制造工艺领域知识变粒度重用方法研究

智能化是现代制造技术的发展趋势，对已有多源制造知识的重用是发展智能制造技术所要解决的关键科技问题。制造工艺领域知识具有多层次、多种类和结构复杂的特点，其重用所在的制造场景由重用的企业主体、解决的产品对象、应用的工艺方法等共同构成，不同场景中所重用知识的粒度不尽相同。本项目从刻画制造工艺领域知识的结构入手，研究变粒度知识重用的方法。选取飞机典型制造工艺领域知识为对象，发现制造场景变化对制造知识结构及其重复使用的影响机制；根据这种影响，在对制造工艺领域知识科学分类的基础上，建立最小粒度知识的模块化组织结构模型；对于按照此组织结构而形成的制造工艺领域不同粒度知识群体，建立记忆知识之拓扑结构的数学模型，分析其拓扑不变量；揭示适应场景变化的不同粒度知识重用所依据之广义相似性，建立基于知识拓扑结构的变粒度知识重构的过程、规则和算法。研究成果用于建立复杂产品制造工艺领域知识库和发展变粒度知识重用技术。

智能化是现代制造技术的发展趋势，对已有多源制造知识的重用是发展智能制造技术所要解决的关键科技问题。制造工艺领域知识具有多种类特性和大量组元及组元之间广泛而紧密的相关性，从知识库全新构建中的整体移植到已有知识库的内容扩充升级，重用知识的粒度都是可变的。本研究建立了复杂产品数字化制造场景模型，分析了制造场景中知识重用的主体、个体、目的、环境等因素及其变化对知识重用方法的影响，具体表现为：知识种类可配置、知识组织柔性化、知识效用定量化、知识单元可选择和应用服务松耦合；从知识种类的角度建立了制造工艺领域知识分解结构，提出了基本类型知识的模块化组织方法，从知识群体的角度提出了用构成关系图描述最小粒度知识群体组元间关联关系，进而建立了知识记忆结构，分析得出领域知识的拓扑不变量；提出了制造工艺领域知识成熟度模型及其评价算法和控制方式，为知识重用提供科学、定量的依据；建立了两种粒度变化方式下的制造工艺领域知识重构过程，归纳出制造知识组态变换所包含的算法，分别发展了制造工艺领域知识结构树配置算法、制造要素广义相似性作用下的知识重构算法和基本类型知识构成信息元间相似度计算方法。应用上述方法开发了飞机钣金工艺领域知识库及重用工具，并在某飞机制造企业进行了验证，结果表明，通过对钣金工艺领域知识种类配置和内容重构，该领域知识能够快速变粒度以适应企业产品、过程和资源的变化，企业工艺知识不断积累；制造指令设计、回弹补偿等知识库及重用工具在企业内的集成应用，单项钣金件制造指令编制时间大大缩短，并保证工序内容的规范性，框肋零件弯边基于知识进行回弹预测与补偿后精度可一步达到设计要求，提高了零件制造的效率和准确度。