1479-前鉸扣零件沖壓模具設計

1479-前鉸扣零件沖壓模具設計,前鉸扣,零件,沖壓,模具設計 畢業(yè)設計（外文翻譯）題目 一種新的工藝計劃的方法-代理模型法系 別 航空工程系 專業(yè)名稱 機械設計制造及其自動化 班級學號 068105338 學生姓名 張志剛 指導老師 羅海泉 二 0 一 0 年 三 月南昌航空大學科技學院學士學位論文1一種新的工藝計劃的方法-代理模型法F.L.著,S.K.曹公)、保 羅張新 華吳部門的制造和工程管理, 香港城市大學 AIenue 編織品黃宏斌,香港，中國1998 年 11 月 30 日收到，1999 年 1 月 25 日接受摘要：一個設計巧妙的 CAPP 系統(tǒng)能在 CAD 和 CAM 之間架起相互聯(lián)系的橋梁 。許多最新設計的系統(tǒng)都是基于專家系統(tǒng)的。但是，由于過于復雜，在 實際運用中，上述的許多系統(tǒng)在企業(yè)中都不能有效地運作。同時， 現(xiàn)代的計算機集成制造系統(tǒng)要求 CAPP系統(tǒng)在實際運用中具有良好的可擴展性和柔性。因此，僅僅只用一個大型的專家系統(tǒng)來構建工業(yè) CAPP 系統(tǒng)是非常困難的。為了克服上述的缺點，本文提供了一種新的協(xié)同代理模型的設計方法。它具有以下優(yōu)點：良好的獨立性、柔性、通用性、模塊性和可分離性。依據(jù)這框架我們特別設計了這種協(xié)同過程計劃系統(tǒng)即機械協(xié)同 CAPP 來驗證上述理論。它的系統(tǒng)模擬、代理 結構設計、協(xié)作、協(xié)同和協(xié)同 CAPP 系統(tǒng)的結構研究將在下面介紹。關鍵字：CAPP；Cooperative agent；Modelling；CIMS1.介紹過程設計為工廠制造設計好的產品提供了豐富的信息。它分門別類地為每一產品的部分和集體建立了連接，并且明確規(guī)定了產品生產的過程、費用以及產品生產的各種限制條件，比如：設計 好的產品的幾何模型、材料、 質量、所使用的機器、工具的可獲得性、 勞動能力、適用性和相應的作者等等。以前，過程計劃通常都是由大量的制造經驗豐富的專家來制定。近幾十年來，計算機技 術的快速發(fā)展極大的促進了CAPP的 發(fā)展。一般來說，CAPP的實現(xiàn)方法有兩種：差異法和生成法。差異法是一種數(shù)據(jù)檢索和編輯的方法。一些標準或成熟的CAPP系統(tǒng)都被使用了成組集成技術并且儲存在一個數(shù)據(jù)庫中。當一個新的產品被要求生產時，我 們可以從數(shù)據(jù)庫中取出相似的過程計劃，通過適當?shù)木庉嫼透倪M就可以讓它適應新的計劃。而生成法則基于知識為基礎的方法自動裝置能根據(jù)部件特性和生產要求自動生成工藝計劃的知識庫。差異法的成功實施取決于成組技術、制定者的經驗、足夠的標準采集或者成熟的工藝計劃。 這種方法特別適合 產品系列比較少而每個產品系中產品比較多的公司。許南昌航空大學科技學院學士學位論文2多早期的CAPP工具都是根據(jù)不同的過程計劃方法被分類處理的。典型的例子有CAPP、MIPLAN等等。生成法在最近 這幾年得到了越來越廣泛的關注。它提供了另一種可供選擇的計劃的一種潛力。典型的例子有APPAS ，EXCAP , KRONOS，XCUT 6 , QTC （Quick turnaround cell）, PART , OOPPS（ object-oriented process planning system ） , MePlans , COMPLAN Process Planner CPP 等等。生產法的產生主要源于定向的大公司和研究機構，特別是那些有許多小批量產品的公司的需要。然而，要做出一個真正能滿足工業(yè)的要求提供結構協(xié)調和可兼容的框架、知識表達方法和推理結構合理的生成法工藝計劃系統(tǒng)還是困難重重的。協(xié)同代理系統(tǒng)是專門為那些解決特殊并聯(lián)結構的人設計的。同時，它還可以協(xié)助他們解決其他復雜的問題。一個代理協(xié)作系統(tǒng)包括許多獨立的含有協(xié)作引擎的代理。每一個代理都針對一種具體的任務，并且都含有自己的知識庫和推理引擎，它們?yōu)閰f(xié)作環(huán)境下聯(lián)系其他代理提供了一個合作和交流的橋梁。在不同的機器上，人們需要使用不同的語言和知識來描述。 這樣， 這個系統(tǒng)就提供了一種能適應和解決不同類型問題的集成環(huán)境。2.過程計劃的問題 一個機械過程一般都牽扯到機器工具、操作、固定裝置和切割工具等問題， 這就要求相關人員有各個不同領域的知識。一般，機械過 程都包括以下幾個部分：·外形識別·機器操作選擇·機器的選擇·切割工具的選擇·固定裝置的選擇和設計·后續(xù)操作和成本預算外形識別部分是指由產品設計數(shù)據(jù)規(guī)定制造外形。機器操作選擇部分則指根據(jù)外形特征和制造環(huán)境選擇相關的機器操作。在考慮了部件的特性及其機器的處理能力和性質諸如：工作容量、精確度、動力、固定裝置和其它功能之后，執(zhí)行選定操作的過程就決定了機器設備的選擇。固定裝置選擇部分是根據(jù)選擇固定裝置部分的幾何形狀、尺寸和制造特性來進 行的。