外文翻譯--一種新的工藝計劃的方法-代理模型法

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計（外文翻譯）</p><p>　　題目 一種新的工藝計劃的方法-代理模型法</p><p>　　系 別 航空工程系 </p><p>　　專業(yè)名稱 機械設(shè)計制造及其自動化 </p><p>　　班級學號 </p><p>

2、;　　學生姓名 </p><p>　　指導老師 </p><p>　　二0一0 年 三 月</p><p>　　一種新的工藝計劃的方法-代理模型法</p><p>　　F.L.著,S.K.曹公)、保羅張新華吳</p><p>　　部門的制造和工程管理,

3、 香港城市大學AIenue編織品黃宏斌,香港，中國</p><p>　　1998年11月30日收到，1999年1月25日接受</p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　一個設(shè)計巧妙的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(shè)計的系統(tǒng)都是基于專家系統(tǒng)的。但是，由于過于復(fù)雜，在實際運用中，上述的許多系統(tǒng)

4、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(gòu)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(shè)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(jù)這框架我們特別設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計、協(xié)作、協(xié)同和協(xié)同CAPP系統(tǒng)的結(jié)

5、構(gòu)研究將在下面介紹。</p><p>　　關(guān)鍵字：CAPP；Cooperative agent；Modelling；CIMS</p><p><b>　　1.介紹</b></p><p>　　過程設(shè)計為工廠制造設(shè)計好的產(chǎn)品提供了豐富的信息。它分門別類地為每一產(chǎn)品的部分和集體建立了連接，并且明確規(guī)定了產(chǎn)品生產(chǎn)的過程、費用以及產(chǎn)品生產(chǎn)的各種限制條件

6、，比如：設(shè)計好的產(chǎn)品的幾何模型、材料、質(zhì)量、所使用的機器、工具的可獲得性、勞動能力、適用性和相應(yīng)的作者等等。以前，過程計劃通常都是由大量的制造經(jīng)驗豐富的專家來制定。近幾十年來，計算機技術(shù)的快速發(fā)展極大的促進了CAPP的發(fā)展。</p><p>　　一般來說，CAPP的實現(xiàn)方法有兩種：差異法和生成法。差異法是一種數(shù)據(jù)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(shù)并且儲存在一個數(shù)據(jù)庫中。當一個新的

7、產(chǎn)品被要求生產(chǎn)時，我們可以從數(shù)據(jù)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(yīng)新的計劃。而生成法則基于知識為基礎(chǔ)的方法自動裝置能根據(jù)部件特性和生產(chǎn)要求自動生成工藝計劃的知識庫。</p><p>　　差異法的成功實施取決于成組技術(shù)、制定者的經(jīng)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(chǎn)品系列比較少而每個產(chǎn)品系中產(chǎn)品比較多的公司。許多早期的CAPP工具都是根據(jù)不同的過程計劃方法被分類處理的。典

8、型的例子有CAPP、MIPLAN等等。生成法在最近這幾年得到了越來越廣泛的關(guān)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 C

9、PP 等等。生產(chǎn)法的產(chǎn)生主要源于定向的大公司和研究機構(gòu)，特別是那些有許多小批量產(chǎn)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(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)和可兼容的框架、知識表達方法和推理結(jié)構(gòu)合理的生成法工藝計劃系統(tǒng)還是困難重重的。</p><p>　　協(xié)同代理系統(tǒng)是專門為那些解決特殊并聯(lián)結(jié)構(gòu)的人設(shè)計的。同時，它還可以協(xié)助他們解決其他復(fù)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

10、務(wù)，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(yīng)和解決不同類型問題的集成環(huán)境。</p><p>　　2.過程計劃的問題 </p><p>　　一個機械過程一般都牽扯到機器工具、操作、固定裝置和切割工具等問題，這就要求相關(guān)人員有各個不同領(lǐng)域的知識。一般，機械過程都

11、包括以下幾個部分：</p><p><b>　　·外形識別</b></p><p><b>　　·機器操作選擇</b></p><p><b>　　·機器的選擇</b></p><p><b>　　·切割工具的選擇</b&

12、gt;</p><p>　　·固定裝置的選擇和設(shè)計</p><p>　　·后續(xù)操作和成本預(yù)算</p><p>　　外形識別部分是指由產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)規(guī)定制造外形。機器操作選擇部分則指根據(jù)外形特征和制造環(huán)境選擇相關(guān)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(zhì)諸如：工作容量、精確度、動力、固定裝置和其它功能之后，執(zhí)行選定操作的過程就決定了機器設(shè)

