Lo stato attuale e l'analisi della ricerca sulla tecnologia CAPP
Lo stato attuale e l'analisi della ricerca sulla tecnologia CAPP
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Computer Aided Process Planning (Computer Aided Process Planning, CAPP) si riferisce all'uso della tecnologia software e hardware del computer e dell'ambiente di supporto, l'uso del calcolo numerico del computer, il giudizio logico e il ragionamento e altre funzioni per formulare il processo di lavorazione di parti. L'utilizzo del sistema CAPP per completare i calcoli dei parametri rilevanti e generare percorsi di processo basati sulle informazioni di produzione attraverso l'interazione uomo-computer ha un ruolo importante nel ridurre l'intensità del lavoro del personale, migliorare l'efficienza della produzione e migliorare la standardizzazione del prodotto. |
La tecnologia CAPP è nata negli anni '1960. Nel 1965, Niebel applicò la tecnologia informatica alla progettazione dei processi. Nel 1969, la Norvegia ha lanciato ufficialmente il primo sistema CAPP AUTOPROS al mondo e lo ha commercializzato nel 1973. Nel 1976, CAM-I ha lanciato il sistema di pianificazione automatizzata dei processi CAM-I, che è stata una pietra miliare nella storia dello sviluppo CAPP. Nel 1985, l'International Academy for Production Engineering (CIRP) ha tenuto un seminario CAPP in Giappone per definire formalmente il concetto di CAPP. Nei decenni successivi, la tecnologia CAPP si è sviluppata rapidamente. Il sistema CAPP attualmente in uso in patria e all'estero si divide principalmente in ricerca
Esistono quattro tipi di sistemi esperti: tipo, tipo derivato, tipo generativo e sistema esperto CAPP. Le principali applicazioni sono riportate nella tabella sottostante.
| Tipi | Principio | Applicazioni | Problema |
|---|---|---|---|
| Cerca | Sulla base dell'organizzazione tecnica del gruppo, il sistema di gestione dei file tecnici che estrae il processo standard in base al numero |
Recupero del sistema CAPP per le parti dell'albero； Sistema CAPP per il recupero delle parti della piastra francese |
Il numero di processi standard è limitato e la flessibilità del processo è scarsa e non può adattarsi all'attuale trend di sviluppo dell'industria manifatturiera. |
| Derivata | In base alla parte di destinazione e alla geometria della parte e alla somiglianza del processo nel database, viene spinta la conoscenza del processo corrispondente. | Sistema AUTOPROS, sistema TOJICAP, sistema WLCAPP, sistema THCAPP-1, ecc. | Si basano su dati storici e mancano di logica decisionale. |
| Generativo | Utilizzare algoritmi logici per prendere decisioni in base alla libreria di regole di processo e utilizzare tabelle decisionali o alberi decisionali per prendere decisioni sui metodi di processo | Sistema APPAS, sistema CAPSY, sistema BITCAPP. | L'istituzione della base di regole richiede una definizione umana e l'enorme carico di lavoro si traduce in un basso tasso di utilizzo; l'algoritmo logico ha scarsa flessibilità ed è difficile da modificare ed espandere. |
| Sistema esperto | Prendere decisioni basate su algoritmi euristici per il ragionamento sulla conoscenza dei processi | Sistema MetCAPP | Migliorare efficacemente l'efficienza elaborativa del sistema CAPP, ma l'espressione della conoscenza e la logica decisionale non sono ancora del tutto mature. |
Con lo sviluppo dell'industria manifatturiera aerospaziale, c'è una crescente domanda di progettazione rapida di parti di veicoli spaziali e i sistemi esperti sono gradualmente diventati un punto di riferimento per la ricerca. Il principale contenuto della ricerca è l'espressione della conoscenza del processo, la creazione e l'aggiornamento automatici della base di regole decisionali e l'intellighenziazione della pianificazione del percorso del processo.
La conoscenza del processo è alla base della progettazione del processo. La conoscenza dei processi tradizionali è solitamente espressa in linguaggio naturale e ha una struttura scadente, che non favorisce il riconoscimento e l'elaborazione da parte del computer. Pertanto, il grado di struttura della conoscenza del processo influisce direttamente sull'efficienza del lavoro del sistema CAPP. Nella ricerca sul metodo di espressione della conoscenza di processo, si sono principalmente formati i seguenti metodi, come mostrato nella tabella seguente.
| metodo | Ambito di applicazione | Vantaggio | difetto |
|---|---|---|---|
| Rappresentazione logica del predicato | Adatto per descrivere la conoscenza collettiva come i dati di processo | Metodo di ragionamento formale con logica completa, metodo classico basato sul ragionamento per vincoli | Non adatto al processo espressivo e alla conoscenza illuminante; mancanza di principi organizzativi, ampia base di conoscenze e scarsa efficienza di ragionamento. |
| Espressione di produzione | Regole decisionali per la selezione del metodo di elaborazione, la selezione delle risorse di produzione, ecc. | Vicino al modo di pensare umano, facile da capire; regole indipendenti, facili da aggiornare; struttura chiara, favorevole agli utenti per comprendere e apprendere le conoscenze degli esperti. |
Vicino al modo di pensare umano, struttura chiara e di facile comprensione; Non è in grado di descrivere efficacemente una conoscenza complessa. |
| Rappresentazione semantica della rete | Adatto per descrivere connessioni tra conoscenze di processi complessi | L'espressione intuitiva della struttura dell'entità, degli attributi e delle relazioni di associazione è simile al linguaggio naturale, che è favorevole alla comprensione di sistemi complessi; | Non è adatto per la conoscenza regolare; l'ambito di espressione è limitato. Una volta che troppi nodi si traducono in una struttura di rete complessa, è difficile procedere con il ragionamento. La rappresentazione dell'ontologia è adatta per la descrizione del modello di informazione sulla conoscenza del processo |
In sintesi, le attuali problematiche del sistema CAPP sono:
- (1) Attualmente, la conoscenza dei processi è ancora per lo più espressa in linguaggio naturale, con una struttura povera, che non è favorevole al riconoscimento e all'applicazione dei computer. Per introdurre la progettazione assistita da computer e migliorare l'efficienza della progettazione, l'espressione strutturata della conoscenza del processo è il primo problema da risolvere.
- (2) A causa della logica decisionale immatura, il metodo di costruzione della rule base ha un basso grado di intelligenza, che limita lo sviluppo del sistema CAPP e rende il sistema esistente incapace di adattarsi al "multi-type, small batch "modello di produzione.
- (3) La maggior parte dei sistemi CAPP non è ancora matura nei metodi di pianificazione per l'intero percorso del processo e fa ancora affidamento sulla preparazione manuale da parte del personale di processo, con conseguente bassa efficienza di progettazione del processo. Pertanto, come stabilire un modello strutturato di conoscenza del processo, realizzare la costruzione automatica della base di regole decisionali e la pianificazione intelligente dei percorsi di processo sono le principali direzioni di sviluppo dell'attuale sistema CAPP.
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