切割工具的 選擇重點關注的是工具的類型、材料、外形和工具的大小。3.提議方法從純技術的角度看，CAPP依然是一個極其復雜和困難的問題。因此，許多研究人南昌航空大學科技學院學士學位論文3員把注意力集中于CAPP系統(tǒng)發(fā)展的方法和策略方面。然而，許多系統(tǒng)都由獨立的專家系統(tǒng)發(fā)展而成的。由于CAPP系統(tǒng)的復雜性，這樣一種系統(tǒng)結構很少能夠解決的問題在制造業(yè)界常見的問題。協(xié)同CAPP 框架能 夠減少現(xiàn)行CAPP 系統(tǒng)的局限性。實際上，它更強調一個現(xiàn)代的CAPP系 統(tǒng)能達到以下有利于實際發(fā)展的功能：柔性、模塊化、通用性、獨立性和可分離性。·獨立性意味著CAPP系統(tǒng)是作為一個獨立的系統(tǒng)發(fā)展。系統(tǒng)一旦建立，它就能夠發(fā)展成為一個完整的CAD或CAM系統(tǒng)。每個代理同 樣能 夠看成獨立和自主的系統(tǒng)。·柔性是指系統(tǒng)能很容易地把新技術和新方法加到CAPP系統(tǒng)中。·協(xié)同可行性要求不同的機器或者方法能夠在一起流暢、順利地解決問題?！つK化是指 CAPP系統(tǒng)是一個擁有不同子系統(tǒng)的綜合系統(tǒng)。·可分離性能分離CAPP系統(tǒng)來滿足用戶不同的需要。協(xié)同CAPP 構造的 設計跟機械工藝計劃有關。機械協(xié)同CAPP系統(tǒng)，以及它的結構、運行和應用的有關事宜在本文中都有詳細的介紹。3.1.機械協(xié)同CAPP系統(tǒng)的概況圖一給出了機械協(xié)同CAPP系統(tǒng)在CAD/CAP/CAM環(huán)境下的總體結構。在執(zhí)行中，一般包括以下六個工藝計劃代理（P-agents ）?！ぬ卣髯R別 代理·機械操作選擇代理·機器選擇 代理·切割工具選擇代理·固定裝置選擇和設計代理·程序操作和費用預算代理不同的代理可以在互聯(lián)網上不同的機器上運行。B 代理提供了某個 問題的全球狀態(tài)信息，并且監(jiān)控操作從屬在所有單個P 代理中運行的附件。當某個問題發(fā)生時，B代理就會激勵所有注冊過的P代理采取相應的措施。從P 代理行動的結果又返回到B 代理。在設定的條件下，B代理會保持一致和在特定的 約束下的決策區(qū)域的一致性和完整性。產品設計資料從計算機輔助設計系統(tǒng)的D代理傳給協(xié) 同CAPP系統(tǒng)來設計系統(tǒng)。 協(xié)同CAPP系 統(tǒng)從流程安排或 shopfloor系統(tǒng)獲取產品的生產約束，并根據(jù)產品設計資料和約束生成相應的工藝計劃。如果沒有得到滿意的結果，協(xié)同CAPP系統(tǒng)就把沖突信息反饋給設計部門或其他相關部門。如此反復，最后，切實可行的替代方案就會傳遞給南昌航空大學科技學院學士學位論文4scheduling 或者 shopfloor系統(tǒng)來確定時間，從而做出合理的安排。3.2.代理的結構一般的工藝計劃代理結構如圖二所示。代理由四部分構成：代理控制器、推理引擎、功能適配器和應用庫。配置文件夾被用來構成代理。規(guī)則和論據(jù)構成應用庫?；旧?所有P代理的 組成部分都含有代理控制器、規(guī)則引擎、網絡適配器、文件夾適配器、鍵盤 適配器、信息查看適配器和進程適配器。其他適配器如圖二所示。在P 代理中，處理適配器是十分重要的適配器，因為它能解決工藝計劃中提案產生、沖突解決和提案評估過程的制訂等問題。 為了應用不同產品規(guī)則和實物混合體的領域的知識，不同的代理使用不同的適配器來執(zhí)行。所以，必須根據(jù)不同的以實物為導向的描述采用不同的設計。數(shù)據(jù)庫適配器被習慣于用來存放對B代理和P代理來 說有用的數(shù)據(jù)，如：問題的定義、提案、沖突、評價和解決方案等等。因為KQML是以代理為基礎的程序之間聯(lián)系時使用最廣泛通信的語言，尤其是當它們獨立和不同步時，而協(xié) 同CAPP系統(tǒng)的各個代理作為一種通信使用了以KQML為基礎的聯(lián)系協(xié)議。所以，我們就用NetKQML 適配器與 B代理通信。根據(jù)KQML傳輸?shù)囊螅碇g使用攜帶離散消息的單向鏈接相互聯(lián)系。這些鏈接有時含有和它們結合在一起的有限消息傳輸延遲。當一個代理收到一條消息時，它就可以知道消息從何而來。當一個代理要發(fā)送消息 時，直接 發(fā)送到輸出鏈 接即可。 這樣，消息就僅僅單一目的的送達它們要去的地方。 這種傳送信息的方式十分可靠。Windows 95的接口思想也已經被用來執(zhí)行到NetKQML適配器上。 TCP/IP是一個被用于接口通訊傳輸?shù)膮f(xié)議。信息查看適配器用來顯示監(jiān)視器的信息。時間適配器用來計算工藝計劃實施過程的時間。進程適配器用來控制進程事件，諸如提案生成、提案評估和沖突解決。當 檢測到來自另一個代理的提案時，適配器就為一個評估事件確定時間。當發(fā)現(xiàn)一個工藝計劃問題時，它就安排一個提案生成事件為這一事件確定時間。這兩個事件發(fā)生的同時都會賦予相應的優(yōu)先級。