13、備的選擇。固定裝置選擇部分是根據(jù)選擇固定裝置部分的幾何形狀、尺寸和制造特性來進行的。切割工具的選擇重點關(guān)注的是工具的類型、材料、外形和工具的大小。</p><p><b>　　3.提議方法</b></p><p>　　從純技術(shù)的角度看，CAPP依然是一個極其復(fù)雜和困難的問題。因此，許多研究人員把注意力集中于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

14、系統(tǒng)發(fā)展而成的。由于CAPP系統(tǒng)的復(fù)雜性，這樣一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)很少能夠解決的問題在制造業(yè)界常見的問題。</p><p>　　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(diào)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。</p><p>　　·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

15、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)。</p><p>　　·柔性是指系統(tǒng)能很容易地把新技術(shù)和新方法加到CAPP系統(tǒng)中。</p><p>　　·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。</p><p>　　·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)。</p>

16、<p>　　·可分離性能分離CAPP系統(tǒng)來滿足用戶不同的需要。</p><p>　　協(xié)同CAPP構(gòu)造的設(shè)計跟機械工藝計劃有關(guān)。機械協(xié)同CAPP系統(tǒng)，以及它的結(jié)構(gòu)、運行和應(yīng)用的有關(guān)事宜在本文中都有詳細的介紹。</p><p>　　3.1.機械協(xié)同CAPP系統(tǒng)的概況</p><p>　　圖一給出了機械協(xié)同CAPP系統(tǒng)在CAD/CAP/CAM環(huán)境下

17、的總體結(jié)構(gòu)。在執(zhí)行中，一般包括以下六個工藝計劃代理（P-agents ）。</p><p><b>　　·特征識別代理</b></p><p><b>　　·機械操作選擇代理</b></p><p><b>　　·機器選擇代理</b></p><p&g

18、t;<b>　　·切割工具選擇代理</b></p><p>　　·固定裝置選擇和設(shè)計代理</p><p>　　·程序操作和費用預(yù)算代理</p><p>　　不同的代理可以在互聯(lián)網(wǎng)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

19、注冊過的P代理采取相應(yīng)的措施。從P代理行動的結(jié)果又返回到B代理。在設(shè)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(chǎn)品設(shè)計資料從計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)的D代理傳給協(xié)同CAPP系統(tǒng)來設(shè)計系統(tǒng)。協(xié)同CAPP系統(tǒng)從流程安排或 shopfloor系統(tǒng)獲取產(chǎn)品的生產(chǎn)約束，并根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計資料和約束生成相應(yīng)的工藝計劃。如果沒有得到滿意的結(jié)果，協(xié)同CAPP系統(tǒng)就把沖突信息反饋給設(shè)計部門或其他相關(guān)部門。如此反復(fù)，最后，切實可行的替代

20、方案就會傳遞給scheduling 或者shopfloor系統(tǒng)來確定時間，從而做出合理的安排。</p><p><b>　　3.2.代理的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　一般的工藝計劃代理結(jié)構(gòu)如圖二所示。代理由四部分構(gòu)成：代理控制器、推理引擎、功能適配器和應(yīng)用庫。配置文件夾被用來構(gòu)成代理。規(guī)則和論據(jù)構(gòu)成應(yīng)用庫。基本上,所有P代理的組成部分都含有代理控制器、規(guī)則引擎、

21、網(wǎng)絡(luò)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(chǎn)生、沖突解決和提案評估過程的制訂等問題。為了應(yīng)用不同產(chǎn)品規(guī)則和實物混合體的領(lǐng)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(jù)不同的以實物為導向的描述采用不同的設(shè)計。</p><p>　　數(shù)據(jù)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(jù)，如

22、：問題的定義、提案、沖突、評價和解決方案等等。</p><p>　　因為KQML是以代理為基礎(chǔ)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(chǔ)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(jù)KQML傳輸?shù)囊?，代理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(jié)合在一起的有限消息傳輸延遲。當一個代理收到

23、一條消息時，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(jīng)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。</p><p>　　信息查看適配器用來顯示監(jiān)視器的信息。</p><p>　　時間適配器用來計算工藝計劃實施過程的

