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1、 畢業(yè)設計（外文翻譯）畢業(yè)設計（外文翻譯） 題目題目 一種新的工藝計劃的方法-代理模型法 系系 別別 航空工程系 專業(yè)名稱專業(yè)名稱 機械設計制造及其自動化 班級學號班級學號 068105338 學生姓名學生姓名 張志剛 指導老師指導老師 羅海泉 二0一0 年 三 月 南昌航空大學科技學院學士學位論文 1 一種新的工藝計劃的方法一種新的工藝計劃的方法- -代理模型法代理模型法 F.L.著,S.K.曹公)、保羅張新華吳 部門的制造和工程管理, 香港城市大學 AIenue 編織品黃宏斌,香港，中國 1998 年 11 月 30 日收到，1999 年 1 月 25 日接受 摘要：摘要： 一個設計巧妙的

2、 CAPP 系統(tǒng)能在 CAD 和 CAM 之間架起相互聯(lián)系的橋梁 。 許多最新 設計的系統(tǒng)都是基于專家系統(tǒng)的。但是，由于過于復雜，在實際運用中，上述的許多 系統(tǒng)在企業(yè)中都不能有效地運作。同時，現(xiàn)代的計算機集成制造系統(tǒng)要求 CAPP 系統(tǒng) 在實際運用中具有良好的可擴展性和柔性。因此，僅僅只用一個大型的專家系統(tǒng)來構 建工業(yè) CAPP 系統(tǒng)是非常困難的。為了克服上述的缺點，本文提供了一種新的協(xié)同代 理模型的設計方法。它具有以下優(yōu)點：良好的獨立性、柔性、通用性、模塊性和可分 離性。依據這框架我們特別設計了這種協(xié)同過程計劃系統(tǒng)即機械協(xié)同 CAPP 來驗證上 述理論。它的系統(tǒng)模擬、代理結構設計、協(xié)作、協(xié)同

3、和協(xié)同 CAPP 系統(tǒng)的結構研究將 在下面介紹。 關鍵字：CAPP；Cooperative agent；Modelling；CIMS 1.1.介紹介紹 過程設計為工廠制造設計好的產品提供了豐富的信息。 它分門別類地為每一產品 的部分和集體建立了連接，并且明確規(guī)定了產品生產的過程、費用以及產品生產的各 種限制條件，比如：設計好的產品的幾何模型、材料、質量、所使用的機器、工具的 可獲得性、勞動能力、適用性和相應的作者等等。以前，過程計劃通常都是由大量的 制造經驗豐富的專家來制定。近幾十年來，計算機技術的快速發(fā)展極大的促進了CAPP 的發(fā)展。 一般來說，CAPP的實現(xiàn)方法有兩種：差異法和生成法。差異

4、法是一種數(shù)據檢索和 編輯的方法。 一些標準或成熟的CAPP系統(tǒng)都被使用了成組集成技術并且儲存在一個數(shù) 據庫中。當一個新的產品被要求生產時，我們可以從數(shù)據庫中取出相似的過程計劃， 通過適當?shù)木庉嫼透倪M就可以讓它適應新的計劃。 而生成法則基于知識為基礎的方法 自動裝臵能根據部件特性和生產要求自動生成工藝計劃的知識庫。 差異法的成功實施取決于成組技術、制定者的經驗、足夠的標準采集或者成熟的 工藝計劃。這種方法特別適合產品系列比較少而每個產品系中產品比較多的公司。許 南昌航空大學科技學院學士學位論文 2 多早期的CAPP工具都是根據不同的過程計劃方法被分類處理的。典型的例子有CAPP、 MIPLAN等

5、等。生成法在最近這幾年得到了越來越廣泛的關注。它提供了另一種可供選 擇的計劃的一種潛力。 典型的例子有APPAS ， EXCAP , KRONOS， XCUT 6 , QTC （Quick turnaround cell） , PART , OOPPS （ object-oriented process planning system ） , MePlans , COMPLAN Process Planner CPP 等等。生產法的產生主要源于定向的大公 司和研究機構，特別是那些有許多小批量產品的公司的需要。然而，要做出一個真正 能滿足工業(yè)的要求提供結構協(xié)調和可兼容的框架、 知識表達方法和推理

6、結構合理的生 成法工藝計劃系統(tǒng)還是困難重重的。 協(xié)同代理系統(tǒng)是專門為那些解決特殊并聯(lián)結構的人設計的。同時，它還可以協(xié)助 他們解決其他復雜的問題。一個代理協(xié)作系統(tǒng)包括許多獨立的含有協(xié)作引擎的代理。 每一個代理都針對一種具體的任務，并且都含有自己的知識庫和推理引擎，它們?yōu)閰f(xié) 作環(huán)境下聯(lián)系其他代理提供了一個合作和交流的橋梁。在不同的機器上，人們需要使 用不同的語言和知識來描述。這樣，這個系統(tǒng)就提供了一種能適應和解決不同類型問 題的集成環(huán)境。 2.2.過程計劃的問題過程計劃的問題 一個機械過程一般都牽扯到機器工具、操作、固定裝臵和切割工具等問題，這就 要求相關人員有各個不同領域的知識。一般，機械過程都

