一种基于知识驱动的锻造主体工艺流程生成方法技术

本发明专利技术公开了一种基于知识驱动的锻造主体工艺流程生成方法，方法包括以下步骤：构造锻造工艺知识库：基于锻造专家知识库、锻造工艺数据库、锻造工艺文档，通过数据挖掘获取锻造工艺实例中的工艺知识，之后基于知识结构模型将规范化后的锻造工艺知识存入锻造工艺知识库；对锻造工艺实例进行检索匹配，选择出最匹配的锻造工艺实例；通过上述检索匹配方式获取各锻造工艺特征对应的锻造工艺设计要素，并将锻造工艺对应特征所需的所有工步信息串联成特征工艺链；将特征工艺链进行串联，并以其包含的工艺信息为基础，对工步排列进行优化，形成锻造主体工艺流程。本发明专利技术能够有效提高锻件设计质量和效率，缩短锻件设计周期。缩短锻件设计周期。缩短锻件设计周期。

【技术实现步骤摘要】
一种基于知识驱动的锻造主体工艺流程生成方法


[0001]本专利技术涉及锻造自动化
，特别涉及一种基于知识驱动的锻造主体工艺流程生成方法。

技术介绍

[0002]在锻造自动化
，锻件设计人员为了得到合理的设计方案，通常需要反复对设计方案进行试模或数值模拟，根据经验修改原有的设计方案。这种传统的基于经验的“设计
‑
试模
‑
再设计”的“试错”优化模式，主要依靠设计人员的主观经验和直观判断，具有很大的随意性，很难得到最优的设计锻造设计的方案，且易造成锻造设计的周期延长。为了提高锻件设计的标准化水平，保证锻件成型质量和成型温度的稳定性，需要对锻件的设计和优化过程进行简化，减少重复繁重的工艺设计带来的误差累积和设计周期延长。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种基于知识驱动的锻造主体工艺流程生成技术。
[0004]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于知识驱动的锻造主体工艺流程生成方法，所述方法包括以下步骤：
[0005]步骤1，构造锻造工艺知识库：基于锻造专家知识库、锻造工艺数据库、锻造工艺文档，通过数据挖掘获取锻造工艺实例中的工艺知识，之后基于知识结构模型将规范化后的锻造工艺知识存入锻造工艺知识库；
[0006]步骤2，对锻造工艺实例进行检索匹配，选择出最匹配的锻造工艺实例；
[0007]步骤3，通过步骤2的检索匹配方式获取各锻造工艺特征对应的锻造工艺设计要素，并将锻造工艺对应特征所需的所有工步信息串联成特征工艺链；
[0008]步骤4，将特征工艺链进行串联，并以其包含的工艺信息为基础，对工步排列进行优化，形成锻造主体工艺流程。
[0009]进一步地，步骤1中通过数据挖掘获取锻造工艺实例中的工艺知识，具体包括以下步骤：
[0010]步骤1
‑
1，指定锻造工艺知识库中的N个锻造工艺实例为挖掘对象；
[0011]步骤1
‑
2，分析锻造工艺实例的属性及优先级，对应属性优先级由高到低为：锻件特征类型、锻件特征尺寸、锻造成型温度、锻件类型、锻件材料、锻件尺寸精度、锻件形位精度；
[0012]步骤1
‑
3，确定数据挖掘的输出对象为工步名称、定位夹紧、锻造工艺资源、锻造工艺参数；
[0013]步骤1
‑
4，对N个工艺实例进行聚类分析，以各工艺实例属性值的加权相似度衡量对象的相似性；
[0014]步骤1
‑
5，对聚类分析得到的锻造工艺数据进行预处理，包括降噪、去除冗余和数
据类型转换；
[0015]步骤1
‑
6，将聚类分析获得的锻造工艺实例以特征类型为单位，依次整合抽象出锻造工艺规则；
[0016]步骤1
‑
7，将归纳整合的锻造工艺规则与锻造工艺知识库中已有的工艺知识进行比较，剔除重复规则，并修改或删除相矛盾规则。
[0017]进一步地，步骤2中对锻造工艺实例进行检索匹配采用最近邻算法，具体过程包括：
[0018]步骤2
‑
1，计算工艺需求a与锻造工艺知识库中每个工艺实例b的匹配属性j的局部相似度Sim
j
(a,b)；
[0019](1)若匹配属性j为数值类型，则相似度计算公式为：
[0020][0021]式中，为工艺需求a与工艺实例b中属性j的最大值，为工艺需求a与工艺实例b中属性j的最小值，是工艺需求a的属性j的值，工艺实例b的属性j的值；
[0022](3)若匹配属性j为字符串类型，则相似度为：
[0023]当工艺需求a和工艺实例b属性j的值和完全一致时，相似度Sim
j
(a,b)为1，反之相似于度Sim
j
(a,b)为0；
[0024]步骤2
‑
2，综合考虑工艺需求中的匹配属性，将各匹配属性的权重ω
j
与工艺实例对于属性的局部相似度Sim
j
(a,b)相结合，获得当前零件的工艺需求a与锻造工艺知识库中工艺实例b之间的总体相似度Sim(C
a
,C
b
)：
[0025][0026]式中，ω
j
为匹配属性j对应的权重，其通过层次分析法确定，n为匹配属性的总数；
[0027]步骤2
‑
3，提取最大总体相似度Sim(C
a
,C
b
)的对应工艺实例，作为最匹配的锻造工艺实例。
[0028]进一步地，步骤3的具体过程包括：
[0029]步骤3
‑
1，通过步骤2的检索匹配方式获取各锻造工艺特征对应的锻造工艺设计要素；
[0030]步骤3
‑
