文档介绍：试论认知计算机辅助工艺设计与人工智能
论文关键字:计算机辅助工艺设计(CAPP) 人工智能(AI)
论文摘要:随着计算机技术的发展和应用,制造也得发展已经离不开计算机了,计算机辅助工艺设计和人工智能应运而生,当很多非专业性人士对此概念十分模糊,本文初步解释两个概念和其应用范围。
计算机辅助工艺设计(puter Aided ProeessPlanning),自1965年由挪威人Nikbel提出以来,其系统特性经历了检索式、派生式、混合式、创成式、智能化等过程,智能化CAPP是当前CAPP系统的研究热点。CAPP是现代制造业信息化的一部分,是计算机集成制造系统(puter IntegratedManufacturing Systems)中的桥梁和纽带。“人工智能”(Artificial Intelligence)简称AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能研究如何用计算机去模拟、延伸和扩展人的智能;如何把计算机用得更聪明;如何设计和建造具有高智能水平的计算机应用系统;如何设计和制造更聪明的计算机以及智能水平更高的智能计算机等。人工智能是相对于人类智能而言的,它是采用人工的方法和技术来模拟、延伸和扩展人类智能行为的一门综合学科。
将人工智能技术(AI技术)应用到CAPP系统开发中,使CAPP系统在知识获取、知识推理等方面模拟人的思维方式,解决复杂的工艺规程设计问题,使其具有人类“智能”的特性即为智能化CAPP,是AI在CAPP中的一种应用。
CAPP系统分为专用型和工具型系统。前者可以根据用户的特定需求定制开发,针对性强,具有较好的实用性,但对系统进行功能扩展困难;后者可以由用户根据自身特定的要求进行二次开发,可以实现更多的柔性和开放性,这种系统与CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)、PDM(产品数据管理)等系统的信息共享存在缺陷。
CAPP设计理论目前研究的很少,机械产品设计理论研究的较多,有学者认为设计理论与方法由设计理论基础层、设计工具和支持技术平台层等三大部分组成。有的学者提出四理论框架,即设计过程理论、性能需求理论、知识流理论和多方利益协调理论。CAPP设计理论与机械产品设计理论既有共同性又有特殊性,特别在智能化设计方法方面有较大的差别,因此认为面向智能化的CAPP设计理论与方法体系结构由有三层组成,即基础科学层、信息技术层和智能化设计方法层。
在机械产品工艺设计中,存在大量的不确定因素,许多问题需要靠经验来解决,早期建立在单纯依赖于成组技术基础上的CAPP系统,不能很好地解决这些离散知识的获取问题,只能设计出检索式或派生式系统。近年来,人工智能技术在CAPP系统
开发中的应用,使CAPP技术得到了较大的发展,人工神经网络技术就是AI在CAPP系统中一大应用。人工神经网络(ANN: work)是按照生物神经系统原理处理真实世界的客观事物,它由大量的简单的非线性处理单元高度并联而成,具有信息的分布式存储、并行处理、自组织和自学忆等特性;多层前馈网络误差反向传播(ErrorBack Propagation,简称BP)算法。反向传播算法(BP)是一种监督训练多层神经网络的算法,每一个训练范例在
网络中经过两遍传递计算:第一遍