7、包括以下幾個部分： 外形識別 機器操作選擇 機器的選擇 切割工具的選擇 固定裝臵的選擇和設計 后續(xù)操作和成本預算 外形識別部分是指由產品設計數(shù)據規(guī)定制造外形。 機器操作選擇部分則指根據外 形特征和制造環(huán)境選擇相關的機器操作。 在考慮了部件的特性及其機器的處理能力和 性質諸如：工作容量、精確度、動力、固定裝臵和其它功能之后，執(zhí)行選定操作的過 程就決定了機器設備的選擇。固定裝臵選擇部分是根據選擇固定裝臵部分的幾何形 狀、尺寸和制造特性來進行的。切割工具的選擇重點關注的是工具的類型、材料、外 形和工具的大小。 3 3.提議方法提議方法 從純技術的角度看，CAPP依然是一個極其復雜和困難的問題。因此，

8、許多研究人 南昌航空大學科技學院學士學位論文 3 員把注意力集中于CAPP系統(tǒng)發(fā)展的方法和策略方面。然而，許多系統(tǒng)都由獨立的專家 系統(tǒng)發(fā)展而成的。由于CAPP系統(tǒng)的復雜性，這樣一種系統(tǒng)結構很少能夠解決的問題在 制造業(yè)界常見的問題。 協(xié)同CAPP框架能夠減少現(xiàn)行CAPP系統(tǒng)的局限性。實際上，它更強調一個現(xiàn)代的 CAPP系統(tǒng)能達到以下有利于實際發(fā)展的功能：柔性、模塊化、通用性、獨立性和可分 離性。 獨立性意味著CAPP系統(tǒng)是作為一個獨立的系統(tǒng)發(fā)展。系統(tǒng)一旦建立，它就能夠發(fā)展 成為一個完整的CAD或CAM系統(tǒng)。每個代理同樣能夠看成獨立和自主的系統(tǒng)。 柔性是指系統(tǒng)能很容易地把新技術和新方法加到CAPP

9、系統(tǒng)中。 協(xié)同可行性要求不同的機器或者方法能夠在一起流暢、順利地解決問題。 模塊化是指CAPP系統(tǒng)是一個擁有不同子系統(tǒng)的綜合系統(tǒng)。 可分離性能分離CAPP系統(tǒng)來滿足用戶不同的需要。 協(xié)同CAPP構造的設計跟機械工藝計劃有關。機械協(xié)同CAPP系統(tǒng)，以及它的結構、 運行和應用的有關事宜在本文中都有詳細的介紹。 3.13.1.機械協(xié)同CAPP系統(tǒng)的概況 圖一給出了機械協(xié)同CAPP系統(tǒng)在CAD/CAP/CAM環(huán)境下的總體結構。在執(zhí)行中，一 般包括以下六個工藝計劃代理（P-agents ）。 特征識別代理 機械操作選擇代理 機器選擇代理 切割工具選擇代理 固定裝臵選擇和設計代理 程序操作和費用預算代理

10、不同的代理可以在互聯(lián)網上不同的機器上運行。B代理提供了某個問題的全球狀 態(tài)信息，并且監(jiān)控操作從屬在所有單個P代理中運行的附件。當某個問題發(fā)生時，B 代理就會激勵所有注冊過的P代理采取相應的措施。從P代理行動的結果又返回到B代 理。在設定的條件下，B代理會保持一致和在特定的約束下的決策區(qū)域的一致性和完 整性。產品設計資料從計算機輔助設計系統(tǒng)的D代理傳給協(xié)同CAPP系統(tǒng)來設計系統(tǒng)。 協(xié)同CAPP系統(tǒng)從流程安排或 shopfloor系統(tǒng)獲取產品的生產約束， 并根據產品設計資 料和約束生成相應的工藝計劃。如果沒有得到滿意的結果，協(xié)同CAPP系統(tǒng)就把沖突信 息反饋給設計部門或其他相關部門。如此反復，最后

11、，切實可行的替代方案就會傳遞 南昌航空大學科技學院學士學位論文 4 給scheduling 或者shopfloor系統(tǒng)來確定時間，從而做出合理的安排。 3.23.2.代理的結構 一般的工藝計劃代理結構如圖二所示。代理由四部分構成：代理控制器、推理引 擎、功能適配器和應用庫。配臵文件夾被用來構成代理。規(guī)則和論據構成應用庫?；?本上,所有P代理的組成部分都含有代理控制器、規(guī)則引擎、網絡適配器、文件夾適配 器、鍵盤適配器、信息查看適配器和進程適配器。其他適配器如圖二所示。在P代理 中，處理適配器是十分重要的適配器，因為它能解決工藝計劃中提案產生、沖突解決 和提案評估過程的制訂等問題。為了應用不同產品

12、規(guī)則和實物混合體的領域的知識， 不同的代理使用不同的適配器來執(zhí)行。所以，必須根據不同的以實物為導向的描述采 用不同的設計。 數(shù)據庫適配器被習慣于用來存放對B代理和P代理來說有用的數(shù)據，如：問題的定 義、提案、沖突、評價和解決方案等等。 因為KQML是以代理為基礎的程序之間聯(lián)系時使用最廣泛通信的語言， 尤其是當它 們獨立和不同步時， 而協(xié)同CAPP系統(tǒng)的各個代理作為一種通信使用了以KQML為基礎的 聯(lián)系協(xié)議。所以，我們就用NetKQML適配器與B代理通信。根據KQML傳輸?shù)囊?，代?之間使用攜帶離散消息的單向鏈接相互聯(lián)系。 這些鏈接有時含有和它們結合在一起的 有限消息傳輸延遲。當一個代理收到一