2，基于锻造工艺设计要素，将含具体工艺信息的工步单元以锻造特征为单位，按照锻造特征的锻造顺序进行排列，构成一连串锻造特征的零件，将这些零件串联起来构成锻造工艺的主体
‑‑
骨架工艺；
[0031]步骤3
‑
3，将含具体工艺信息的工步单元以成型特征为单位，按照成型顺序进行排列，获得一连串的具有成型特征的工艺链即特征工艺链。
[0032]进一步地，步骤4中采用遗传算法对工步排列进行优化，具体过程包括：
[0033]步骤4
‑
1，随机产生若干工步排列；
[0034]步骤4
‑
2，逐一取出工步排序个体，并判断其是否满足设定的约束要求，若是，执行
下一步，否则将此个体删除，重新执行该步骤；
[0035]步骤4
‑
3，将工步排序个体添加至初始种群；
[0036]步骤4
‑
4，判断所有工步排序个体的约束检查是否结束，若是，则生成初始种群，否则返回步骤4
‑
2,；
[0037]步骤4
‑
5，判断是否满足预设的终止条件，若是，则结束整个过程，输出优化后的工序排列；否则执行下一步；
[0038]步骤4
‑
6，进行赋值操作、交叉操作、变异操作、逆转操作，生成下一代种群，之后返回步骤4
‑
5。
[0039]本专利技术根据锻造过程石墨乳喷涂的工艺要求，提供了一种高效锻造喷墨装置，与现有技术相比，其显著优点为：
[0040](1)通过基于规则
‑
实例的集成推理机制实现锻造工艺需求和锻造工艺实例的匹配检索，确定锻造工艺信息，并以锻造特征为单位将含有锻造工艺信息的工步单元组成特征工艺链，充分利用锻件设计和生产过程中的工艺信息用于锻造主体工艺流程的自动生成。
[0041](2)以锻件的成型质量及温度控制为目标，采用精英保留策略对工步序列进行优化，能够有效保证锻件成型温度的稳定，提高锻件成型的质量。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于知识驱动的锻造主体工艺流程生成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，构造锻造工艺知识库：基于锻造专家知识库、锻造工艺数据库、锻造工艺文档，通过数据挖掘获取锻造工艺实例中的工艺知识，之后基于知识结构模型将规范化后的锻造工艺知识存入锻造工艺知识库；步骤2，对锻造工艺实例进行检索匹配，选择出最匹配的锻造工艺实例；步骤3，通过步骤2的检索匹配方式获取各锻造工艺特征对应的锻造工艺设计要素，并将锻造工艺对应特征所需的所有工步信息串联成特征工艺链；步骤4，将特征工艺链进行串联，并以其包含的工艺信息为基础，对工步排列进行优化，形成锻造主体工艺流程。2.根据权利要求1所述的基于知识驱动的锻造主体工艺流程生成方法，其特征在于，步骤1中通过数据挖掘获取锻造工艺实例中的工艺知识，具体包括以下步骤：步骤1
‑
1，指定锻造工艺知识库中的N个锻造工艺实例为挖掘对象；步骤1
‑
2，分析锻造工艺实例的属性及优先级，对应属性优先级由高到低为：锻件特征类型、锻件特征尺寸、锻造成型温度、锻件类型、锻件材料、锻件尺寸精度、锻件形位精度；步骤1
‑
3，确定数据挖掘的输出对象为工步名称、定位夹紧、锻造工艺资源、锻造工艺参数；步骤1
‑
4，对N个工艺实例进行聚类分析，以各工艺实例属性值的加权相似度衡量对象的相似性；步骤1
‑
5，对聚类分析得到的锻造工艺数据进行预处理，包括降噪、去除冗余和数据类型转换；步骤1
‑
6，将聚类分析获得的锻造工艺实例以特征类型为单位，依次整合抽象出锻造工艺规则；步骤1
‑
7，将归纳整合的锻造工艺规则与锻造工艺知识库中已有的工艺知识进行比较，剔除重复规则，并修改或删除相矛盾规则。3.根据权利要求2所述的基于知识驱动的锻造主体工艺流程生成方法，其特征在于，步骤1
‑
4中对N个工艺实例进行聚类分析，具体采用k均值聚类方法。4.根据权利要求1所述的基于知识驱动的锻造主体工艺流程生成方法，其特征在于，步骤2中对锻造工艺实例进行检索匹配采用最近邻算法，具体过程包括：步骤2
‑
1，计算工艺需求a与锻造工艺知识库中每个工艺实例b的匹配属性j的局部相似度Sim
j
(a,b)；(1)若匹配属性j为数值类型，则相似度计算公式为：式中，为工艺需求a与工艺实例b中属性j的最大值，为工艺需求a与工艺实例b中属性j的最小值，是工艺需求a的属性j的值，工艺实例b的属性j的值；
(2)若匹配属性j为字符串类型，则相似度为：当工艺需求a和工艺实例b属性j的值和完全一致时，相似度Sim
j
(a,b)为1，反之相似于度Sim
j
(a,b)为0；步骤2
‑
2，综合考虑工艺需求中的匹配属性，将各匹配属性的权重ω
j
与工艺实例对于属性的局部相似度Sim
j
(a,b)相结合，获得当前零件的工艺需求a与锻造工艺知识库中工艺实例b之间的总体相似度Sim(C
a
,C
b
)：式...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞绍顺，周晓晨，卢中志，仲启利，韩秀虹，杭津如，宋厚学，徐浩，
申请(专利权)人：连云港杰瑞自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：