Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук:
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и
производствами (в машиностроении). — Саратовский государственный
технический университет имени Гагарина Ю.А.. — Саратов, 2015. — 147
с.
Научный руководитель: д.т.н., профессор Игнатьев А.А.
Введение
Анализ применения экспертных систем контроля и диагностирования
Классификация интеллектуальных систем
Экспертные системы как направление искусственного интеллекта
Примеры экспертных систем
Применение экспертных систем в машиностроении
Разработка экспертной системы поддержки принятия решения при контроле динамических характеристик станков в процессе эксплуатации.
Постановка задач исследования
Методические основы построения экспертной системы поддержки принятия решений при контроле динамического состояния шлифовальных станков
Информационно-функциональная модель динамических характеристик шлифовального станка
Сопоставление аналитической модели автокорреляционной функции виброакустических колебаний в динамической системе станка с идентифицированной для вычисления запаса устойчивости
Разработка структуры экспертной системы поддержки принятия решения при контроле динамического состояния шлифовальных станков
Выводы
Построение базы знаний экспертной системы поддержки принятия решения при контроле динамического состояния шлифовальных станков
Разработка базы знаний экспертной системы поддержки принятия решения при контроле динамического состояния шлифовальных станков
Выводы
Программная реализация экспертной системы поддержки принятия решения при контроле динамического состояния шлифовальных станков
Пример поиска причины отклонения от нормы параметров качества колец в условиях реального производства с использованием экспертной системы
Программная реализация экспертной системы
Использование связи запаса устойчивости динамической системы с эффективностью процесса шлифования при разработке продукционных правил в экспертной системе
Повышение коэффициента готовности оборудования за счёт сокращения времени восстановления
Заключение
Список используемых источников Целью диссертационного исследования является повышение эффективности функционирования шлифовальных станков и обеспечения заданного качества обработки колец подшипников на основе создания экспертной системы для поддержки принятия решения при контроле динамического состояния станков, содержащей значения виброакустических колебаний и параметров качества колец подшипников, в процессе эксплуатации. Задачи исследования. В соответствии с целью исследования поставлен и решен ряд задач:
Разработать методическое обеспечение по построению ЭС поддержки принятия решения для обработки колец подшипников при контроле динамического состояния шлифовальных станков.
Обосновать выбор информационных параметров с целью контроля динамического состояния станков.
Разработать базу знаний ЭС контроля динамического состояния шлифовальных станков, используя для этого продукционную модель.
Осуществить алгоритмическую и программную реализацию ЭС для практического применения в производственных условиях. Научная новизна:
Разработано методическое обеспечение для построения экспертной системы поддержки принятия решения при контроле динамических характеристик шлифовальных станков, базирующееся на выявленных причинно-следственных связях технического состояния основных функционирующих узлов и их виброакустических характеристик с параметрами качества обрабатываемых колец подшипников, что позволяет в условиях эксплуатации оперативно формировать рекомендации обслуживающему персоналу по снижению уровня виброакустических колебаний основных узлов путём восстановления их параметрической надёжности.
Предложена информационно-функциональная модель шлифовального станка, необходимая для построения экспертной системы, включающая установленные экспериментально контролируемые виброакустические характеристики основных функциональных узлов и их допустимые значения для каждого станка без резания, а также запас устойчивости динамической системы как основной характеристики для выбора целесообразного режима шлифования, причём для этого обосновано соответствие аналитической модели автокорреляционной функции виброакустических колебаний и идентифицированной автокорреляционной функции по экспериментальным данным, на основе которой вычисляется запас устойчивости динамической системы.
Построена база знаний экспертной системы поддержки принятия решения, включающая декларативную компоненту, содержащую знания о динамических характеристиках станков, параметрах качества, информацию о неисправностях и способах устранения, и процедурную компоненту в виде продукционной модели, содержащей правила, отражающие взаимосвязь значений параметров качества обработки колец, превышающих допустимые значения со значениями параметров виброакустических колебаний основных функциональных узлов станка, что обеспечивает формирование рекомендаций по устранению неисправностей для снижения виброактивности узлов станка.
Выполнена алгоритмизация работы экспертной системы и программная реализация ее компонентов, основанные на знаниях экспертов, обеспечивающие возможность быстрого информирования о динамическом состоянии станка, параметрах качества деталей, полученных на их основе рекомендаций по устранению неисправности, что способствует повышению значения коэффициента готовности станка и обеспечению заданного качества обработки колец подшипников.