24、時間。</p><p>　　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(yīng)的優(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

25、功能器。</p><p>　　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(yīng)‘提案生成任務(wù)’事件，功能器‘生成提案’相應(yīng)生成一個提案，并且生成另一個提案‘已經(jīng)生成的事件’。這個事件是根據(jù)提案而來。</p><p>　　為了回應(yīng)進程適配器生成的名為‘提案生成’的任務(wù)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

26、是否已經(jīng)生成一項互動的方案。如果是，它就鏈接這兩個提案，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(jīng)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(jīng)安排好但還沒有審理的任務(wù)中尋找相近的方案。接著它就檢查已經(jīng)開始運行或者正要運行方案。如果有，它就把鏈接評估和產(chǎn)生分派任務(wù)。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

27、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(wù)就只能根據(jù)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。</p><p>　　如果另外的代理傳送過來沖突，沖突解決器會采取相應(yīng)的措施來解決。在適配器對沖突作出反應(yīng)之后，首先，適配器判斷沖突所處的環(huán)境,然后它調(diào)用相應(yīng)的策略解決沖突。</p><p><b>　　3.3.知識描述</b>

28、;</p><p>　　協(xié)同CAPP系統(tǒng)的知識都是有關(guān)產(chǎn)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(guān)于問題描述的，它被協(xié)同CAPP系統(tǒng)中的所有代理所共享。</p><p><b>　　3.4.局部描述</b></p><p>　　機械協(xié)同CA

29、PP系統(tǒng)中的實體含有兩種數(shù)據(jù)。一種是有關(guān)計劃產(chǎn)生約束的，另一種則是關(guān)于幾何信息的。它們是：</p><p>　　·約束（生產(chǎn)時間、切削力、機械動力）;</p><p>　　·實體（Name; Type; MaxSize; Material; InitStatus; HeatTreat; Features .）。</p><p>　　Name代表實

30、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。</p><p>　　·特征的描述包括：FEATURE (Name; Type; Location; FinalSize; InitSize; Hardne

31、ss; Tolerances)。</p><p>　　Name是指一個特征的標識符，它必須是唯一的。Type則突出反映特征的關(guān)鍵詞。Location指初始的擺放位置和擺放方向的矢量。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(guān)鍵字來表示和區(qū)別它。</p><p&

32、gt;<b>　　3.5.區(qū)域知識</b></p><p>　　每個P代理的區(qū)域知識都是關(guān)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(jù)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(nèi)容。</p><p>　　例如,操作選擇代理通常用來生成部分特定特征的替代

33、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(nèi)容包括操作與機械特征、材料、工差、預(yù)操作和累積時間等參變量之間的關(guān)系。知識的語義網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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。</p><p>　　提案生成器、提案評估器和沖突解決策略都存儲在每一

34、個P-agent的解決適配器中。</p><p>　　3.6.沖突解決知識</p><p>　　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(yīng)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

35、解決問題方法思想的一致，它們的設(shè)計依據(jù)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(yīng)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。</p><p>　　·折衷方案：找到一種快速的在可接受范圍內(nèi)的提案;</p><p>　　·勉強產(chǎn)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(chǔ)上產(chǎn)

36、生新的替代方案;</p><p>　　·類似成功方案參數(shù)的設(shè)置：根據(jù)以往成功方案設(shè)定相似的系列參數(shù)。</p><p><b>　　3.7．控制知識</b></p><p>　　協(xié)同CAPP系統(tǒng)中所有的P代理都能根據(jù)相同的控制知識完成一系列任務(wù)：</p><p><b>　　·生成新的提案；&

37、lt;/b></p><p><b>　　·評估提案；</b></p><p><b>　　·協(xié)商處理；</b></p><p><b>　　·解決沖突。</b></p><p>　　以上的任務(wù)在執(zhí)行之前就已經(jīng)安排好了，每一個任務(wù)被設(shè)置成了一

38、個事件。P代理首先對</p><p>　　一個事件做出反應(yīng)，然后才執(zhí)行相關(guān)的任務(wù)。它的控制知識則被用來安排任務(wù)的時間和對事件做出反應(yīng)。</p><p>　　作為一個事件，每個任務(wù)都被賦予了一定的優(yōu)先級。根據(jù)前面的討論，我們知道協(xié)商是最高等級的任務(wù)，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(yīng)的原則是“先進，先操作”。</p>&