如果一個沖突被要求需要解決方案，那么適配器就安排一個沖突解決事件并賦予最高的優(yōu)先級。當被要求需要一個協(xié)商方案時，適配器會立即停止其他事件，立即生成協(xié)商功能器。當一個問題到達時，P 代理會引導‘查看問題’ 功能器對其檢查。然后，它就生成一個問題檢查事件，同時，完成對問題的讀取。為了回 應‘提案生成任務’ 事件，功能器南昌航空大學科技學院學士學位論文5‘生成提案’ 相 應生成一個提案，并且生成另一個提案‘已經生成的事件’。這個事件是根據(jù)提案而來。為了回應進程適配器生成的名為‘提案生成’的任務事件，傳輸過來的事件需要適當?shù)脑u估。適配器需要檢查其是否已經生成一項互動的方案。如果是，它就 鏈接這兩個提案，并且查看提案方提案的意圖，以此來意 圖評估這個新提案。在 這種情況下，適配器就已經完成了對已提方案的評估。如果提案適配器沒有生成互動作用的提案，適配器就在已經安排好但還沒有審理的任務中尋找相近的方案。接著它就檢查已經開始運行或者正要運行方案。如果有，它就把鏈接評估和產生分派任務。在 這種情況中，它就完成了對正在執(zhí)行提案的評估。但是，即使 這個正在執(zhí)行的提案可行，我們也沒有必要生成一個獨立的提案或者跟正在執(zhí)行提案兼容很好的提案。如果沒有相近的提案在運行，評估任務就只能根據(jù)代理知識對傳輸過來的提案進行評估，之后就通知正在提案的P 代理。如果另外的代理傳送過來沖突，沖突解決器會采取相應的措施來解決。在適配器對沖突作出反應之后，首先，適配器判斷沖突所處的 環(huán)境,然后它調用相應的策略解決沖突。3.3.知識描述協(xié)同CAPP 系 統(tǒng)的知識都是有關產品和代理方面的。它的每個P代理在協(xié)同CAPP系統(tǒng)中都含有三種類型的知識：區(qū)域知識、控制知識和沖突解決知識。B代理僅僅含有控制知識。局部描述一般都是關于問題描述的，它被協(xié)同CAPP系統(tǒng)中的所有代理所共享。3.4.局部描述機械協(xié)同CAPP系統(tǒng)中的實體含有兩種數(shù)據(jù)。一種是有關計劃產生約束的，另一種則是關于幾何信息的。它 們是：·約束（生 產時間、切削力、機械動力）;·實體（ Name; Type; MaxSize; Material; InitStatus; HeatTreat; Features .）。Name代表實體的標識符，它必須是唯一的。Type則突出反映它的外形。MaxSize是指實體外殼的最大尺寸。Material則是實體的材料的種類。 InitStatus 指能對實體進行初始加工的地方。加熱處理指實體加熱處理的條件。Features 是所有特征的集合?！ぬ卣鞯拿枋霭ǎ篎EATURE (Name; Type; Location; FinalSize; InitSize; Hardness; Tolerances)。南昌航空大學科技學院學士學位論文6Name是指一個特征的標識 符，它必須是唯一的。Type則突出反映特征的關鍵詞。Location指初始的擺放位置和擺放方向的矢量。特征尺寸包括最終尺寸(FinalSize)和初始尺寸(InitSize)，都是指特征的三維尺寸。Hardness 指特征的硬度。 Tolerances指空間和幾何的工差，用不同的關鍵字來表示和區(qū)別它。3.5.區(qū)域知識每個P代理的區(qū)域知 識都是關于自身工 藝計劃能力的描述，用來生成提案、評價提案和解決沖突。不同的代理可能有不同的區(qū)域知識描述版本，諸如數(shù)據(jù)庫和分解算法等等。區(qū)域知識可以在制造手冊查到，如手冊的 19到21頁。不同的 P代理有不同的區(qū)域知識內容。例如,操作選擇代理通常用來生成部分特定特征的替代機械操作。對于給定的特征，可能存在不止一種潛在的操作。一些傳統(tǒng)的機械加工方法如：鍛造、 鋼模鑄造、鉆盲孔、鏇 坯、磨、 鏜孔、成型、研磨、石磨和 鉆石磨等等已被歸入了區(qū)域知識庫。它的內容包括操作與機械特征、材料、工差、預操作和累積時間等參變量之間的關系。知識的語義網絡結構如圖3所示。在知識庫中，一個操作過程存儲在一個節(jié)點里，所有的操作存儲在一個表單中。提案生成器、提案評估器和沖突解決策略都存儲在每一個P-agent的解決適配器中。3.6.沖突解決知識沖突解決策略包括兩種類型：區(qū)域依賴性和區(qū)域獨立性。區(qū)域依賴性策略主要包括如何來解決當一個P 代理跟另一個 P代理的提案相沖突 時的遠期建議問題。每一個P代理都有跟其他P 代理不同的建 議策略，也包括對給出的沖突解決方案的解釋。區(qū)域獨立性策略應用的更加普遍并且在所有的P代理中都是一樣的。為了與其他P 代理所有解決問題方法思想的一致，它們的設計依據(jù)是一些沖突解決方法的基本指導方針。這些方針決定了區(qū)域依賴策略的應用和解決策略的更改。下面的這些非區(qū)域依賴沖突解決策略一般都用來解決協(xié)同CAPP系統(tǒng)中出現(xiàn)的的問題。·折衷方案：找到一種快速的在可接受范圍內的提案;·勉強產 生的替代方案：在來自其他非柔性代理約束或者其他代理部分解決方案的基礎上產生新的替代方案;·類似成功方案參數(shù)的設置：根據(jù)以往成功方案設定相似的系列參數(shù)。3.7．