一種機(jī)床零件加工工藝規(guī)程中知識(shí)提取與演化的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種零件加工工藝知識(shí)提取的方法。特別是設(shè)及一種機(jī)床零件加工工 藝規(guī)程中知識(shí)提取與演化的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了快速響應(yīng)設(shè)計(jì)制造的需求，機(jī)床設(shè)計(jì)中多采用基于產(chǎn)品系列模塊化配置設(shè)計(jì) 和變型設(shè)計(jì)為主，重新設(shè)計(jì)為輔的設(shè)計(jì)手段，從而使得W往積累的零件加工工藝規(guī)程具有 較大的參考性和重復(fù)利用性，但也面臨著數(shù)據(jù)豐富而知識(shí)貧乏的問(wèn)題。
[0003] 目前對(duì)工藝規(guī)程中知識(shí)的提取主要采用聚類(lèi)、關(guān)聯(lián)規(guī)則、序列模式發(fā)現(xiàn)和粗糖集 等算法從工藝規(guī)程信息方面進(jìn)行分析和挖掘，雖然提取的知識(shí)具有一定的普用性和典型 性，但模糊化了知識(shí)的重用角度和提取角度之間的一致性，在一定程度上造成了所提取知 識(shí)的不合理和難W利用。同時(shí)，隨著生產(chǎn)環(huán)境的改變和工藝技術(shù)的提高，使得無(wú)用工藝知識(shí) 大量積累，由于缺乏相應(yīng)的智能化管理，也增加了知識(shí)在后續(xù)重用過(guò)程中的難度。
[0004] 因此，通過(guò)一種機(jī)床零件加工工藝規(guī)程中知識(shí)提取與演化的方法，將零件信息和 工藝規(guī)程信息作為兩個(gè)階段結(jié)合進(jìn)行分析，從不同維度上提取可重用的工藝知識(shí)，并在記 憶與遺忘機(jī)制下逐漸對(duì)工藝知識(shí)進(jìn)行精華萃取和演化，對(duì)企業(yè)積累重用工藝知識(shí)和提高工 藝設(shè)計(jì)的效率與規(guī)范化水平具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽(yáng)〇化]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)工藝知識(shí)在不同粒度上的重用 和工藝設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，提高了工藝知識(shí)在后續(xù)利用過(guò)程中的效率和準(zhǔn)確性的機(jī)床零件加工 工藝規(guī)程中知識(shí)提取與演化的方法。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種機(jī)床零件加工工藝規(guī)程中知識(shí)提取與演化的方 法，包括如下步驟：
[0007] 1)建立機(jī)床零件信息描述模型和整理對(duì)應(yīng)工藝規(guī)程數(shù)據(jù)，并采用XML技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì) 二者的統(tǒng)一表達(dá)； 陽(yáng)00引 2)建立雪花模型工藝實(shí)例庫(kù)，將XML中的數(shù)據(jù)映射進(jìn)對(duì)應(yīng)表中；
[0009] 3)建立數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)，包括按工序名稱(chēng)進(jìn)行聚類(lèi)，提取工藝規(guī)程中常用工藝詞 語(yǔ)；
[0010] 4)按零件信息實(shí)現(xiàn)零件工藝實(shí)例的首次聚類(lèi)，再按工藝路線進(jìn)行聚類(lèi)，提取出工 藝規(guī)程中的典型工序序列、典型結(jié)構(gòu)工藝并推薦出典型工藝模板；
[0011] 5)基于實(shí)例推理技術(shù)，并借助零件結(jié)構(gòu)分解策略和智能提示技術(shù)實(shí)現(xiàn)工藝知識(shí)在 常用工藝詞語(yǔ)、工序序列、典型結(jié)構(gòu)工藝和典型工藝模板上重用；
[0012] 6)建立記憶和遺忘模型實(shí)現(xiàn)工藝知識(shí)的演化和精華萃取。
[0013] 步驟1)所述的建立機(jī)床零件信息描述模型，是參照產(chǎn)品零部件信息明細(xì)表和零 件的CAD模型，從零件的管理特征、幾何結(jié)構(gòu)特征、精度特征、毛巧材料特征、熱處理特征、 尺寸參數(shù)特征方面建立零件信息描述模型。
[0014] 步驟3)所述的提取工藝規(guī)程中常用工藝詞語(yǔ)，包括如下過(guò)程：
[0015] (1)建立工藝數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)模塊，包括采用聚類(lèi)算法在工藝規(guī)程信息的工序維度 上按工序名是否相同來(lái)進(jìn)行聚類(lèi)，根據(jù)聚類(lèi)的結(jié)果，抽取出工序名相同的工序文本內(nèi)容，用 占位符"和詞條切分符"/"分別用于替換文本中的各種參數(shù)和語(yǔ)句結(jié)束符.
