Der aktuelle Stand und die Forschungsanalyse der CAPP-Technologie
Der aktuelle Stand und die Forschungsanalyse der CAPP-Technologie
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Computer Aided Process Planning (Computer Aided Process Planning, CAPP) bezieht sich auf die Verwendung von Computer-Software- und Hardware-Technologie und unterstützender Umgebung, die Verwendung von computergestützter numerischer Berechnung, logisches Urteilsvermögen und logisches Denken und andere Funktionen zur Formulierung der Bearbeitungsprozess von Teilen. Die Verwendung des CAP-Systems zur Vervollständigung relevanter Parameterberechnungen und zur Generierung von Prozessrouten basierend auf Fertigungsinformationen durch Mensch-Computer-Interaktion spielt eine wichtige Rolle bei der Reduzierung der Arbeitsintensität des Personals, der Verbesserung der Produktionseffizienz und der Verbesserung der Produktstandardisierung. |
Die CAPP-Technologie entstand in den 1960er Jahren. 1965 wandte Niebel die Computertechnologie auf das Prozessdesign an. 1969 brachte Norwegen offiziell das weltweit erste CAPP-System AUTOPROS auf den Markt und brachte es 1973 auf den Markt. 1976 brachte CAM-I das automatisierte Prozessplanungssystem von CAM-I auf den Markt, das einen Meilenstein in der Geschichte der CAPP-Entwicklung darstellte. 1985 veranstaltete die International Academy for Production Engineering (CIRP) ein CAPP-Seminar in Japan, um das Konzept von CAPP formal zu definieren. In den folgenden Jahrzehnten entwickelte sich die CAPP-Technologie rasant. Das derzeit im In- und Ausland eingesetzte CAPP-System gliedert sich hauptsächlich in die Suche
Es gibt vier Typen von Expertensystemen: Typ, abgeleiteter Typ, generativer Typ und CAP-Expertensystem. Die Hauptanwendungen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
| Typen | Prinzip | Anwendung | Aufgabenstellung: |
|---|---|---|---|
| Suche | Basierend auf der technischen Gruppenorganisation, dem technischen Dateiverwaltungssystem, das den Standardprozess nach der Nummer extrahiert |
Abrufen des CAPP-Systems für Wellenteile； CAPP-System für die Rückholung von französischen Plattenteilen |
Die Anzahl der Standardprozesse ist begrenzt, die Prozessflexibilität gering und kann sich nicht an den aktuellen Entwicklungstrend der Fertigungsindustrie anpassen. |
| Ableitung | Entsprechend dem Zielteil und der Teilegeometrie und Prozessähnlichkeit in der Datenbank wird das entsprechende Prozesswissen gepusht. | AUTOPROS-System, TOJICAP-System, WLCAPP-System, THCAPP-1-System usw. | Verlassen Sie sich auf historische Daten und es fehlt an Entscheidungslogik. |
| Generativ | Verwenden Sie logische Algorithmen, um Entscheidungen basierend auf der Prozessregelbibliothek zu treffen, und verwenden Sie Entscheidungstabellen oder Entscheidungsbäume, um Entscheidungen zu Prozessmethoden zu treffen | APPAS-System, CAPSY-System, BITCAPP-System. | Die Einrichtung der Regelbasis erfordert eine menschliche Definition, und die enorme Arbeitsbelastung führt zu einer geringen Auslastung; der logische Algorithmus weist eine geringe Flexibilität auf und ist schwer zu modifizieren und zu erweitern. |
| Expertensystem | Treffen Sie Entscheidungen auf der Grundlage heuristischer Algorithmen zur Argumentation von Prozesswissen | MetCAPP-System | Die Verarbeitungseffizienz des CAPP-Systems effektiv verbessern, aber der Ausdruck von Wissen und Entscheidungslogik sind noch nicht vollständig ausgereift. |
Mit der Entwicklung der Luft- und Raumfahrtindustrie steigt die Nachfrage nach einem schnellen Prozessdesign von Raumfahrzeugteilen, und Expertensysteme sind allmählich zu einem Forschungs-Hotspot geworden. Die Hauptforschungsinhalte sind der Ausdruck von Prozesswissen, die automatische Erstellung und Aktualisierung der Entscheidungsregelbasis und die Intelligentisierung der Prozessroutenplanung.