控制知識協(xié)同CAPP 系 統(tǒng)中所有的P代理都能根據(jù)相同的控制知 識完成一系列任務：南昌航空大學科技學院學士學位論文7·生成新的提案；·評估提案；·協(xié)商處 理；·解決沖突。以上的任務在執(zhí)行之前就已經安排好了，每一個任務被設置成了一個事件。P代理首先對一個事件做出反應，然后才執(zhí)行相關的任務。它的控制知識則被用來安排任務的時間和對事件做出反應。作為一個事件，每個任務都被賦予了一定的優(yōu)先級。根據(jù)前面的討論，我 們知道協(xié)商是最高等級的任務，沖突解決方法次之，提案評估第三，提案生成是最低的 優(yōu)先。不同的事件安排不是同時進行的。事件響應的原則是“ 先進，先操作”。3.8.規(guī)劃策略協(xié)同CAPP 系 統(tǒng)解決的是工藝計劃問題。當沖突產生時，本著達成協(xié)議、解決問題的原則，它運用一種通用的 語言，通 過P代理之間的協(xié)同合作解決之。因此，系統(tǒng)通過提供一種信息交流、沖突解決結構和協(xié)商規(guī)則來解決協(xié)商問題。3.8.1.定義第二十三本參考書中提到，問題、提案、評估、沖突定義如下：假設問題為P={Or,G,C, I }，其中 Or代表初始的問題，G是工藝計 劃的一系列目的，C是問題的約束條件,I 代表 諸如部分設計數(shù)據(jù)等的初始的信息。提案Q ={ Ow_P, Ac_P, Exp_Q,Cf }, Ow_P 代表提議者，Ac_P 是解決既定工藝計劃問題 的方法 ， Exp_Q 是提案的解釋，Cf是支持提案的依據(jù)。評估可以表示為E={Ow _E? , Id_Q, Ac_E?,Ra, Re },其中Ow_E?是評估人，Id _Q 是提案Q本身， Ac_E?是對 提案的一系列評語，Ra是對每個操作的等級評定，Re是對提案肯定或否定的 評議。 .當Re 是否定時，沖突就產生了，它表示的形式為Cr ={Ow_Cr, Id_P, Ac_Cr, Exp_Cr}。Ow_Cr代表沖突所有者，Id_P 是相關的提案，Ac_Cr 是一系列沖突操作，Exp_Cr是對沖突操作的解釋。D代理接受了問題P={ Or,G,C, I} ，并提出了最初的解決方案，接著就提交給B代理的問題解決區(qū)域。所有注冊過的P 代理都會收到問題的有關信息。而相關的P代理才會檢查問題，接著根據(jù)它們的技能、知 識和觀點開始生成計劃提案。當一個 P代理生成一個提案Q={Ow_P, Ac_P, Exp_Q,Cf } 時 ,它就被送至B代理的提案區(qū)域和其他注冊過的P代理。但當某個 P代理正在處理其他提案的時候，它是不會被中斷來處理這個提案的，僅僅是觸發(fā)一個評估操作。這個操作首先要決定它是不是馬上進行評估。如果不南昌航空大學科技學院學士學位論文8是，它就進入休眠狀態(tài)，等待下一個提案的到來。如果P 代理和這個提案有關，它就評估提案，并把評估結果E={ Ow_E?, Id_Q, Ac _E?,Ra, Re }傳給B代理的評估區(qū)域。如果有沖突，P代理就會 檢查結果Cr={ Ow _Cr, Id_P, Ac_Cr, Exp_Cr}來獲得最終的評估結果。在所有的P代理 評估完這個新生成的提案后，那些認為這個提案沖突的P 代理就會一起解決沖突Cr ={Ow_Cr, Id_P, Ac_Cr, Exp_Cr}。沖突決議的結果是對提議方案的校訂或放棄 。如果沒有P代理檢測到沖突，原來解決區(qū)域的部分計劃模板就會更新。計劃工藝繼續(xù)進行直到計劃模板遇到新的諸如計劃目的和約束的要求。3.8.2.協(xié)調問題的協(xié)調解決有賴于B代理和P代理之間的配合。B代理負責存儲和發(fā)布每個工藝計劃問題的公共信息。為 了明顯它被分成了四個不同的信息區(qū)域：問題、提案、 評估和解決方案。問題區(qū)域包含了最初的問題描述和工藝計劃問題的所有要求。提案區(qū)域把部分和完整的提案存儲在一些由P代理抽象出來的 層中。一個P 代理生成的提案有可能被其他的P 代理評估。如果提案中有不詳細或不完整的工藝，其他P代理會把提案和評估一起提交給B代理的評估區(qū)域。 評估區(qū)域把執(zhí) 行工藝計劃時的沖突存起來，并在與沖突有關的P 代理之間 建立某種鏈接。由 P代理 發(fā)布的評估結果和沖突解決的推薦方案在評估區(qū)域被重新存儲。解決方案區(qū)域把工藝計劃的模板加到沒有沖突的工藝當中， 這些工藝是由P 代理生成的。最終的解決方案再次被存儲到B區(qū)域的解決方案區(qū)域。B代理的結構如圖四所示。推理引擎控制了這 四個區(qū)域之間的信息流。知 識庫包含了保證問題協(xié)調解決的時間和解決方案正確性的事件進程安排知識。B代理 監(jiān)控了四個區(qū)域的數(shù)據(jù)。一旦 P代理傳輸過來了一項提案，提案區(qū)域就會接收它。同時， P代理也會檢查相同問題的提案數(shù)目是否比固定的更多價值。如果是，B代理就從提案區(qū)域的提案清單中選擇最佳的提案作為潛在的解決方案，問題的工藝計劃自此停止。如果不是，提案將被送往其他的P代理尋求意見。一旦收到P代理的評估，B代理就會檢查評估是否有一種沖突的 結果。如果確 實有任何沖突，提案的 P代理將會收到通知。B代理協(xié)調這 些P代理通過協(xié)商來解決沖突。