13、條消息時，它就可以知道消息從何而來。當一 個代理要發(fā)送消息時，直接發(fā)送到輸出鏈接即可。這樣，消息就僅僅單一目的的送達 它們要去的地方。這種傳送信息的方式十分可靠。Windows 95的接口思想也已經被用 來執(zhí)行到NetKQML適配器上。TCP/IP是一個被用于接口通訊傳輸?shù)膮f(xié)議。 信息查看適配器用來顯示監(jiān)視器的信息。 時間適配器用來計算工藝計劃實施過程的時間。 進程適配器用來控制進程事件，諸如提案生成、提案評估和沖突解決。當檢測到 來自另一個代理的提案時，適配器就為一個評估事件確定時間。當發(fā)現(xiàn)一個工藝計劃 問題時，它就安排一個提案生成事件為這一事件確定時間。這兩個事件發(fā)生的同時都 會賦予相應的

14、優(yōu)先級。如果一個沖突被要求需要解決方案，那么適配器就安排一個沖 突解決事件并賦予最高的優(yōu)先級。當被要求需要一個協(xié)商方案時，適配器會立即停止 其他事件，立即生成協(xié)商功能器。 當一個問題到達時，P代理會引導查看問題功能器對其檢查。然后，它就生 成一個問題檢查事件，同時，完成對問題的讀取。為了回應提案生成任務事件， 功能器生成提案相應生成一個提案，并且生成另一個提案已經生成的事件。 南昌航空大學科技學院學士學位論文 5 這個事件是根據提案而來。 為了回應進程適配器生成的名為提案生成的任務事件，傳輸過來的事件需要 適當?shù)脑u估。適配器需要檢查其是否已經生成一項互動的方案。如果是，它就鏈接這 兩個提案，

15、并且查看提案方提案的意圖， 以此來意圖評估這個新提案。 在這種情況下， 適配器就已經完成了對已提方案的評估。如果提案適配器沒有生成互動作用的提案， 適配器就在已經安排好但還沒有審理的任務中尋找相近的方案。 接著它就檢查已經開 始運行或者正要運行方案。 如果有， 它就把鏈接評估和產生分派任務。 在這種情況中， 它就完成了對正在執(zhí)行提案的評估。但是，即使這個正在執(zhí)行的提案可行，我們也沒 有必要生成一個獨立的提案或者跟正在執(zhí)行提案兼容很好的提案。 如果沒有相近的提 案在運行，評估任務就只能根據代理知識對傳輸過來的提案進行評估，之后就通知正 在提案的P代理。 如果另外的代理傳送過來沖突，沖突解決器會采

16、取相應的措施來解決。在適配器 對沖突作出反應之后，首先，適配器判斷沖突所處的環(huán)境,然后它調用相應的策略解 決沖突。 3.3.3.3.知識描述 協(xié)同CAPP系統(tǒng)的知識都是有關產品和代理方面的。它的每個P代理在協(xié)同CAPP系 統(tǒng)中都含有三種類型的知識：區(qū)域知識、控制知識和沖突解決知識。B代理僅僅含有 控制知識。局部描述一般都是關于問題描述的，它被協(xié)同CAPP系統(tǒng)中的所有代理所共 享。 3.4.3.4.局部描述 機械協(xié)同CAPP系統(tǒng)中的實體含有兩種數(shù)據。一種是有關計劃產生約束的，另一種 則是關于幾何信息的。它們是： 約束（生產時間、切削力、機械動力）; 實體（Name; Type; MaxSize;

17、 Material; InitStatus; HeatTreat; Features .）。 Name代表實體的標識符，它必須是唯一的。Type則突出反映它的外形。MaxSize是 指實體外殼的最大尺寸。Material則是實體的材料的種類。InitStatus 指能對實 體進行初始加工的地方。加熱處理指實體加熱處理的條件。Features 是所有特征 的集合。 特征的描述包括： FEATURE (Name; Type; Location; FinalSize; InitSize; Hardness; Tolerances)。 Name是指一個特征的標識符，它必須是唯一的。Type則突出反映特

18、征的關鍵詞。 南昌航空大學科技學院學士學位論文 6 Location指初始的擺放位臵和擺放方向的矢量。 特征尺寸包括最終尺寸(FinalSize) 和初始尺寸(InitSize)，都是指特征的三維尺寸。Hardness 指特征的硬度。 Tolerances指空間和幾何的工差，用不同的關鍵字來表示和區(qū)別它。 3.5.3.5.區(qū)域知識 每個P代理的區(qū)域知識都是關于自身工藝計劃能力的描述，用來生成提案、評價 提案和解決沖突。不同的代理可能有不同的區(qū)域知識描述版本，諸如數(shù)據庫和分解算 法等等。區(qū)域知識可以在制造手冊查到，如手冊的19到21頁。不同的P代理有不同的 區(qū)域知識內容。 例如,操作選擇代理通常

19、用來生成部分特定特征的替代機械操作。對于給定的特 征，可能存在不止一種潛在的操作。一些傳統(tǒng)的機械加工方法如：鍛造、鋼模鑄造、 鉆盲孔、鏇坯、磨、鏜孔、成型、研磨、石磨和鉆石磨等等已被歸入了區(qū)域知識庫。 它的內容包括操作與機械特征、 材料、 工差、 預操作和累積時間等參變量之間的關系。 知識的語義網絡結構如圖3所示。在知識庫中，一個操作過程存儲在一個節(jié)點里，所 有的操作存儲在一個表單中。 提案生成器、提案評估器和沖突解決策略都存儲在每一個P-agent的解決適配器 中。 3.6.3.6.沖突解決知識 沖突解決策略包括兩種類型：區(qū)域依賴性和區(qū)域獨立性。區(qū)域依賴性策略主要包 括如何來解決當一個P代理