39、lt;p><b>　　3.8.規(guī)劃策略</b></p><p>　　協(xié)同CAPP系統(tǒng)解決的是工藝計劃問題。當沖突產(chǎn)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(jié)構(gòu)和協(xié)商規(guī)則來解決協(xié)商問題。</p><p><b>　　3.8.1.定義</b></p&

40、gt;<p>　　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(shè)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(shè)計數(shù)據(jù)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， Exp_Q 是提案的解釋，Cf是支持提案的依據(jù)。評估可以表示為E={Ow_E&#

41、213; , Id_Q, Ac_EÕ,Ra, Re },其中Ow_EÕ是評估人，Id_Q 是提案Q本身，Ac_EÕ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(chǎn)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(guān)的提案，Ac_Cr是一系列沖突操作，Exp_Cr是對沖突操作的解

42、釋。</p><p>　　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代理都會收到問題的有關(guān)信息。而相關(guān)的P代理才會檢查問題，接著根據(jù)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

43、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(guān)，它就評估提案，并把評估結(jié)果E={ Ow_EÕ, Id_Q, Ac_EÕ,Ra, Re }傳給B代理的評估區(qū)域。如果有沖突，P代理就會檢查結(jié)果Cr={ Ow_Cr, Id_P, Ac_Cr, Exp_Cr}來獲得最終的評估結(jié)果。</p>&

44、lt;p>　　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(jié)果是對提議方案的校訂或放棄 。如果沒有P代理檢測到?jīng)_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。</p><p><b>　　3.8.2.協(xié)調(diào)</b><

45、;/p><p>　　問題的協(xié)調(diào)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、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

46、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(guān)的P代理之間建立某種鏈接。由P代理發(fā)布的評估結(jié)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?jīng)]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(jié)構(gòu)如圖四所示。推理引擎控制了這四個區(qū)域之間的信息流。知識庫包含了保證問題協(xié)調(diào)解決的時間和解決方案正確性的事件進程安排知識。</p><p

47、>　　B代理監(jiān)控了四個區(qū)域的數(shù)據(jù)。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(jié)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(diào)這些P代理通過協(xié)商來解決沖突。如

48、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。如果是，這個提案就會作為解決問題的方法了。</p><p><b>　　3.8.3.協(xié)作</b></p><p>　　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(nèi)的問題。因此，它應(yīng)具有獨立社會成員的功

49、能：</p><p>　　·與其他代理交流時通用的語言；</p><p>　　·包含協(xié)同修訂方案時所需的充分目標和歷史數(shù)據(jù)的知識描述；</p><p>　　·解決問題時及時地提供信息；</p><p>　　·整合外部解決方案的機制；</p><p>　　·協(xié)商解決問題的

50、機制；</p><p>　　·外來事件達成內(nèi)部議事日程的能力。</p><p>　　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(chǎn)生、評估和解決以及沖突的產(chǎn)生和解決都是按照P代理的內(nèi)部區(qū)域知識來的。</p><p><b>　　4.軟件的落實</b></p><p>　　我們選擇IBM ABE To

51、olkit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。</p><p>　　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。

52、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(yīng)用于特定的機器。每個代理的知識被用來作為數(shù)據(jù)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?！安檎覜_突”被習慣于用來標出沖突的位置和環(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。</p><p><b>　　5.案

53、例學習</b></p><p>　　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(chǎn)品設(shè)計的反饋。在這個例子中，我們可以看到一個不合理的設(shè)計，協(xié)同CAPP系統(tǒng)會產(chǎn)生一個輸出“未解決的沖突”并把沖突所在的位置和原因傳送給D代理。如圖六所示，一塊橫梁的外形尺寸為50×40×30 mm3</p><p><b>　　5.