如果沒有沖突， B代理就檢查是否所有注冊過的P 代理都同意 這個提案。如果是，這個提案就會作為解決問題的方法了。3.8.3.協(xié)作正如前面所提到的那樣，協(xié)同CAPP系統(tǒng)就像是由協(xié)同解決問題的代理組成的社會，每個P代理都相 對獨立并 擁有自主知識庫的專家系統(tǒng)。P代理獨立地解決其特定范南昌航空大學科技學院學士學位論文9圍內的問題。因此，它應具有獨立社會成員的功能：·與其他代理交流時通用的語言；·包含協(xié) 同修訂方案時所需的充分目標和歷史數(shù)據(jù)的知識描述；·解決問題時 及時地提供信息；·整合外部解決方案的機制；·協(xié)商解決 問題的機制；·外來事件達成內部議事日程的能力。每個P代理與其他代理交流時使用的都是一種通用語言。提案的產生、評估和解決以及沖突的產生和解決都是按照P代理的內部區(qū)域知識來的。4.軟件的落實我們選擇IBM ABE Toolkit作為協(xié)同CAPP系統(tǒng)運行的 環(huán)境， 選擇VC++語言作為執(zhí)行的語言。在Windows 95 或者Windows NT中，系統(tǒng)能夠運行。前面提到，協(xié)同CAPP系統(tǒng)的P代理都要用到三種類型的知識：區(qū)域知識、控制知識和沖突解決知識。為提高柔性和可分離性，區(qū)域知識進一步被分成了三個等級：普通級、商店級和機器級。安裝了協(xié)同CAPP 系統(tǒng)以后，普通級知識在任何狀態(tài)下都能運行，沒有考慮不同公司的需要。當系統(tǒng)被加強了以后，商店級和機器級的知識才能被不同的公司添加和修改。機器級知識僅僅應用于特定的機器。每個代理的知識被用來作為數(shù)據(jù)庫或者文件夾。沖突解決處理器如圖5所示。它含有兩個功能器“ 查找沖突”、“解決沖突”，以及一個沖突解決事實文件夾和一個沖突解決規(guī)則文件夾?！安檎覜_突”被習慣于用來標出沖突的位置和環(huán)境，“沖突解決”用來解決沖突。沖突解決策略也存放在這個功能器中。5.案例學習案例學習就是舉例說明機械協(xié)同CAPP系統(tǒng)的各種特性。第一個例子說明基于一個不合理產品設計的反饋。在這個例子中，我 們可以看到一個不合理的設計， 協(xié)同CAPP系 統(tǒng)會 產生一個輸出 “未解決的沖突”并把沖突所在的位置和原因 傳送給D代理。如圖六所示，一塊橫梁的外形尺寸為50×40×30 mm 35.1.原始數(shù)據(jù)一塊外形尺寸為50×40×30 mm 3的鋼料。平面1，位置矢量：0:0:0:90:0:0，50:40，50:40，公差：0.04；南昌航空大學科技學院學士學位論文10平面2，位置矢量：0:50:0:0:90:0， 40:30，40:30，公差：0.02；平面3，位置矢量：y30:0:0:y90:0:0，50:40，50:40，公差：0.02；平面4，位置矢量：0:0:0:0:y90:0，40:30，40:30，公差：0.04；平面5，位置矢量：0:0:0:0:0:90，50:30，50:30，公差：0.03；平面6，位置矢量：0:0:40:0:0:y90，50:30，50:30，公差0.03；通槽1，開槽位置：0:20:25:0:90:90，20:30:15，0:0:0，公差0.02；通槽2，開槽位置：y5:50:25:90:0:90，20:15:10，0:0:0，公差0.02;通孔，通孔位置：y15:10:0:90:90:0, 10:40, 0:0,公差：0.01;5.2.由初始數(shù)據(jù)得結果= = =未解決沖突= = =操作沖突1；操作代理；建議C操作；槽2：不可利用的操作；= = =和沖突= = =切割機沖突0= = =沖突是= = =切割機沖突0，切割機代理；建議10操作；面2：拉削操作；面3：拉削操作；槽1：拉削操作；槽2：研磨操作；槽2，拉削操作；= = =未解決沖突= = =操作沖突3，操作代理，操作決策1 孔：不可利用的操作；= = =和沖突= = =機械沖突1；= = =沖突是= = =機械沖突；機械代理；操作決策1 孔：排水槽操作；在這個例子中，僅僅列舉了三個P 代理的簡單應用，同時也說明了P代理之間如何協(xié)調解決沖突。B代理接收到了 D代理傳過得產品設計數(shù)據(jù)，并生成了“問題 0”。問題 0”被傳給Op代理、來生成提案。 Op代理生成一個提案 “提案 0 Op”并傳給B代理。B代理把它傳給另兩個代理：Current代理和機器代理。Current代理找到“沖突 0 Cutter”和 南昌航空大學科技學院學士學位論文11The“提案 0 Op”之間的沖突。機器代理同樣和“提案 0 Op”不匹配，生成一個沖突 “沖突 0 機器”。這兩個沖突都會傳給Op 代理。收到“ 沖突 0 Cutter”后， Op代理解決不了這個沖突，于是生成“未解決的沖突”使“沖突 1 Op ”對“ 沖突 0 Op ”做出反應。 “沖突 1 Op ”和“沖突 0 Op ”都會反饋給D代理。同時，Op 代理也會生成一個解決方案對“ 沖突 0 機器”做出反 應。但是，機器代理不會認同“ 方案1 Op”，把“ 沖突1 機器”回復給Op代理。收到這個沖突和原來來自機器代理的沖突后，Op 代理解決不了“ 沖突1 機器”又生成一個新的未解決的沖突“沖突 3 Op ”?！