Анализ применения экспертных систем контроля и диагностирования
Классификация интеллектуальных систем
Экспертные системы как направление искусственного интеллекта
Примеры экспертных систем
Применение экспертных систем в машиностроении
Разработка экспертной системы поддержки принятия решения при контроле динамических характеристик станков в процессе эксплуатации.
Постановка задач исследования
Методические основы построения экспертной системы поддержки принятия решений при контроле динамического состояния шлифовальных станков
Информационно-функциональная модель динамических характеристик шлифовального станка
Сопоставление аналитической модели автокорреляционной функции виброакустических колебаний в динамической системе станка с идентифицированной для вычисления запаса устойчивости
Разработка структуры экспертной системы поддержки принятия решения при контроле динамического состояния шлифовальных станков
Выводы
Построение базы знаний экспертной системы поддержки принятия решения при контроле динамического состояния шлифовальных станков
Разработка базы знаний экспертной системы поддержки принятия решения при контроле динамического состояния шлифовальных станков
Выводы
Программная реализация экспертной системы поддержки принятия решения при контроле динамического состояния шлифовальных станков
Пример поиска причины отклонения от нормы параметров качества колец в условиях реального производства с использованием экспертной системы
Программная реализация экспертной системы
Использование связи запаса устойчивости динамической системы с эффективностью процесса шлифования при разработке продукционных правил в экспертной системе
Повышение коэффициента готовности оборудования за счёт сокращения времени восстановления
Заключение
Список используемых источников Целью диссертационного исследования является повышение эффективности функционирования шлифовальных станков и обеспечения заданного качества обработки колец подшипников на основе создания экспертной системы для поддержки принятия решения при контроле динамического состояния станков, содержащей значения виброакустических колебаний и параметров качества колец подшипников, в процессе эксплуатации. Задачи исследования. В соответствии с целью исследования поставлен и решен ряд задач:
Разработать методическое обеспечение по построению ЭС поддержки принятия решения для обработки колец подшипников при контроле динамического состояния шлифовальных станков.
Обосновать выбор информационных параметров с целью контроля динамического состояния станков.
Разработать базу знаний ЭС контроля динамического состояния шлифовальных станков, используя для этого продукционную модель.
Осуществить алгоритмическую и программную реализацию ЭС для практического применения в производственных условиях. Научная новизна:
Разработано методическое обеспечение для построения экспертной системы поддержки принятия решения при контроле динамических характеристик шлифовальных станков, базирующееся на выявленных причинно-следственных связях технического состояния основных функционирующих узлов и их виброакустических характеристик с параметрами качества обрабатываемых колец подшипников, что позволяет в условиях эксплуатации оперативно формировать рекомендации обслуживающему персоналу по снижению уровня виброакустических колебаний основных узлов путём восстановления их параметрической надёжности.
Предложена информационно-функциональная модель шлифовального станка, необходимая для построения экспертной системы, включающая установленные экспериментально контролируемые виброакустические характеристики основных функциональных узлов и их допустимые значения для каждого станка без резания, а также запас устойчивости динамической системы как основной характеристики для выбора целесообразного режима шлифования, причём для этого обосновано соответствие аналитической модели автокорреляционной функции виброакустических колебаний и идентифицированной автокорреляционной функции по экспериментальным данным, на основе которой вычисляется запас устойчивости динамической системы.
Построена база знаний экспертной системы поддержки принятия решения, включающая декларативную компоненту, содержащую знания о динамических характеристиках станков, параметрах качества, информацию о неисправностях и способах устранения, и процедурную компоненту в виде продукционной модели, содержащей правила, отражающие взаимосвязь значений параметров качества обработки колец, превышающих допустимые значения со значениями параметров виброакустических колебаний основных функциональных узлов станка, что обеспечивает формирование рекомендаций по устранению неисправностей для снижения виброактивности узлов станка.
Выполнена алгоритмизация работы экспертной системы и программная реализация ее компонентов, основанные на знаниях экспертов, обеспечивающие возможность быстрого информирования о динамическом состоянии станка, параметрах качества деталей, полученных на их основе рекомендаций по устранению неисправности, что способствует повышению значения коэффициента готовности станка и обеспечению заданного качества обработки колец подшипников.