Технические науки/3. Отраслевое машиностроение

К.т.н. Пашкевич В. М., Миронова М. Н.

Государственное учреждение высшего профессионального образования

“Белорусско-Российский университет”, Беларусь

Использование семантических сетей для расчета

станочных приспособлений

Проектирование и расчет станочных приспособлений представляет собой часто встречающуюся задачу технологии машиностроения.

Для решения подобных задач может быть использован подход, базирующийся на технологиях искусственного интеллекта, в частности, технологиях функциональных семантических сетей, который учитывает функциональные взаимосвязи между параметрами обработки и параметрами применяемой технологической оснастки.

Для реализации такого подхода была создана интеллектуальная система, в которой знания представлены в трех уровнях — предметном, математическом и программном.

Компоненты знаний на техническом уровне включают различные виды базирующих элементов, зажимных механизмов и приводов станочных приспособлений. На математическом уровне этим структурам соответствуют математические отношения, а на программном - модули.

Математическая модель объекта представляет собой функциональную семантическую сеть математических отношений, которая представляет собой в общем случае двудольный граф с двумя типами вершин. Первый тип представляет параметры рассчитываемых задач, в том числе исходные данные. Второй тип вершин описывает отношения, определяющие функциональные зависимости между параметрами сети [1].

Здесь под отношением R, определенном на п своих атрибутах x₁,...,х_n, понимается некоторое подмножество декартова произведения доменов D_i (множеств возможных значений), т. е.

,

где (j=1, 2,…,n).

Отношение R указывает на существование определенных зависимостей между значениями атрибутов в пространстве, определенном декартовым произведением их доменов.

Любой кортеж, удовлетворяющий отношению R, является его элементом, т. е.

.

Поиск решения в функциональной семантической сети может быть описан следующим образом. Выделим в кортеже какой-либо атрибут x_j, обозначив его через у.

Отношение будет функциональным, если для всего множества кортежей кортежи будут различными. В этом случае кортежу соответствует не более одного значения x_j= y, такого, что . Следовательно, значение x_j=y однозначно определяется значениями кортежа , и определяет функцию

.

Данную функцию называют разрешением функционального отношения для атрибута x_j= y.

При одном выделенном атрибуте y ранг отношения полагается равным единице.

Если взять отношение ранга т, то будет определено т функций, зависящих от n-m переменных

,

где k=1, 2, …, m,

или вектор-функция

y=F(x).

Поиск решения в данном случае заключается в поиске кортежа , удовлетворяющего одновременно всему множеству функций .

Переход от предметного уровня к математическому, когда по описанию системы проектировщиком сначала строится полная техническая модель системы, а затем и математическая, решается автоматизацией познавательной деятельности, то есть компьютеризацией знаний в области расчета станочных приспособлений, - путем представления ее с помощью формализмов искусственного интеллекта. В данной системе в качестве таких формализмов использованы фреймы узлов станочных приспособлений, объединенные в единую структуру.

Система, использующая семантическую сеть для решения различных прикладных задач, обладает существенным преимуществом по сравнению с традиционными программами. Для такой системы при решении конкретных задач четкий алгоритм решения не требуется, а формируется самой системой путем преобразования исходной сети в конечную сеть, соответствующую результату, что позволяет использовать данную систему для решения различных задач в области проектирования и расчета технологической оснастки, применяемой при обработке деталей машин лезвийным инструментом.

Применение подхода, базирующегося на технологиях функциональных семантических сетей, дает возможность успешно решать задачи, связанные с расчетом параметров технологической оснастки на основе многофакторной оптимизации на семантической сети.

Литература:

1. Искусственный интеллект – основа новой информационной технологии / Поспелов Г.С.- М.: Наука, 1988. – 280 с., ил.

2. Технологическая оснастка: Учебник для студентов машиностроит. Специальностей вузов / М. Ф. Пашкевич, Ж.А. Мрочек, Л.М. Кожуро, В.М. Пашкевич. – Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2002. - 320 с.