皼_突 3 Op ”和“沖突 1機器 ”都會反饋給D代理。 問題 的解決自此 終止。在 這個例子中，由于未解決沖突的存在，沒有合理方案的生成，僅僅把沖突反饋給了D代理。 結果如表1所示。5.3.數(shù)據(jù)的變更 接著，我們看一個成功工藝計劃是如何產生的。 這個物體的空間尺寸和前面的一樣，僅僅 是“ 槽1，槽2”和孔的工差不同。在 這個例子中，同樣引入三個P 代理。槽1，通槽的位置：0:20:25:0:90:90, 20:30:15,0:0:0, 公差：0.2;槽2，通槽的位置：y5:50:25:90:0:90,20:15:10, 0:0:0, 公差:0.2;孔，通孔的位置：y15:10:0:90:90:0, 10:40, 0:0,公差:0.1;5.4.數(shù)據(jù)變更后的結果= = =平面是= = =平面19880718150407，局部加工，協(xié)同計算機輔助工藝編制，平面1特征：操作方式FF研磨，平面1操作2，加工機床是高速銑床XH715:15.:1500. :7.5：6000；切割機：米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30 ；說明：刀具代理從50.:40.開始切割；平面1特征：操作方式射頻研磨，平面1操作2，加工機床是高速銑床XH715:15.:1500. :7.5：6000；切割機：米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30 ；說明：刀具代理從50.:40.開始切割；平面4特征：操作方式FF研磨，平面4操作2，加工機床是高速銑床XH715:15.:1500. :7.5：6000；切割機：米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30 ；說明：刀具代理從40.:30.開始切割；平面4特征：操作方式射頻研磨，平面4操作1，加工機床是高速銑床XH715:15.:1500. :7.5：6000；切割機：米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30 ；說明：刀具代理從40.:30.開始切割；平面5特征：操作方式FF研磨，平面5操作2，加工機床是高速銑床XH715:15.:1500. 南昌航空大學科技學院學士學位論文12:7.5：6000；切割機：米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30 ；說明：刀具代理從50.:30.開始切割；平面5特征：操作方式射頻研磨，平面5操作1，加工機床是高速銑床XH715:15.:1500. :7.5：6000；切割機：米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30 ；說明：刀具代理從50.:30.開始切割；平面6特征：操作方式FF研磨，平面6操作2，加工機床是高速銑床XH715:15.:1500. :7.5：6000；切割機：米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30 ；說明：刀具代理從50.:30.開始切割；平面5特征：操作方式射頻研磨，平面6操作1，加工機床是高速銑床XH715:15.:1500. :7.5：6000；切割機：米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30 ；說明：刀具代理從50.:30.開始切割；槽1特征：操作方式射頻研磨，槽1操作1，加工機床是高速銑床XH715:15.:1500. :7.5：6000；切割機：米克朗五坐標軋齒切割機2:5.:0.5:550.:30 ；說明：刀具代理從20.:30.：15開始切割；槽2特征：操作方式射頻研磨，槽2操作1，加工機床是高速銑床XH715:15.:1500. :7.5：6000；切割機：米克朗五坐標軋齒切割機2:5.:0.5:550.:30 ；說明：刀具代理從20.:15.：10開始切割；孔特征：操作方式絞刀，孔操作2，加工機床 鉆床ZA5032:45.:2000.:2.2:9800., 切割機：大型絞床1a3:10.:0.25:100.:,說明：刀具代理從:10.:40. 開始切割；孔特征：操作方式鉆頭，孔操作1，加工機床 鉆床ZA5032:45.:2000.:2.2:9800., 切割機：盤旋鉆床裝置1a10:10.:0.2:500.:,說明：刀具代理從:9.9:40. 開始切割；平面2特征：操作方式FF研磨，平面2操作4，加工機床臥式磨床:M7120A:3000.:3000.:4.225:9999.,切割機：輪式磨床11a1:15.:2.5e-002:6000.:2.e-003,說明：刀具代理從:40.:30.開始切割；平面2特征：操作方式射頻研磨，平面2操作3，加工機床臥式床:M7120A:3000.:3000.:4.225:9999.,切割機：輪式磨床11a1:15.:2.5e-002:6000.:2.e-003,說明：刀具代理從:40.:30.開始切割；平面2特征：操作方式射頻研磨，平面2操作2，加工機床高速銑床:XH715:15.:1500. 