автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Нечеткие многокритериальные модели принятия решений в САПР ТП на основе поиска и преобразования процессов-аналогов

«6 01

АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ КИБЕРНЕТИКИ

41111» г-1 л иг ппл.лгп г— л г\ пп пл л

.ГД1\ исх . I и. \fiJC,. иио. \Jltj. «ОС. 1 . ии

КОВАЛЕВА Ирина Львовна

НЕЧЕТКИЕ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В САПР ТП НА ОСНОВЕ ПОИСКА И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ-АНАЛОГОВ

05.13.12 - Системы автоматизации проектирования

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Минск 1996

Работа выполнена в Белорусской государственной политехнической академии

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор В.Д. Цветков

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор А.Г. Ракович

кандидат технических наук, Л.М. Акулович

Оппонирующая организация: Минское производственное

объединение по выпуску автоматических линий имени 60-летия Великого Октября

30

Защита состоится "20 •• июня 1996 года в 14 на заседании совета по защите диссертаций Д 01.04.01 при Институте технической кибернетики АН Беларуси (220012, г.Минск, ул. Сурганова, 6, конференц-зал).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института технической кибернетики АН Беларуси.

Автореферат разослан " 20 и мая 1996 года.

Ученый-секретарь

совета по защите диссертаций,

доктор технических наук

П.Н. Бибило

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Интенсивное развитие работ по созданию и внедрению на машино- и приборостроительных предприятиях систем автоматизированного проектирования (САПР) связано с превращением методов автоматизированного проектирования в мощное средство ускорения научно-технического прогресса. За последние годы наблюдается активное использование программно-информационных комплексов САПР ТП, реализующих методы типизации, групповой технологии и методы синтеза технологических процессов (ТП). Однако на различных предприятиях республики до 80% изготовляемых деталей охвачено оригинальным проектированием. В таких условиях для сокращения сроков и стоимости технологической подготовки производства является крайне необходимым использовать опыт прежнего проектирования, накопленный в виде техпроцессов, хранящихся в архиве.

Хотя вопросами автоматизации проектирования ТП на базе метода поиска и преобразования аналогов занимались различные ученые и разработчики, существует ряд нерешенных проблем, с которыми приходится сталкиваться при реализации этого метода. К ним относятся:

- проблемы, возникающие на этапе поиска аналога и связанные с оценкой релевантности поисковых образов (ПО) по отношению к поисковому предписанию (ЕЛ);

- проблемы формализации изменения структуры и параметров процесса-аналога в условиях отсутствия значительного числа заранее сформированных проектных решений.

В связи с этим как в научном, так и в практическом отношениях становится актуальной задача разработки компьютерных методов поиска и преобразования ТП-аналога в конкретный техпроцесс.

Связь работы с крупными научными программами,темами. Основные научные и практические результаты, представленные в диссертации, получены автором при проведении научных исследований и прикладных разработок по следующим заданиям и темам:

- " Автоматизация разработки операционной технологии на АРМ-П" (хозяйственный договор N 1081, N гос. регистрации 01.89.0031294), 1989-1990 Г.;

- " Разработка инвариантных компонент интеллектуальных САПР технологических процессов на основе аналогов" (тема г/б 89-08, N гос.регистрации 01.89.0031281), 1990-1991 г.;

- -г -

- государственный заказ по развитию науки и техники Республики Беларусь на 1992 год, полученный ГПТЭИ "БЕЛОРГСТАНКИНПРОМ".

Целью работы является повышение качества и эффективности САПР ТП на основе метода поиска и преобразования процессов-аналогов и нечетких многокритериальных моделей принятия решений.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

- обосновать и определить на основе принципа технологического подобия набор информационных признаков для формирования поисковых образов деталей;

- разработать критерий выдачи, учитывающий нечеткие качественные ' суждения экспертов и позволяющий увеличить релевантность выбираемых техпроцессов;

- разработать методику и алгоритмы поиска процесса-аналога на основе нечетких многокритериальных моделей принятия решений;

- разработать методику и алгоритмы преобразования процесса-аналога;

- создать программно-информационный комплекс поиска и преобразования техпроцессов-аналогов (на примере деталей класса "тела вращения").