[0016] (2)創(chuàng)建文本索引來(lái)記錄工序內(nèi)容的字符位置信息，通過(guò)計(jì)算字符串左右信息賭 LE(s)、RE(s)是否小于規(guī)定閥值常數(shù)Emm來(lái)決定字符串是否向左或向右擴(kuò)展，把擴(kuò)展完成 后的字符串加入到結(jié)果集C中，其中字符串左信息賭LE(s)和字符串右信息賭RE(s)表示 為：
[0019] 式中，S表示候選字符串；L表示S左鄰字的集合；Is是S的左側(cè)漢字1和S結(jié)合 構(gòu)成的字符串；p(ls|s)為S出現(xiàn)的前提下，S的左側(cè)出現(xiàn)漢字1的概率，RE(s)公式中的參 數(shù)含義與LE(s)中的含義相同但方向相反；
[0020] (3)過(guò)濾掉C集中字?jǐn)?shù)小于3和包含在錯(cuò)詞詞典中的詞語(yǔ)，再將剩余候選的詞語(yǔ)經(jīng) 過(guò)人工選擇，把不正確的詞句登陸錯(cuò)詞詞典，正確的詞語(yǔ)通過(guò)建立常用工藝詞語(yǔ)庫(kù)進(jìn)行存 儲(chǔ)。
[0021] 步驟4)所述的按零件信息實(shí)現(xiàn)零件工藝實(shí)例的首次聚類(lèi)，是在雪花模型工藝實(shí) 例庫(kù)中從零件的管理特征、幾何特征、精度特征、毛巧材料特征、基本參數(shù)特征方面通過(guò)加 權(quán)方式計(jì)算出零件間整體信息的相似度，將零件間相似度的差異作為零件間的距離，再按 照平均距離法計(jì)算出簇間的距離，依次取距離最小的兩簇進(jìn)行合并直到簇間距離大于閥值 常數(shù)a。為止。
[0022] 所述的簇間的距離計(jì)算表示為：
陽(yáng)〇2引式中，d(Ui,Uj)表示零件Ui、Uj之間的距離；Wk表示零件特征屬性的權(quán)重系數(shù)，n表示特征屬性的個(gè)數(shù)，Simk(Ui,Uj)表示零件Ui、Uj中第k個(gè)特征屬性的相似度；dwg(Gp,Gq) 表示簇Gp、Gq間的距離，np、n。分別表示簇Gp、Gq中工藝實(shí)例的數(shù)量。
[00%] 步驟4)所述的提取出工藝規(guī)程中的典型工序序列、典型結(jié)構(gòu)工藝并推薦出典型 工藝模板，是通過(guò)零件信息和工藝路線兩階段聚類(lèi)，忽略聚類(lèi)簇中工藝實(shí)例數(shù)量相對(duì)少的 孤立簇，采用Apriori算法獲取簇中典型工序序列，并提取出序列中能夠完整表達(dá)基本結(jié) 構(gòu)加工和復(fù)合結(jié)構(gòu)加工的工序組合，整理出典型結(jié)構(gòu)加工工藝，再計(jì)算出在簇中工藝路線 距離均方差最小且包含最長(zhǎng)典型工序序列的工藝實(shí)例作為推薦典型工藝模板。
[0027] 步驟6)所述的記憶與遺忘模型是仿照記憶的認(rèn)知規(guī)律而建立起來(lái)的記憶與遺忘 規(guī)律的二室數(shù)學(xué)模型。模型通過(guò)在時(shí)間維度上對(duì)工藝實(shí)例、常用工藝詞語(yǔ)、工序序列、典型 結(jié)構(gòu)工藝的存儲(chǔ)時(shí)間、查看停留時(shí)間、查看周期、重用周期進(jìn)行度量，激勵(lì)其中經(jīng)常使用的 知識(shí)，提高其中經(jīng)常使用的知識(shí)的記憶強(qiáng)度，逐漸遺忘冗余無(wú)用的知識(shí)，從而經(jīng)過(guò)萃取系統(tǒng) 中工藝知識(shí)的精華和緩慢調(diào)整系統(tǒng)中知識(shí)組織的偏好性來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中知識(shí)的不斷演化。