Prozesswissen ist die Grundlage der Prozessgestaltung. Traditionelles Prozesswissen wird normalerweise in natürlicher Sprache ausgedrückt und hat eine schlechte Struktur, die der Computererkennung und -verarbeitung nicht förderlich ist. Daher beeinflusst der Strukturierungsgrad des Prozesswissens direkt die Arbeitseffizienz des CAP-Systems. In der Forschung zur Ausdrucksmethode des Prozesswissens haben sich hauptsächlich die folgenden Methoden gebildet, wie in der folgenden Tabelle gezeigt.
| Versandart | Geltungsbereich | Vorteile | Mangel |
|---|---|---|---|
| Prädikatslogikdarstellung | Geeignet zur Beschreibung von kollektivem Wissen wie Prozessdaten | Formale Argumentationsmethode mit vollständiger Logik, klassische Methode basierend auf Constraint Reasoning | Nicht geeignet für Ausdrucksprozess und aufschlussreiches Wissen; Mangel an Organisationsprinzipien, große Wissensbasis und geringe Argumentationseffizienz. |
| Produktionsausdruck | Entscheidungsregeln für die Auswahl der Verarbeitungsmethoden, die Auswahl der Fertigungsressourcen usw. | Nah am menschlichen Denken, leicht verständlich; unabhängige Regeln, leicht zu aktualisieren; klare Struktur, die den Benutzern hilft, Expertenwissen zu verstehen und zu erlernen. |
Nah am menschlichen Denken, klar strukturiert und leicht verständlich; Kann komplexes Wissen nicht effektiv beschreiben. |
| Semantische Netzwerkdarstellung | Geeignet zur Beschreibung von Zusammenhängen zwischen komplexem Prozesswissen | Der intuitive Ausdruck von Entitätsstruktur, Attributen und Assoziationsbeziehungen ähnelt der natürlichen Sprache, was dem Verständnis komplexer Systeme förderlich ist; | Es ist nicht für regelmäßiges Wissen geeignet; der Ausdrucksumfang ist begrenzt. Sobald zu viele Knoten zu einer komplexen Netzwerkstruktur führen, ist es schwierig, die Argumentation fortzusetzen. Die Ontologie-Repräsentation eignet sich für die Beschreibung des Prozesswissens-Informationsmodells |
Zusammenfassend sind die aktuellen Probleme des CAPP-Systems:
- (1) Prozesswissen wird derzeit noch überwiegend in natürlicher Sprache ausgedrückt, mit geringer Struktur, die der Erkennung und Anwendung von Computern nicht förderlich ist. Um die computergestützte Prozessgestaltung einzuführen und die Effizienz der Prozessgestaltung zu verbessern, ist die strukturierte Darstellung von Prozesswissen das erste zu lösende Problem.
- (2) Aufgrund der unausgereiften Entscheidungslogik weist die Regelbasiskonstruktionsmethode einen geringen Intelligenzgrad auf, was die Entwicklung des CAPP-Systems einschränkt und das bestehende System nicht in der Lage macht, sich an die "multi-type, small-batch" anzupassen „Produktionsmodell.
- (3) Die meisten CAP-Systeme sind hinsichtlich der Planungsmethoden für den Gesamtprozessweg noch nicht ausgereift und verlassen sich immer noch auf die manuelle Vorbereitung durch das Prozesspersonal, was zu einer geringen Prozessdesigneffizienz führt. Daher sind der Aufbau eines strukturierten Prozesswissensmodells, die Realisierung des automatischen Aufbaus von Entscheidungsgrundlagen und die intelligente Planung von Prozessrouten die Hauptentwicklungsrichtungen des aktuellen CAP-Systems.
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