20、跟另一個P代理的提案相沖突時的遠期建議問題。每一個P 代理都有跟其他P代理不同的建議策略，也包括對給出的沖突解決方案的解釋。區(qū)域 獨立性策略應用的更加普遍并且在所有的P代理中都是一樣的。 為了與其他P代理所有 解決問題方法思想的一致，它們的設計依據是一些沖突解決方法的基本指導方針。這 些方針決定了區(qū)域依賴策略的應用和解決策略的更改。 下面的這些非區(qū)域依賴沖突解 決策略一般都用來解決協(xié)同CAPP系統(tǒng)中出現(xiàn)的的問題。 折衷方案：找到一種快速的在可接受范圍內的提案; 勉強產生的替代方案：在來自其他非柔性代理約束或者其他代理部分解決方案的基 礎上產生新的替代方案; 類似成功方案參數(shù)的設臵：根據以往成功

21、方案設定相似的系列參數(shù)。 3 3. .7 7控制知識 協(xié)同CAPP系統(tǒng)中所有的P代理都能根據相同的控制知識完成一系列任務： 生成新的提案； 南昌航空大學科技學院學士學位論文 7 評估提案； 協(xié)商處理； 解決沖突。 以上的任務在執(zhí)行之前就已經安排好了，每一個任務被設臵成了一個事件。P代 理首先對 一個事件做出反應，然后才執(zhí)行相關的任務。它的控制知識則被用來安排任務的時間 和對事件做出反應。 作為一個事件，每個任務都被賦予了一定的優(yōu)先級。根據前面的討論，我們知道 協(xié)商是最高等級的任務， 沖突解決方法次之， 提案評估第三， 提案生成是最低的優(yōu)先。 不同的事件安排不是同時進行的。事件響應的原則是先進，

22、先操作。 3.8.3.8.規(guī)劃策略 協(xié)同CAPP系統(tǒng)解決的是工藝計劃問題。當沖突產生時，本著達成協(xié)議、解決問題 的原則，它運用一種通用的語言，通過P代理之間的協(xié)同合作解決之。因此，系統(tǒng)通 過提供一種信息交流、沖突解決結構和協(xié)商規(guī)則來解決協(xié)商問題。 3.8.13.8.1.定義 第二十三本參考書中提到，問題、提案、評估、沖突定義如下：假設問題為 P=Or,G,C, I ，其中Or代表初始的問題，G是工藝計劃的一系列目的，C是問題的約 束條件,I代表諸如部分設計數(shù)據等的初始的信息。提案Q= Ow_P, Ac_P, Exp_Q,Cf , Ow_P 代表提議者，Ac_P 是解決既定工藝計劃問題的方法，

23、Exp_Q 是提案的解釋， Cf是支持提案的依據。 評估可以表示為E=Ow_E , Id_Q, Ac_E,Ra, Re ,其中Ow_E 是評估人，Id_Q 是提案Q本身，Ac_E是對提案的一系列評語，Ra是對每個操作的等 級評定，Re是對提案肯定或否定的評議。.當Re是否定時，沖突就產生了，它表示的 形式為Cr =Ow_Cr, Id_P, Ac_Cr, Exp_Cr。Ow_Cr代表沖突所有者，Id_P是相關的 提案，Ac_Cr是一系列沖突操作，Exp_Cr是對沖突操作的解釋。 D代理接受了問題P=Or,G,C, I ，并提出了最初的解決方案，接著就提交給B 代理的問題解決區(qū)域。所有注冊過的P代

24、理都會收到問題的有關信息。而相關的P代理 才會檢查問題，接著根據它們的技能、知識和觀點開始生成計劃提案。當一個P代理 生成一個提案Q=Ow_P, Ac_P, Exp_Q,Cf 時,它就被送至B代理的提案區(qū)域和其他注 冊過的P代理。但當某個P代理正在處理其他提案的時候，它是不會被中斷來處理這個 提案的，僅僅是觸發(fā)一個評估操作。這個操作首先要決定它是不是馬上進行評估。如 果不是，它就進入休眠狀態(tài)，等待下一個提案的到來。如果P代理和這個提案有關， 南昌航空大學科技學院學士學位論文 8 它就評估提案，并把評估結果E= Ow_E, Id_Q, Ac_E,Ra, Re 傳給B代理的評估 區(qū)域。如果有沖突，

25、P代理就會檢查結果Cr= Ow_Cr, Id_P, Ac_Cr, Exp_Cr來獲得 最終的評估結果。 在所有的P代理評估完這個新生成的提案后， 那些認為這個提案沖突的P代理就會 一起解決沖突Cr=Ow_Cr, Id_P, Ac_Cr, Exp_Cr。沖突決議的結果是對提議方案的 校訂或放棄 。如果沒有P代理檢測到沖突，原來解決區(qū)域的部分計劃模板就會更新。 計劃工藝繼續(xù)進行直到計劃模板遇到新的諸如計劃目的和約束的要求。 3.8.2.3.8.2.協(xié)調 問題的協(xié)調解決有賴于B代理和P代理之間的配合。B代理負責存儲和發(fā)布每個工 藝計劃問題的公共信息。為了明顯它被分成了四個不同的信息區(qū)域：問題、提案、