[0028] 本發(fā)明的一種機(jī)床零件加工工藝規(guī)程中知識(shí)提取與演化的方法，具有的優(yōu)點(diǎn)和積 極效果是：
[0029] (1)本發(fā)明通過(guò)將零件信息和工藝規(guī)程信息作為兩個(gè)階段結(jié)合進(jìn)行分析，從不同 維度上提取、整理出可重用的工藝知識(shí)，并能夠在實(shí)例推理、結(jié)構(gòu)分解策略和智能提示技術(shù) 下，實(shí)現(xiàn)工藝知識(shí)在不同粒度上的重用和工藝設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化。
[0030] (2)在記憶與遺忘機(jī)制作用下，逐漸積累有用的知識(shí)、遺忘無(wú)用的知識(shí)，實(shí)現(xiàn)了工 藝知識(shí)的精華萃取和演化，提高了工藝知識(shí)在后續(xù)利用過(guò)程中的效率和準(zhǔn)確性。
【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1是本發(fā)明的工藝規(guī)程中知識(shí)提取與演化方法的流程圖；
[0032] 圖2是本發(fā)明中常用工藝詞語(yǔ)抽取流程圖；
[0033] 圖3是本發(fā)明的知識(shí)重用過(guò)程中萃取與演化流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的一種機(jī)床零件加工工藝規(guī)程中知識(shí)提取與演 化的方法做出詳細(xì)說(shuō)明。
[0035] 如圖1所示，本發(fā)明的一種機(jī)床零件加工工藝規(guī)程中知識(shí)提取與演化的方法，包 括如下步驟：
[0036] 1)建立機(jī)床零件信息描述模型和整理對(duì)應(yīng)工藝規(guī)程數(shù)據(jù)，并采用XML技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì) 二者的統(tǒng)一表達(dá)；其中，
[0037] 所述的建立機(jī)床零件信息描述模型，是參照產(chǎn)品零部件信息明細(xì)表和零件的CAD 模型，對(duì)二者進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，從零件的管理特征、幾何結(jié)構(gòu)特征、精度特征、毛巧材料特征、 熱處理特征、尺寸參數(shù)特征方面建立零件信息描述模型。
[0038] 然后，整理出零件對(duì)應(yīng)的工藝規(guī)程，去除冗余信息并轉(zhuǎn)換其中專(zhuān)用符號(hào)和參數(shù)的 表達(dá)方式；將零件信息描述模型和工藝規(guī)程數(shù)據(jù)作為一個(gè)整體，通過(guò)應(yīng)用程序交互界面轉(zhuǎn) 換為XML和XMLSchema描述的規(guī)范表達(dá)形式。
[0039] 2)建立雪花模型工藝實(shí)例庫(kù)，將XML中的數(shù)據(jù)映射進(jìn)對(duì)應(yīng)表中；
[0040] 本發(fā)明中應(yīng)用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)作為零件信息和工藝規(guī)程信息的存儲(chǔ)方式來(lái)建立雪 花模型工藝實(shí)例庫(kù)，并將XML中的數(shù)據(jù)通過(guò)字段匹配方式提取到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)表中，W保 證數(shù)據(jù)可W在不同維度上進(jìn)行分析、抽取和使用。