Научная новизна работы заключается в следующем:

- в отличие от существующих подходов релевантность поискового образа по отношению к поисковому предписанию определяется на основе экспертных оценок, представленных в виде совокупности степеней принадлежности архивных деталей обрабатываемой по каждому информационному признаку;

- поиск детали-аналога выполняется с использованием подходов теории нечетких многокритериальных задач принятия решений, позволяющих осуществлять выбор детали-аналога при наличии неопределенностей, сочетая при этом как формальные знания, так и непосредственное участие пользователя;

- разработаны алгоритмы преобразования процесса-аналога в конкретный технологический процесс, построенные на основе данных, полученных на этапе поиска, и методов синтеза оригинальных технических решений.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

1. Разработан программно-информационный комплекс автоматизированного проектирования технологических процессов на основе процессов-аналогов.

2. Результаты, полученные в диссертации, переданы в рамках

хозяйственного договора N 1081 "Автоматизация разработки операционной технологии на АРМ-П" на МПО ВелВар.

3. Результаты, полученные в диссертации, используются в интегрированной системе автоматизации технической подготовки машиностроительных производств, оазоаботанной ГПТЭИ "БЕЛОРГСТАНКИНП-РОМ" на основании государственного заказа по развитию науки и техники Республики Беларусь на 1992 год.

4. Разработанное программное обеспечение внедрено на Минском инструментальном заводе в рамках договора N 1317 (МС 43-92) "Внедрение интегрированной системы автоматизации технической подготовки инструментального производства на базе современных средств вычислительной техники".

5. Методические и программные материалы диссертационной работы используются при подготовке инженеров по специальности "Системы автоматизированного проектирования" в качестве лабораторных работ по курсу "Основы теории автоматизированного проектирования технических систем" и лабораторного практикума по курсу "Оптимизация в САПР" в Белорусской государственной политехнической академии.

Экономический эффект от внедрения результатов работы к моменту сдачи в эксплуатацию составил 31 тыс.рублей (в ценах 1992 г.).

Разработанное программное обеспечение может использоваться при технологической подготовке производства на машино- и приборостроительных предприятиях и во втузах республики при подготовке инженеров машиностроительного профиля.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- применение подходов теории нечетких множеств для оценки релевантности поисковых образов по отношению к поисковому предписанию при поиске техпроцессов-аналогов;

- алгоритмы решения многокритериальной задачи поиска детали-аналога в условиях неопределенности при наличии "размытых" критериев эффективности;

- алгоритмы изменения структуры и параметров процесса-аналога, характерной чертой которых является использование информации, полученной в ходе поиска, и методов синтеза оригинальных технических решений.

Личный вклад соискателя. Все основные результаты и положения, выносимые на защиту, получены лично соискателем.

Апробация работы. Результаты и основные положения работы

докладывались и обсуждались на межгосударственных конференциях и семинарах "Информационное и программное обеспечение САПР" (Киев, 1990), "Теория и методы создания интеллектуальных САПР в машиностроении и приборостроении" (Минск, 1992), "Моделирование сельскохозяйственных процессов и машин" (Минск,1994), "Актуальные проблемы информатики: математическое, программное и информационное обеспечение" (Минску1994), "Состояние и перспективы развития науки и подготовки инженеров высокой квалификации в Белорусской государственной политехнической академии" (Минск,1995), "Совершенствование процессов финишной обработки в машино- и приборостроении, экология и защита окружающей среды" (Минск,1995).

Опубликованность результатов. По теме диссертации опубликовано одиннадцать работ: две статьи, один лабораторный практикум и восемь тезисов докладов на научных конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемой литературы и приложений. Ее рукопись содержит 84 страницы машинописного текста, 11 страниц иллюстраций, 2 страницы таблиц, список литературы из 99 наименований на 8 страницах.

"7 ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Во введении дана краткая оценка современного состояния проблемы автоматизации проектирования технологических процессов, обоснована необходимость проведения работ по компьютеризации поиска и преобразования процессов-аналогов для совершенствования технологической подготовки единичных и мелкосерийных производств.

В первой главе проведен анализ методов и подходов к автоматизации технологической подготовки производства, изложенных в работах Аверченкова В.И., Горанского Г.К., Капустина Н.М.,Митрофанова С.П., Падуна B.C., Старостина С.Г., Цветкова В.Д., Ярмо-ша H.A. и других авторов. Рассмотрены существующие САПР ТП, реализующие методы типизации, групповой технологии, а также методы синтеза оригинальных технологических процессов. Показано, что при низком уровне унификации выпускаемой продукции наиболее эффективным и целесообразным становится разработка ТП на основе поиска и преобразования процессов-аналогов. Однако существует ряд особенностей, препятствующих широкому использованию этого метода в САПР ТП. Для их выявления проанализированы подходы,

- о -

применяемые при формировании наборов информационных признаков, организации поиска детали-аналога и преобразовании соответствующего ТП. Отмечены их недостатки, обоснована актуальность разработки компьютерных методов поиска и преобразования ТП-аналогов.