26、評 估和解決方案。問題區(qū)域包含了最初的問題描述和工藝計劃問題的所有要求。提案區(qū) 域把部分和完整的提案存儲在一些由P代理抽象出來的層中。 一個P代理生成的提案有 可能被其他的P代理評估。如果提案中有不詳細或不完整的工藝，其他P代理會把提案 和評估一起提交給B代理的評估區(qū)域。評估區(qū)域把執(zhí)行工藝計劃時的沖突存起來，并 在與沖突有關的P代理之間建立某種鏈接。 由P代理發(fā)布的評估結果和沖突解決的推薦 方案在評估區(qū)域被重新存儲。 解決方案區(qū)域把工藝計劃的模板加到沒有沖突的工藝當 中， 這些工藝是由P代理生成的。 最終的解決方案再次被存儲到B區(qū)域的解決方案區(qū)域。 B代理的結構如圖四所示。推理引擎控制了這四個

27、區(qū)域之間的信息流。知識庫包含了 保證問題協(xié)調解決的時間和解決方案正確性的事件進程安排知識。 B代理監(jiān)控了四個區(qū)域的數(shù)據。一旦P代理傳輸過來了一項提案，提案區(qū)域就會接 收它。同時，P代理也會檢查相同問題的提案數(shù)目是否比固定的更多價值。如果是，B 代理就從提案區(qū)域的提案清單中選擇最佳的提案作為潛在的解決方案， 問題的工藝計 劃自此停止。 如果不是， 提案將被送往其他的P代理尋求意見。 一旦收到P代理的評估， B代理就會檢查評估是否有一種沖突的結果。如果確實有任何沖突，提案的P代理將會 收到通知。B代理協(xié)調這些P代理通過協(xié)商來解決沖突。如果沒有沖突，B代理就檢查 是否所有注冊過的P代理都同意這個提案

28、。如果是，這個提案就會作為解決問題的方 法了。 3.8.33.8.3.協(xié)作 正如前面所提到的那樣，協(xié)同CAPP系統(tǒng)就像是由協(xié)同解決問題的代理組成的社 會，每個P代理都相對獨立并擁有自主知識庫的專家系統(tǒng)。P代理獨立地解決其特定范 圍內的問題。因此，它應具有獨立社會成員的功能： 南昌航空大學科技學院學士學位論文 9 與其他代理交流時通用的語言； 包含協(xié)同修訂方案時所需的充分目標和歷史數(shù)據的知識描述； 解決問題時及時地提供信息； 整合外部解決方案的機制； 協(xié)商解決問題的機制； 外來事件達成內部議事日程的能力。 每個P代理與其他代理交流時使用的都是一種通用語言。提案的產生、評估和解 決以及沖突的產生和

29、解決都是按照P代理的內部區(qū)域知識來的。 4.4.軟件的落實軟件的落實 我們選擇IBM ABE Toolkit作為協(xié)同CAPP系統(tǒng)運行的環(huán)境，選擇VC+語言作為執(zhí) 行的語言。在Windows 95 或者Windows NT中，系統(tǒng)能夠運行。 前面提到，協(xié)同CAPP系統(tǒng)的P代理都要用到三種類型的知識：區(qū)域知識、控制知 識和沖突解決知識。為提高柔性和可分離性，區(qū)域知識進一步被分成了三個等級：普 通級、商店級和機器級。安裝了協(xié)同CAPP系統(tǒng)以后，普通級知識在任何狀態(tài)下都能運 行，沒有考慮不同公司的需要。當系統(tǒng)被加強了以后，商店級和機器級的知識才能被 不同的公司添加和修改。機器級知識僅僅應用于特定的機器

30、。每個代理的知識被用來 作為數(shù)據庫或者文件夾。 沖突解決處理器如圖5所示。 它含有兩個功能器 查找沖突 、 解決沖突，以及一個沖突解決事實文件夾和一個沖突解決規(guī)則文件夾。查找沖 突被習慣于用來標出沖突的位臵和環(huán)境，沖突解決用來解決沖突。沖突解決策 略也存放在這個功能器中。 5.5.案例學習案例學習 案例學習就是舉例說明機械協(xié)同CAPP系統(tǒng)的各種特性。 第一個例子說明基于一個 不合理產品設計的反饋。在這個例子中，我們可以看到一個不合理的設計，協(xié)同CAPP 系統(tǒng)會產生一個輸出未解決的沖突并把沖突所在的位臵和原因傳送給D代理。如 圖六所示，一塊橫梁的外形尺寸為504030 mm3 5.1.5.1.原

31、始數(shù)據 一塊外形尺寸為504030 mm3的鋼料。 平面1，位臵矢量：0:0:0:90:0:0，50:40，50:40，公差：0.04； 南昌航空大學科技學院學士學位論文 10 平面2， 位臵矢量： 0:50:0:0:90:0， 40:30， 40:30，公差：0.02； 平面3，位臵矢量：y30:0:0:y90:0:0， 50:40，50:40，公差：0.02； 平面4，位臵矢量：0:0:0:0:y90:0，40:30， 40:30，公差：0.04； 平面5，位臵矢量：0:0:0:0:0:90，50:30， 50:30，公差：0.03； 平面6， 位臵矢量： 0:0:40:0:0:y90，