7.5:600.,4.225:9999.,切割機：米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30；說明：刀具代理從:40.:30.開始切割；平面2特征：操作方式RE研磨，平面 2操作1，加工機床高速銑床:XH715:15.:1500.: 南昌航空大學科技學院學士學位論文137.5:600.,4.225:9999.,切割機：米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30；說明：刀具代理從:40.:30.開始切割；平面3特征：操作方式FF研磨，平面3操作4，加工機床臥式磨床:M7120A:3000.:3000.:4.225:9999.,切割機：輪式磨床11a1:15.:2.5e-002:6000.:2.e-003,說明：刀具代理從:50.:40. 開始切割；平面3特征：操作方式射頻研磨，平面3操作3，加工機床臥式床:M7120A:3000.:3000.:4.225:9999.,切割機：輪式磨床11a1:15.:2.5e-002:6000.:2.e-003,說明：刀具代理從:50.:40. 開始切割；平面3特征：操作方式FE研磨，平面 3操作2，加工機床高速 銑床:XH715:15.:1500. : 7.5:600.,4.225:9999.,切割機：米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30；說明：刀具代理從:50.:40.開始切割；平面3特征：操作方式RE研磨，平面 3操作1，加工機床高速銑床:XH715:15.:1500. : 7.5:600.,4.225:9999.,切割機：米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30；說明：刀具代理從:50.:40.開始切割；B代理收到來自D代理的產品設計數(shù)據(jù)，生成問題0。Op代理、 Cutter代理和機器代理收到問題0后生成提案。 Op代理生成“提案0Op”，反饋給B代理。B代理轉發(fā)給其他兩個P代理：Cutter代理和機器代理。機器代理同意“ 提案0Op” 。而 The Cutter 代理與“提案0Op”有沖突“沖突0 Cutter ”。沖突被反 饋給 Op代理。收到沖突后，Op代理生成“解決方案0Op”來應對“沖突0 Cutter ”?！敖鉀Q方案0Op”被發(fā)給Cutter代理。這次， Cutter代理同意了這個方案。當Op 代理收到“解決方案0Op”后，它就根據(jù)解決方案的原則生成“提案1Op”?！?提案1Op”被送到其他的P 代理去評 估。在機器代理和Cutter 代理把自己的觀點加到這個方案時，所有的三個P 代理都同意了新的方案“方案2機器” 。 B代理檢察“方案2機器 ”并確認這三個 P代理都同意這個方案。B代理就生成解決“問題0”的方案了。解決方案19980718150407就發(fā)給了D代理。同時，B代理也會通知所有的P代理這個問題已經告一段落了。表 2 顯示的是解決方案提案的評估。這表明，工藝計劃的協(xié)調是在P 代理之間完成的。一旦問題傳到協(xié)同CAPP系統(tǒng)，B代理就會 馬上把它轉發(fā)給所有注冊過的P代理。當一個P代理生成提案時，又會馬上傳給B 代理。B代理檢查完提案后又通知其他 P代理。相關的P代理對提案評估完后，會給出一個評估結論。這個結論要么同意或沖突，要么同意或者附上一個新提案。提 議者試著解決這個沖突。當前的問題或者解決或者解決不了。解決不了的就反饋給D代理。如果沖突解決了并且方法合適，一個新的符合要求的提案就產生了。如果不合適，南昌航空大學科技學院學士學位論文14這兩個P代理就會通 過談判來解決。如果其他P代理都同意某個提案，B代理就模仿這個提案來提出解決方法。一旦方案好了，B代理就通知 P代理終止工藝計劃。所有新安排的任務也會終止。問題提案都是通過協(xié)商產生的。沒有哪個P代理能做好一個完整的解決方法。每個P 代理只是完成一部分。協(xié)商期間，僅僅沖突的所有者和提案的所有者參與沖突的解決和評估。這樣就可以降低解決問題的難度。通過以上兩個例子，我們可以看出機械協(xié)同CAPP系統(tǒng)能夠成功地解決工藝計劃的問題。.系統(tǒng)也就達到了自主性、柔性、通用性、模塊性和可分離性的要求。6.結論本文引入了協(xié)同CAPP的代理模式。這個新的模式充分地利用了各個代理，并試圖達到自主性、柔性、通用性、模塊性和可分離性的要求。通過對所提供模式的使用，一個實驗性質的機械協(xié)同CAPP系統(tǒng)已經開發(fā)出來了。這個協(xié)同CAPP系統(tǒng)跟已有的CAPP系 統(tǒng)有 顯著的差異。它利用了協(xié)同的方式使各個代理和自身的專家系統(tǒng)很好的結合起來。系統(tǒng)中的每個代理都處理和自己領域相關的工藝計劃。這與其他系統(tǒng)自始至終只用一個專家系統(tǒng)是有天壤之別的。因此，這個系 統(tǒng)具有柔性和可升級性。在科技進步日益加速和頻繁的今天，這種特性對工藝計劃的制定和修改是大有裨益的。本文使用了一種典型的機械組件測試了機械協(xié)同CAPP系統(tǒng)的性能。