Во второй главе изложен подход к определению набора информационных признаков для формирования поисковых образов и поискового предписания при проектировании по аналогам, описана предлагаемая методика по увеличению релевантности поисковых образов.

При проектировании по аналогам требуется отыскать деталь, преобразование техпроцесса которой будет наименьшим, т.е. необходимо оценить подобие сравниваемых ТП. Для выявления подобия технологических процессов в работе используется сформулированный В.Д.Цветковым общий принцип технологического подобия, который применительно к задаче поиска детали-аналога заключается в следующем. Детали Д1 и Д2 предложено считать технологически подобными Да~Д2 , если их различия в функциональных, структурных признаках и параметрах не превышают допустимых величин,

Д1 р.в.г ~ Л? р.в.г < 4 г.ьг

при которых искомый технологический процесс или его элементы могут быть получены путем преобразований структуры и характеристик процессов-аналогов. Технологическое подобие деталей в одних и тех же производственных условиях влечет за собой технологическое подобие процессов их изготовления. На основании принципа технологического подобия был сформирован набор признаков для поиска детали-аналога (на примере деталей класса "тела вращения"), информативных с точки зрения дальнейшего преобразования их маршрутных ТП.

Если отобранные характеристики условно разделить на конструктивные и технологические, то можно отметить, что часть из них совпадает с классификационными признаками "Технологического классификатора деталей машиностроения и приборостроения" и Классификатора ЕСКД. Поэтому с целью уменьшения дублирования данных, а также для снижения трудоемкости формирования ПО и ПП их разработка велась на основе конструкторско-технологического кода (КТК).

Как уже отмечалось выше, с целью повышения эффективности использования для автоматизации проектирования метода проектирования по "аналогам в процессе поиска необходимо выбрать деталь,

ТП которой подвергнется наименьшему преобразованию. Т.е. определение релевантности ПО каждой архивной детали по отношению к ПП целесообразно вести с точки зрения подобия соответствующих техпроцессов. Однако конкретные значения признаков ПО и ПП являются кодами и, следовательно, не несут информации об их упорядоченности или количественных отношениях. Поэтому для сравнения ПО и ПП в ходе поиска детали-аналога автором было предложено перейти к количественной оценке несовпадения соответствующих кодов ПО и ПП.

Для этого в работе определяются степени принадлежности значений кодов архивной детали кодам обрабатываемой по каждому информационному признаку. Функции принадлежности строятся в результате анализа экспертных оценок на основании косвенных- методов с учетом следующего дополнительного условия: функция принадлежности должна отражать близость к заранее выделенному эталону. В задаче поиска детали-аналога множество архивных деталей представляет собой точки в пространстве признаков, а обрабатываемая деталь выступает в качестве эталона. Анализируемая деталь будет тем ближе расположена к эталону, чем более подобны сравниваемые детали, т.е. чем меньше сложность преобразования соответствующего ТП.

Как известно, доработка ТП-аналога может заключаться в добавлении, изменении или исключении необходимых элементов или параметров. Поэтому задачу построения функций принадлежности для каждого информационного признака ПО в работе предложено разделить на две подзадачи: оценку близости сравниваемых деталей с точки зрения сложности добавления, исключения и изменения их ТП с построением соответствующих функций принадлежности и формирование результирующей функции принадлежности. При построении функций принадлежности в работе было также учтено и то обстоятельство, что ряд индексов ПО и ПП присваивается, согласно КТК, на основании оценки группы информационных признаков. В связи с этим, значение степени принадлежности по этим индексам назначалось в результате анализа значений степеней принадлежности по каждому признаку, входящему в группу. Как показали исследования, использование логической функции "И" для обработки нескольких значений степени принадлежности не дает истинных результатов. Поэтому в работе было предложено воспользоваться подходами теории свидетельств, позволяющей решать проблемы, связанные с взаимным взвешиванием раздельных (и, возможно, противоречивых) ис-

точников сведений.

На рис.1 и рис.2 приведены примеры функций принадлежности.

Применение аппарата теории нечетких множеств позволило в более полной мере ввести в математическую модель знания и представления экспертов и тем самым сделать модель в определенном смысле более адекватной реальности.

В третьей главе представлены разработанные подходы и алгоритмы поиска процессов-аналогов по выбранным информационным признакам, описаны методики и алгоритмы преобразования процессов-аналогов.