32、50:30， 50:30，公差0.03； 通槽1，開槽位臵：0:20:25:0:90:90， 20:30:15，0:0:0，公差0.02； 通槽2，開槽位臵：y5:50:25:90:0:90， 20:15:10，0:0:0，公差0.02; 通孔， 通孔位臵： y15:10:0:90:90:0, 10:40, 0:0,公差：0.01; 5.2.5.2.由初始數(shù)據得由初始數(shù)據得結果 = = =未解決沖突= = = 操作沖突1；操作代理；建議C操作；槽2：不可利用的操作； = = =和沖突= = = 切割機沖突0 = = =沖突是= = = 切割機沖突0，切割機代理；建議10操作； 面2：拉削操作；

33、面3：拉削操作；槽1：拉削操作；槽2：研磨操作；槽2，拉削操作； = = =未解決沖突= = = 操作沖突3，操作代理，操作決策1 孔：不可利用的操作； = = =和沖突= = = 機械沖突1； = = =沖突是= = = 機械沖突；機械代理；操作決策1 孔：排水槽操作； 在這個例子中，僅僅列舉了三個P代理的簡單應用，同時也說明了P代理之間如何 協(xié)調解決沖突。B代理接收到了D代理傳過得產品設計數(shù)據，并生成了問題 0。問 題 0被傳給Op代理、來生成提案。Op代理生成一個提案提案 0 Op并傳給B代理。 B代理把它傳給另兩個代理：Current代理和機器代理。Current代理找到沖突 0 南昌

34、航空大學科技學院學士學位論文 11 Cutter和 The提案 0 Op之間的沖突。機器代理同樣和提案 0 Op不匹配， 生成一個沖突 沖突 0 機器 。 這兩個沖突都會傳給Op 代理。 收到 沖突 0 Cutter 后，Op代理解決不了這個沖突，于是生成未解決的沖突使沖突 1 Op 對沖 突 0 Op 做出反應。沖突 1 Op 和沖突 0 Op 都會反饋給D代理。同時， Op代理也會生成一個解決方案對沖突 0 機器做出反應。但是，機器代理不會認 同方案1 Op，把沖突1 機器回復給Op代理。收到這個沖突和原來來自機器代 理的沖突后，Op代理解決不了沖突1 機器又生成一個新的未解決的沖突沖突

35、3 Op 。沖突 3 Op 和沖突 1機器 都會反饋給D代理。問題的解決自此終止。 在這個例子中，由于未解決沖突的存在，沒有合理方案的生成，僅僅把沖突反饋給了 D代理。結果如表1所示。 5.3.5.3.數(shù)據的變更 接著，我們看一個成功工藝計劃是如何產生的。這個物體的空間尺寸和前面的一 樣，僅僅是槽1，槽2和孔的工差不同。在這個例子中，同樣引入三個P代理。 槽1，通槽的位臵：0:20:25:0:90:90, 20:30:15,0:0:0, 公差：0.2; 槽2，通槽的位臵：y5:50:25:90:0:90,20:15:10, 0:0:0, 公差:0.2; 孔，通孔的位臵：y15:10:0:90:

36、90:0, 10:40, 0:0,公差:0.1; 5.4.5.4.數(shù)據變更后的結果數(shù)據變更后的結果 = = = = =平面是= = = 平面19880718150407，局部加工，協(xié)同計算機輔助工藝編制， 平 面 1 特 征 ： 操 作 方 式 FF 研 磨 ， 平 面 1 操 作 2 ， 加 工 機 床 是 高 速 銑 床 XH715:15.:1500. :7.5： 6000； 切割機： 米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30； 說明：刀具代理從50.:40.開始切割； 平 面 1 特 征 ： 操 作 方 式 射 頻 研 磨 ， 平 面 1 操 作 2 ， 加 工 機 床 是

37、 高 速 銑 床 XH715:15.:1500. :7.5： 6000； 切割機： 米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30； 說明：刀具代理從50.:40.開始切割； 平 面 4 特 征 ： 操 作 方 式 FF 研 磨 ， 平 面 4 操 作 2 ， 加 工 機 床 是 高 速 銑 床 XH715:15.:1500. :7.5： 6000； 切割機： 米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30； 說明：刀具代理從40.:30.開始切割； 平 面 4 特 征 ： 操 作 方 式 射 頻 研 磨 ， 平 面 4 操 作 1 ， 加 工 機 床 是 高 速 銑 床 XH

38、715:15.:1500. :7.5： 6000； 切割機： 米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30； 說明：刀具代理從40.:30.開始切割； 南昌航空大學科技學院學士學位論文 12 平 面 5 特 征 ： 操 作 方 式 FF 研 磨 ， 平 面 5 操 作 2 ， 加 工 機 床 是 高 速 銑 床 XH715:15.:1500. :7.5： 6000； 切割機： 米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30； 說明：刀具代理從50.:30.開始切割； 平 面 5 特 征 ： 操 作 方 式 射 頻 研 磨 ， 平 面 5 操 作 1 ， 加 工 機 床 是 高

39、 速 銑 床 XH715:15.:1500. :7.5： 6000； 切割機： 米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30； 說明：刀具代理從50.:30.開始切割； 平 面 6 特 征 ： 操 作 方 式 FF 研 磨 ， 平 面 6 操 作 2 ， 加 工 機 床 是 高 速 銑 床 XH715:15.:1500. :7.5： 6000； 切割機： 米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30； 說明：刀具代理從50.:30.開始切割； 平 面 5 特 征 ： 操 作 方 式 射 頻 研 磨 ， 平 面 6 操 作 1 ， 加 工 機 床 是 高 速 銑 床 XH71