[0041] 所述雪花模型工藝實(shí)例庫(kù)的建立，是將零件整體信息作為數(shù)據(jù)庫(kù)的事實(shí)表，零件 的管理特征、幾何結(jié)構(gòu)特征和工藝規(guī)程信息作為主維度表。其中，事實(shí)表中主要包括毛巧材 料特征、熱處理特征等信息；工藝規(guī)程維中主要包括工序W及加工部口等信息；幾何結(jié)構(gòu) 特征包括幾何主特征和修飾主特征的幾何輔特征，而尺寸參數(shù)特征和精度特征作為屬性約 束附加到幾何結(jié)構(gòu)特征上。
[0042] 3)建立數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)，包括按工序名稱(chēng)進(jìn)行聚類(lèi)，提取工藝規(guī)程中常用工藝詞語(yǔ)； 其中，所述的提取工藝規(guī)程中常用工藝詞語(yǔ)，是W雪花模型數(shù)據(jù)庫(kù)作為事實(shí)存儲(chǔ)基礎(chǔ)，采用 基于信息賭、慮詞規(guī)則和錯(cuò)詞詞典的字符串提取算法提取工藝規(guī)程中被固定使用的工藝詞 語(yǔ)，提取流程如圖2所示，包括如下過(guò)程：
[0043] (1)建立工藝數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)模塊，包括采用聚類(lèi)算法在工藝規(guī)程信息的工序維度 上按工序名是否相同來(lái)進(jìn)行聚類(lèi)，根據(jù)聚類(lèi)的結(jié)果，抽取出工序名相同的工序文本內(nèi)容，用 占位符"和詞條切分符"/"分別用于替換文本中的各種參數(shù)和語(yǔ)句結(jié)束符；
[0044] (2)創(chuàng)建文本索引來(lái)記錄工序內(nèi)容的字符位置信息，通過(guò)計(jì)算字符串左右信息賭 LE(s)、RE(s)是否小于規(guī)定閥值常數(shù)Emm來(lái)決定字符串是否向左或向右擴(kuò)展，把擴(kuò)展完成 后的字符串加入到結(jié)果集C中，其中字符串左信息賭LE(s)和字符串右信息賭RE(s)表示 為：
[0047] 式中，S表示候選字符串；L表示S左鄰字的集合；Is是S的左側(cè)漢字1和S結(jié)合 構(gòu)成的字符串；p(ls|s)為S出現(xiàn)的前提下，S的左側(cè)出現(xiàn)漢字1的概率，RE(s)公式中的參 數(shù)含義與LE(s)中的含義相同但方向相反；
[0048] (3)過(guò)濾掉C集中字?jǐn)?shù)小于3和包含在錯(cuò)詞詞典中的詞語(yǔ)，再將剩余候選的詞語(yǔ)經(jīng) 過(guò)人工選擇，把不正確的詞句登陸錯(cuò)詞詞典，正確的詞語(yǔ)通過(guò)建立常用工藝詞語(yǔ)庫(kù)進(jìn)行存 儲(chǔ)。
[0049] 4)按零件信息實(shí)現(xiàn)零件工藝實(shí)例的首次聚類(lèi)，再按工藝路線進(jìn)行聚類(lèi)，提取出工 藝規(guī)程中的典型工序序列、典型結(jié)構(gòu)工藝并推薦出典型工藝模板；待提取的工藝知識(shí)是W 零件信息為依托在零件工藝規(guī)程中體現(xiàn)的，本發(fā)明通過(guò)凝聚層次聚類(lèi)和關(guān)聯(lián)序列發(fā)現(xiàn)技術(shù) 從已有的工藝規(guī)程中分析整理出各類(lèi)零件的典型工藝知識(shí)，其中，
[0050] 所述的按零件信息實(shí)現(xiàn)零件工藝實(shí)例的首次聚類(lèi)，是在雪花模型工藝實(shí)例庫(kù)中從 零件的管理特征、幾何特征、精度特征、毛巧材料特征、基本參數(shù)特征方面通過(guò)加權(quán)方式計(jì) 算出零件間整體信息的相似度，將零件間相似度的差異作為零件間的距離，再