54、1.原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　一塊外形尺寸為50×40×30 mm3的鋼料。</p><p>　　平面1，位置矢量：0:0:0:90:0:0，50:40，50:40，公差：0.04；</p><p>　　平面2，位置矢量：0:50:0:0:90:0， 40:30，40:30，公差：0.02；</p><

55、p>　　平面3，位置矢量：y30:0:0:y90:0:0，50:40，50:40，公差：0.02；</p><p>　　平面4，位置矢量：0:0:0:0:y90:0，40:30，40:30，公差：0.04；</p><p>　　平面5，位置矢量：0:0:0:0:0:90，50:30，50:30，公差：0.03；</p><p>　　平面6，位置矢量：0:0:4

56、0:0:0:y90，50:30，50:30，公差0.03；</p><p>　　通槽1，開槽位置：0:20:25:0:90:90，20:30:15，0:0:0，公差0.02；</p><p>　　通槽2，開槽位置：y5:50:25:90:0:90，20:15:10，0:0:0，公差0.02;</p><p>　　通孔，通孔位置：y15:10:0:90:90:0, 1

57、0:40, 0:0,公差：0.01;</p><p>　　5.2.由初始數(shù)據(jù)得結(jié)果</p><p>　　= = =未解決沖突= = =</p><p>　　操作沖突1；操作代理；建議C操作；槽2：不可利用的操作；</p><p>　　= = =和沖突= = =</p><p><b>　　切割機沖突0<

58、/b></p><p>　　= = =沖突是= = =</p><p>　　切割機沖突0，切割機代理；建議10操作；</p><p>　　面2：拉削操作；面3：拉削操作；槽1：拉削操作；槽2：研磨操作；槽2，拉削操作；</p><p>　　= = =未解決沖突= = =</p><p>　　操作沖突3，操作代理，

59、操作決策1 孔：不可利用的操作；</p><p>　　= = =和沖突= = =</p><p><b>　　機械沖突1；</b></p><p>　　= = =沖突是= = =</p><p>　　機械沖突；機械代理；操作決策1 孔：排水槽操作；</p><p>　　在這個例子中，僅僅列舉了三個

60、P代理的簡單應(yīng)用，同時也說明了P代理之間如何協(xié)調(diào)解決沖突。B代理接收到了D代理傳過得產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)，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 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

61、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(yīng)。“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(yīng)。但是，機器代理不會認同“方案1 Op”，把“沖突1 機器”回復(fù)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

62、解決的沖突“沖突 3 Op ”?！皼_突 3 Op ”和“沖突 1機器 ”都會反饋給D代理。問</p><p>　　5.3.數(shù)據(jù)的變更 </p><p>　　接著，我們看一個成功工藝計劃是如何產(chǎn)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。</p><p>　　槽1，通槽的位置：0:20:25:0:90:9

63、0, 20:30:15,0:0:0, 公差：0.2;</p><p>　　槽2，通槽的位置：y5:50:25:90:0:90,20:15:10, 0:0:0, 公差:0.2;</p><p>　　孔，通孔的位置：y15:10:0:90:90:0, 10:40, 0:0,公差:0.1;</p><p>　　5.4.數(shù)據(jù)變更后的結(jié)果</p><p&g

64、t;　　= = =平面是= = =</p><p>　　平面19880718150407，局部加工，協(xié)同計算機輔助工藝編制，</p><p>　　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；</p>&l

65、t;p>　　平面1特征：操作方式射頻研磨，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；</p><p>　　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.

66、5:600.:30；說明：刀具代理從40.:30.開始切割；</p><p>　　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；</p><p>　　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XH71

67、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；</p><p>　　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；</p>&l

68、t;p>　　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；</p><p>　　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XH715:15.:1500. :7.5：6000；切割機：米克朗五坐標軋齒切割機1:3.:0.

69、5:600.:30；說明：刀具代理從50.:30.開始切割；</p><p>　　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；</p><p>　　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

70、: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.:15.：10開始切割；</p><p>　　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；</p><p>　　

71、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：盤旋鉆床裝置1a10:10.:0.2:500.:,說明：刀具代理從:9.9:40.開始切割；</p><p>　　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.:</p><p>　　4.225:9999.,切割機：輪式磨床11a1

72、:15.:2.5e-002:6000.:2.e-003,說明：刀具代理</p><p>　　從:40.:30.開始切割；</p><p>　　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.:</p><p>　　4.225:9999.,切割機：輪式磨床11a1:15.:2.5e-002:6000.:2.e-003,說

73、明：刀具代理</p><p>　　從:40.:30.開始切割；</p><p>　　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；</p><p>　　平面2特征：操作方式

74、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；</p><p>　　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.:</p><p>　　4.225:9999.,