40、5:15.:1500. :7.5： 6000； 切割機： 米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30； 說明：刀具代理從50.:30.開始切割； 槽1特征： 操作方式射頻研磨， 槽1操作1， 加工機床是高速銑床XH715:15.:1500. :7.5： 6000；切割機：米克朗五坐標軋齒切割機2:5.:0.5:550.:30；說明：刀具代理從 20.:30.：15開始切割； 槽2特征： 操作方式射頻研磨， 槽2操作1， 加工機床是高速銑床XH715:15.:1500. :7.5： 6000；切割機：米克朗五坐標軋齒切割機2:5.:0.5:550.:30；說明：刀具代理從 20.:1

41、5.：10開始切割； 孔特征：操作方式絞刀，孔操作2，加工機床鉆床ZA5032:45.:2000.:2.2:9800., 切 割機：大型絞床1a3:10.:0.25:100.:,說明：刀具代理從:10.:40.開始切割； 孔特征：操作方式鉆頭，孔操作1，加工機床鉆床ZA5032:45.:2000.:2.2:9800., 切 割機：盤旋鉆床裝臵1a10:10.:0.2:500.:,說明：刀具代理從:9.9:40.開始切割； 平面2特征： 操作方式FF研磨， 平面2操作4， 加工機床臥式磨床:M7120A:3000.:3000.: 4.225:9999.,切割機：輪式磨床11a1:15.:2.5e

42、-002:6000.:2.e-003,說明：刀具代理 從:40.:30.開始切割； 平面2特征： 操作方式射頻研磨， 平面2操作3， 加工機床臥式床:M7120A:3000.:3000.: 4.225:9999.,切割機：輪式磨床11a1:15.:2.5e-002:6000.:2.e-003,說明：刀具代理 從:40.:30.開始切割； 平面2特征：操作方式射頻研磨，平面2操作2，加工機床高速銑床:XH715:15.:1500. 7.5:600.,4.225:9999.,切割機：米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30；說明： 刀具代理從:40.:30.開始切割； 南昌航空大學科

43、技學院學士學位論文 13 平面2特征：操作方式RE研磨，平面2操作1，加工機床高速銑床:XH715:15.:1500.: 7.5:600.,4.225:9999.,切割機：米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30；說明： 刀具代理從:40.:30.開始切割； 平面3特征： 操作方式FF研磨， 平面3操作4， 加工機床臥式磨床:M7120A:3000.:3000.: 4.225:9999.,切割機：輪式磨床11a1:15.:2.5e-002:6000.:2.e-003,說明：刀具代理 從:50.:40. 開始切割； 平面3特征： 操作方式射頻研磨， 平面3操作3， 加工機床臥式床:

44、M7120A:3000.:3000.: 4.225:9999.,切割機：輪式磨床11a1:15.:2.5e-002:6000.:2.e-003,說明：刀具代理 從:50.:40. 開始切割； 平面3特征：操作方式FE研磨，平面3操作2，加工機床高速銑床:XH715:15.:1500. : 7.5:600.,4.225:9999.,切割機：米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30；說明： 刀具代理從:50.:40.開始切割； 平面3特征：操作方式RE研磨，平面3操作1，加工機床高速銑床:XH715:15.:1500. : 7.5:600.,4.225:9999.,切割機：米克朗五坐

45、標軋齒切割機1:3.:0.5:600.:30；說明： 刀具代理從:50.:40.開始切割； B代理收到來自D代理的產品設計數(shù)據，生成問題0。Op代理、Cutter代理和機器 代理收到問題0后生成提案。Op代理生成提案0Op，反饋給B代理。B代理轉發(fā)給其 他兩個P代理：Cutter代理和機器代理。機器代理同意提案0Op。而The Cutter 代 理與提案0Op有沖突沖突0 Cutter 。沖突被反饋給 Op代理。收到沖突后， Op代理生成 解決方案0Op 來應對 沖突0 Cutter 。 解決方案0Op 被發(fā)給Cutter 代理。這次，Cutter代理同意了這個方案。當Op代理收到解決方案0O

46、p后，它就 根據解決方案的原則生成提案1Op。提案1Op被送到其他的P代理去評估。在 機器代理和Cutter代理把自己的觀點加到這個方案時，所有的三個P代理都同意了新 的方案方案2機器。 B代理檢察方案2機器并確認這三個P代理都同意這個方 案。B代理就生成解決問題0的方案了。解決方案19980718150407就發(fā)給了D代理。 同時，B代理也會通知所有的P代理這個問題已經告一段落了。表2 顯示的是解決方案 提案的評估。 這表明，工藝計劃的協(xié)調是在P代理之間完成的。一旦問題傳到協(xié)同CAPP系統(tǒng)，B 代理就會馬上把它轉發(fā)給所有注冊過的P代理。當一個P代理生成提案時，又會馬上傳 給B代理。B代理檢查

47、完提案后又通知其他P代理。相關的P代理對提案評估完后，會給 出一個評估結論。這個結論要么同意或沖突，要么同意或者附上一個新提案。提議者 南昌航空大學科技學院學士學位論文 14 試著解決這個沖突。當前的問題或者解決或者解決不了。解決不了的就反饋給D代理。 如果沖突解決了并且方法合適，一個新的符合要求的提案就產生了。如果不合適，這 兩個P代理就會通過談判來解決。如果其他P代理都同意某個提案，B代理就模仿這個 提案來提出解決方法。一旦方案好了，B代理就通知P代理終止工藝計劃。所有新安排 的任務也會終止。問題提案都是通過協(xié)商產生的。沒有哪個P代理能做好一個完整的 解決方法。每個P代理只是完成一部分。協(xié)

