最常用的知识表示方法，其一般形式为： if and/or and/orif and/or and/or and/or then 或，或, and/or then 或，或,或或 ? ? 例：例： if and and then if and and then 产生式规则结构产生式规则结构接近人类专家思考问题方式 接近人类专家思考问题方式 各条规则相互各条规则相互独立，易于查询、修改和扩充 独立，易于查询、修改和扩充 容易添加解释功能，以便容易添加解释功能，以便观察系统如何进行推理 观察系统如何进行推理 具有描述不确定知识的能力具有描述不确定知识的能力 35 延边大学 工学院 capp 专家系统capp 专家系统 ? 专家系统推理方式? 专家系统推理方式 ? ?从已知事实出发，按照给定控制策略，利用生产式规则最终推断出 结论。在 capp 系统中， 从已知事实出发，按照给定控制策略，利用生产式规则最终推断出 结论。在 capp 系统中，由毛坯一步步推导出最终零件由毛坯一步步推导出最终零件的整个加工工 艺过程。 的整个加工工 艺过程。 正向推理: 正向推理: ? 正向推理机应具有的功能? 正向推理机应具有的功能： 能够根据已知的事实，知道能够根据已知的事实，知道运用知识库中哪些知识 运用知识库中哪些知识 能将推理后得到的结论存入数据库，并能将推理后得到