75、切割機：輪式磨床11a1:15.:2.5e-002:6000.:2.e-003,說明：刀具代理</p><p>　　從:50.:40. 開始切割；</p><p>　　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:M7120A:3000.:3000.:</p><p>　　4.225:9999.,切割機：輪式磨床11a1:15.:2.5e-002:60

76、00.:2.e-003,說明：刀具代理從:50.:40. 開始切割；</p><p>　　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；</p><p>　　平面3特征：操作方式RE研磨，平面

77、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；</p><p>　　B代理收到來自D代理的產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)，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(zhuǎn)發(fā)給其他兩個P代理：Cut

78、ter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?jīng)_突后，Op代理生成“解決方案0Op”來應(yīng)對“沖突0 Cutter ”?！敖鉀Q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0Op”后，它就根據(jù)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C

79、utter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(jīng)告一段落了。表2 顯示的是解決方案提案的評估。</p><p>　　這表明，工藝計劃的協(xié)調(diào)是在P代理之間完成的。一旦問題傳到協(xié)同CAP

80、P系統(tǒng)，B代理就會馬上把它轉(zhuǎn)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代理檢查完提案后又通知其他P代理。相關(guān)的P代理對提案評估完后，會給出一個評估結(jié)論。這個結(jié)論要么同意或沖突，要么同意或者附上一個新提案。提議者試著解決這個沖突。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(chǎn)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

81、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(wù)也會終止。問題提案都是通過協(xié)商產(chǎn)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)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

82、求。</p><p><b>　　6.結(jié)論</b></p><p>　　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(zhì)的機械協(xié)同CAPP系統(tǒng)已經(jīng)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

83、好的結(jié)合起來。系統(tǒng)中的每個代理都處理和自己領(lǐng)域相關(guān)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。</p><p>　　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(jié)果表明這個系統(tǒng)能有效地處理事件，效果很好。它能根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計信息和已有的材料生成合理的工藝計劃。系統(tǒng)滿足了

84、預(yù)定的設(shè)計要求。實際應(yīng)用中，協(xié)同CAPP系統(tǒng)具有以下特點：</p><p>　　·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)就滿足了模塊化和柔性</p><p><b>　　特征的要求。</b></p><p>　　·每個P代理

85、僅生成在其自己知識范圍內(nèi)的方案。因此，復(fù)雜的問題就可以通過模塊分解成很多簡單的子問題。</p><p>　　·問題的最終解決方案是各個P代理方案的綜合體。</p><p>　　·根據(jù)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。</p><p>　　運用先進的代理技術(shù)，本文模擬了工藝計劃代理。

86、根據(jù)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(yīng)這種系統(tǒng)的。另外，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。基于這樣的協(xié)同CAPP系統(tǒng)，最優(yōu)化的工藝計劃很容易就完成。試驗表明，完整的產(chǎn)品設(shè)計信息能很容易的加入?yún)f(xié)同CAPP系統(tǒng)的框架 。它能修復(fù)部分不合理的設(shè)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(jié)構(gòu)，很好的適應(yīng)了分

87、布式CAPP系統(tǒng)的發(fā)展潮流。這種改進應(yīng)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)。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]. Alting, H. Zhang, Computer aided process planning: the state-of-the-art s

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105、>　　[24]IBM Intelligent Agent Center, IBM Agent Building Environment DeveloperToolkit, Level 5, 1997.</p><p>　　Dr.SK.Tso博士從香港大學獲得理學士學位，并且在美國的伯明翰大學獲得理學碩士和博士學位。他在香港城市大學拿到機電一體化和自動化的教授職位以后在香港大學服務(wù)了很長一段時間，他現(xiàn)在是智能

106、設(shè)計、自動化操作和制造業(yè)中心的主任；他是電機工程師協(xié)會的特殊會員，并且是電氣電子工程師協(xié)會的高級會員。</p><p>　　F.L.Zhao在浙江大學獲得理學士和理學碩士學位，他現(xiàn)在是香港大學的在職博士。</p><p>　　Dr.Paul.S.Y.Wu博士在國立成功大學獲得理學士學位、在紐約大學獲得碩士學位和在美國的辛辛那提大學獲得博士學位都是關(guān)于機械工程方面的，他是ASME和SPIE的

107、會員。</p><p>　　A cooperative agent modelling approach for process planning</p><p>　　F.L. Zhao, S.K. Tso ), Paul S.Y. Wu</p><p>　　Department of Manufacturing Engineering and Engineerin