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船舶焊接工艺知识建模及工艺规划技术研究

凡天娣  
【摘要】:在船舶建造中,焊接工艺是其关键环节之一,焊接工艺设计水平直接影响船舶建造的周期和质量。随着计算机技术的高速发展,要实现高效、智能、规范化的焊接工艺设计离不开工艺知识的有效管理和工艺规划手段,即焊接工艺的知识建模和工艺规划变得极为重要。目前,国内大多船企的焊接工艺设计存在经验依赖性强、知识重用率低、知识存储冗余和工艺设计数字化智能化程度低等共性问题,因此研究智能制造下的焊接工艺知识管理、构建焊接工艺知识库系统并实现焊接工艺知识的建模及重用对于提高船舶焊接工艺设计和知识重用效率等有着重要意义。本文研究了基于知识图谱的焊接工艺知识建模技术和工艺规划技术并开发船舶智能焊接工艺生成系统。论文的主要内容包括:(1)分析传统船舶焊接工艺和智能化焊接工艺,提出船舶焊接工艺知识的分类,实现焊接工艺知识的表达,设计船舶焊接工艺知识库,为焊接工艺的知识建模和工艺生成奠定了基础。(2)研究基于知识图谱的焊接工艺知识建模技术,并构建了多层次船舶焊接工艺知识图谱模型。根据焊接工艺知识的模型特点,针对目前知识管理中存在的知识检索效率低的问题,提出了语义检索、规则推理检索和案例匹配检索的检索方式,研究了基于规则推理和案例匹配的知识检索技术,实现了焊接工艺知识的语义检索、规则推理式检索和案例匹配式检索。(3)提出了基于知识的船舶焊接工艺规划方法,研究了基于案例匹配工艺生成及模糊规则推理的工艺生成方法。在船舶焊接知识库的基础上,利用焊接工艺实例实现基于案例推理的工艺生成,利用焊接推理型知识库中的焊接规则实现基于模糊规则推理的工艺生成,建立了案例推理机制和模糊推理机制,实现了焊接工艺生成阶段的案例匹配、关键环节的知识推理设计。(4)针对传统的船舶焊接工艺设计和管理系统的知识重用率低、规则提取困难等问题,设计开发了基于知识的船舶智能化焊接工艺生成系统。构建了焊接工艺知识的管理、知识检索、工艺生成等功能模块,并结合船厂的数据进行了实例验证。结果表明该系统能够实现焊接工艺知识的管理、检索、生成等过程,为实现智能化船舶焊接工艺设计和管理奠定了基础。


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