48、商期間，僅僅沖突的所有者和提案的所有 者參與沖突的解決和評估。這樣就可以降低解決問題的難度。通過以上兩個例子，我 們可以看出機械協(xié)同CAPP系統(tǒng)能夠成功地解決工藝計劃的問題。.系統(tǒng)也就達到了自 主性、柔性、通用性、模塊性和可分離性的要求。 6.6.結論結論 本文引入了協(xié)同CAPP的代理模式。這個新的模式充分地利用了各個代理，并試圖 達到自主性、柔性、通用性、模塊性和可分離性的要求。通過對所提供模式的使用， 一個實驗性質的機械協(xié)同CAPP系統(tǒng)已經開發(fā)出來了。 這個協(xié)同CAPP系統(tǒng)跟已有的CAPP 系統(tǒng)有顯著的差異。 它利用了協(xié)同的方式使各個代理和自身的專家系統(tǒng)很好的結合起 來。系統(tǒng)中的每個代理都

49、處理和自己領域相關的工藝計劃。這與其他系統(tǒng)自始至終只 用一個專家系統(tǒng)是有天壤之別的。因此，這個系統(tǒng)具有柔性和可升級性。在科技進步 日益加速和頻繁的今天，這種特性對工藝計劃的制定和修改是大有裨益的。 本文使用了一種典型的機械組件測試了機械協(xié)同CAPP系統(tǒng)的性能。 結果表明這個 系統(tǒng)能有效地處理事件，效果很好。它能根據產品的設計信息和已有的材料生成合理 的工藝計劃。 系統(tǒng)滿足了預定的設計要求。 實際應用中， 協(xié)同CAPP系統(tǒng)具有以下特點： 在不影響系統(tǒng)正常運行的情況下，它的P代理能在任何時間下方便的加入和刪除； 在不不影響其他進程的情況下，它能對個別代理進行升級和更新；這樣，系統(tǒng)就滿 足了模塊化和

50、柔性 特征的要求。 每個P代理僅生成在其自己知識范圍內的方案。因此，復雜的問題就可以通過模塊 分解成很多簡單的子問題。 問題的最終解決方案是各個P代理方案的綜合體。 根據不同的需要，系統(tǒng)可以單獨發(fā)展某個P代理或者某個協(xié)同知識的分析計劃。這 個特性簡化了CAPP系統(tǒng)的實行。 運用先進的代理技術，本文模擬了工藝計劃代理。根據這個模型，各個代理協(xié)同 工作， 而不是分成獨立的部分。 沖突解決策略的加入就是為了適應這種系統(tǒng)的。 另外， 南昌航空大學科技學院學士學位論文 15 工藝計劃知識庫由各個獨立發(fā)展的知識庫組成。這樣，各個推理引擎所需的搜索空間 大大減少?；谶@樣的協(xié)同CAPP系統(tǒng)，最優(yōu)化的工藝計劃

51、很容易就完成。試驗表明， 完整的產品設計信息能很容易的加入協(xié)同CAPP系統(tǒng)的框架 。它能修復部分不合理的 設計。這個協(xié)同CAPP系統(tǒng)為CAPP的發(fā)展提供了一種新方法。它提供了一種新的開放性 的框架結構，很好的適應了分布式CAPP系統(tǒng)的發(fā)展潮流。這種改進應是未來研究的重 點。一般來說，這種試驗性的系統(tǒng)僅包含三個P代理。其他P代理如特征識別等可能在 以后加入這種系統(tǒng)。 南昌航空大學科技學院學士學位論文 16 參考文獻 1. Alting, H. Zhang, Computer aided process planning: the state-of-the-art survey, Internat

52、ional Journal of Production Research 4（1989）553585. 2T.C. Chang, Expert Process Planning for Manufacturing, Addison-Wesley Publishing, 1990. 3T.C. Chang, R.A. Wysk, An Introduction to Automated Process Planning Systems, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1985. 4B.J. Davies, I.L. Darbyshire, The us

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55、anufacturing Planning, Chapman accepted 25 January 1999 Abstract： A well designed computer-aided process planning （CAPP） system bridges the gap between CAD and CAM. A number of systems have recently been developed relying on a stand- alone expert system. However, because of over-complexity, many suc

56、h systems cannot be effectively applied to industrial enterprises in practice. Moreover, the modern computer integrated manufacturing system(CIM)requires the CAPP system to be extendible and flexible for practical industrial applications. It is hardly possible to develop the extensive industrial CAP

57、P system by using only one large expert system. To overcome these weaknesses, a new cooperative agent model is presented for process planning in this paper that satisfies five major requirements: Autonomy, Flexibility, Interoperability, Modularity and Scalability. In accordance with this framework p

58、roposed, a machining cooperative process planning system(Machining CoCAPP)is specifically developed for demonstration purpose. The system modelling, agent structure design, cooperation and coordination mechanism, and case study of the Machining CoCAPP are presented. Keywords: CAPP; Cooperative agent; Modelling; CIM 1. Introduction Process planning provides information to the shopfloor on how to produce the designed products. It addresses each part of the product separately and collectively. It defines the process,