結果表明這個系統(tǒng)能有效地處理事件，效果很好。它能根據(jù)產品的 設計信息和已有的材料生成合理的工藝計劃。系統(tǒng)滿足了 預定的設計要求。 實際應 用中， 協(xié)同CAPP 系統(tǒng)具有以下特點：·在不影響系統(tǒng)正常運行的情況下，它的P 代理能在任何時間下方便的加入和刪除；在不不影響其他進程的情況下，它能對個別代理進行升級和更新；這樣，系統(tǒng)就滿足了模塊化和柔性特征的要求?！っ總€P代理僅生成在其自己知識范圍內的方案。因此，復雜的問題就可以通過模塊分解成很多簡單的子問題?！栴}的最 終解決方案是各個P代理方案的綜合體?！じ鶕?jù)不同的需要，系 統(tǒng)可以單獨發(fā)展某個P 代理或者某個協(xié)同知識的分析計劃。這個特性簡化了CAPP系統(tǒng)的實行。運用先進的代理技術，本文模擬了工藝計劃代理。根據(jù)這個模型，各個代理 協(xié)同工作，而不是分成獨立的部分。沖突解決策略的加入就是為了適應這種系統(tǒng)的。另外，工藝計劃知識庫由各個獨立發(fā)展的知識庫組成。這樣，各個推理引擎所需的搜索空間南昌航空大學科技學院學士學位論文15大大減少?；谶@樣的協(xié)同CAPP系統(tǒng)，最優(yōu)化的工藝計劃很容易就完成。試驗表明，完整的產品設計信息能很容易的加入?yún)f(xié)同CAPP系統(tǒng)的框架 。它能修復部分不合理的設計。這個協(xié)同CAPP系統(tǒng)為CAPP的發(fā)展提供了一種新方法。它提供了一種新的開放性的框架結構，很好的適應了分布式CAPP系統(tǒng)的發(fā)展潮流。這種改進應是未來研究的重點。一般來說，這種試驗性的系統(tǒng)僅包含三個P代理。其他P代理如特征識別等可能在以后加入這種系統(tǒng)。參考文獻[1]. 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WuDepartment of Manufacturing Engineering and Engineering Management, City Uniíersity of Hong Kong, Tat Chee Aíenue, Hong Kong,ChinaReceived 30 November 1998; accepted 25 January 1999Abstract：A well designed computer-aided process planning（CAPP ）system bridges the gap between CAD and CAM. A number of systems have recently been developed relying on a stand- alone expert system. However, because of over-complexity, many such systems cannot be effectively applied to industrial enterprises in practice. Moreover, the modern computer integrated manufacturing system(CIM)requires the CAPP system to be extendible and flexible for practical industrial applications. It is hardly possible to develop the extensive industrial CAPP system by using only one large expert system. To overcome these weaknesses, a new cooperative agent model is presented for process planning in this paper that satisfies five major requirements: Autonomy, Flexibility, Interoperability, Modularity and Scalability. In accordance with this framework proposed, a machining cooperative process planning system(Machining CoCAPP)is specifically developed for demonstration purpose. The system modelling, agent structure design, cooperation and coordination mechanism, and case study of the Machining CoCAPP are presented.Keywords: CAPP; Cooperative agent; Modelling; CIM1. IntroductionProcess planning provides information to the shopfloor on how to produce the de