《基於雲知識庫的智慧型數控系統加工工藝規劃方法研究》是依託山東大學，由胡天亮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於雲知識庫的智慧型數控系統加工工藝規劃方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：胡天亮
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本課題擬研究基於雲知識庫的智慧型數控系統加工工藝規劃方法，以適應先進制造模式的要求，解決數控系統智慧型自治能力不足的問題。通過數控加工工藝的本體知識化研究，構建數控加工本體知識模型，基於此模型研究數控加工工藝知識庫構建中的關鍵理論方法；針對數控加工工藝知識庫中海量知識的存儲和推理問題，使用雲平台的相關理論和方法，研究基於Hadoop平台的存儲策略和Map/Reduce算法，以實現行業知識的匯集、存儲和推理；研究企業數控工藝知識直接信任私有雲和推薦信任私有雲的構建方法，通過綜合工藝能力參數的計算，實現海量雲數控加工知識的評級和有效性篩選，建立知識信任策略和篩選策略；通過對智慧型數控系統的設計理論的研究，構建智慧型數控系統的體系結構，通過建立常用加工工藝知識快取並研究其更新機制，保證數控系統中基於雲端知識庫的快速線上自主加工決策。本課題的完成，可為數控系統的智慧型化和自治能力的實現提供有效的解決方案。
結題摘要
面對當前多變的市場環境，製造型企業要想在激烈的全球化經濟競爭中生存下去，必須要積極採用先進的生產模式和製造系統。隨著各種先進制造模式的套用，數控系統缺乏智慧型性的弊端逐漸顯現出來，成為了實施先進制造模式的瓶頸。因此，針對數控系統的智慧型性進行研究，具有重要的理論意義和現實意義。 本課題旨在實現控制器的工藝方案自主智慧型決策和規劃。主要研究內容為數控加工知識庫的設計方法策略；基於雲平台的海量數控加工工藝知識的聚集、存儲、查詢和推理方法；智慧型數控系統的體系結構和運行機制。 在研究過程中，基於調研結果和對STEP-NC加工數據模型的深入理解，使用Ontology Web Language (OWL) 構建了數控加工工藝知識模型。同時使用EXPRESS語言構建了加工任務的新模型，彌補了傳統G/M代碼加工模型信息量的不足，使之與STEP-NC兼容，保證了上游設計同下游加工數據的一致性。基於數控加工工藝知識模型選擇了支持分散式存儲的列式資料庫HBase對知識實例進行存儲。當知識模型更新時，可以隨時更新表格設計而不影響資料庫的運行，且存儲空間理論上無限大。開發的工藝知識生成軟體可生成知識實例並將其提交至基於Hadoop搭建的雲平台，由知識庫解析後存儲在資料庫中，實現了海量知識的聚集及存儲。知識庫中查詢和推理算法的實現基於Map/Reduce編程框架實現，其並行處理機制提高了對大數據的處理效率。最後開發了智慧型數控系統控制器，除傳統控制器擁有的功能，其可通過提交加工任務至知識庫中智慧型獲得加工工藝規劃方案，解析後生成刀具軌跡並執行。 本課題的研究解決了傳統工藝規劃中由於缺乏知識的共享和聚集依賴工藝人員經驗的弊端，為大規模行業知識聚集及套用提供了途徑。設計的智慧型控制器可以實現車間級的在機工藝智慧型規劃，可節省大量的加工準備時間。本課題的成果為智慧型控制器的實施提供了理論基礎和解決方案。