При разработке ТО обработки детали на основе поиска и преобразования процесса-аналога необходимо в результате анализа множества альтернативных вариантов принять решение по выбору оптимального варианта аналога, т.е. решить задачу выработки предпочтения среди некоторого множества альтернативных вариантов деталей и их техпроцессов. Вариант аналога, выбранный по одному признаку, оказывается неудовлетворительным с точки зрения других, не менее важных признаков. Поэтому для,достижения нужного эффекта принятие окончательного решения предлагается осуществлять на основе сравнения значений всех признаков ПП со значениями соответствующих признаков ПО.

Такая постановка задачи поиска детали и техпроцесса-аналога позволила отнести ее к разряду многокритериальных. При этом в качестве локальных критериев в диссертации предложено использовать следующие величины:

= 1 - маСНО,

где 1 - индекс информационного признака, 1=1,п; 3 - индекс архивной детали, 3=1,т;

цдз(щ) - значение степени принадлежности з-ой архивной детали обрабатываемой по 1-му признаку.

Здесь значение критерия 1 означает полную потерю оптимальности, значение 0 - точку оптимума по этому критерию. Тогда промежуточные значения характеризуют степень удаленности точки, заданной данным значением локального критерия от оптимальной точки по этому критерию.

Таким образом, при поиске детали-аналога выбор оптимальных решений . должен осуществляться при наличии "размытых" критериев эффективности. Поэтому для решения поставленной задачи в работе

Дб,1) ^

1 1 0,9 0,8 0,7 -0,6 -0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

0

\........\: \

.......|_.М Л ; Л

а

\

—г—

- - - ь

2 3 4 5

Рис.1 Функции принадлежности понятия "подобный по :

а) отношению й/О

б) виду наружного контура

с) 3-еыу классификационному признаку

6 КЗ арх.

д К5 арх.

Рис.2 Функции принадлежности понятия "подобный с точки зрения: а} удаления в) добавления

б) изменения г) преобразования ТП-аналога

- а -

были использованы подходы, применяемые в теории нечетких многокритериальных задач принятия решений. В этой области еще мало устоявшихся концепций. Учитывая тот факт, что теория многокритериальных задач принятия решений в настоящее время достаточно полно и хорошо иазоаботана. в диссертации предложено взять ее за основу при разработке нечетких многокритериальных моделей принятия решений поиска детали-аналога.

Накопленный за последние годы опыт свидетельствует о том, что высокая эффективность принятия решений достигается лишь в случае активного участия при этом лица, принимающего решение (ЛПР) и экспертов, т.к. только они могут наиболее адекватно оценить, в какой степени выдаваемые решения соответствуют их потребностям. Согласно мнению большинства исследователей при большом количестве . альтернатив и критериев пользователь вначале стремится исключить альтернативы, не удовлетворяющие требованиям по одному или нескольким критериям, и лишь потом - при малом числе альтернатив - выполнить их сопоставление.

Разработка алгоритмов принятия решений велась в диссертации с учетом особенностей процессов переработки информации человеком.

Выбор детали-аналога предлагается проводить в четыре этапа.

1-й этап: исключение при формировании множества возможных вариантов.

Анализ Ш позволяет автоматически не включаются в это множество ряд деталей архива , не соответствующих обрабатываемой детали по характерным признакам (например, по признакам, определяющим класс детали, наличие или отсутствие центрального отверстия и т.д.). ПО всех остальных деталей архива обрабатываются путем их сравнения с ПП и обращения к базе данных, хранящей величины степеней принадлежности для различных сочетаний значений соответствующих признаков ПП и ПО. По этим данным создается неупорядоченная таблица вариантов. Затем выполняется упорядочивание значений локальных критериев по каждому признаку в порядке их возрастания.

2-й этап: выбор критериальных ограничений. С целью дальнейшего исключения неперспективных альтернатив пользователь назначает критериальные ограничения. Для этого он указывает предельные, с его точки зрения, значения каждого локального критерия.

3 - этап: дальнейшее исключение неперспективных альтернатив. Вначале автоматически выбираются альтернативы, удовлетворя-

ющие всем ограничениям, и формируется множество допустимых вариантов (множество 0). Если это множество не пусто и состоит более, чем из одного решения, для дальнейшего исключения неудовлетворительных альтернатив в многокритериальных задачах применяется подход, состоящий в выделении области компромиссов (которая иногда называется областью Парето или областью эффективных решений) , в которой существует противоречие хотя бы в паре критериев. Для нечеткой многокритериальной задачи выбора детали-аналога в диссертации использовался аналогичный подход.

Итак, имеется следующая ситуация выбора <Х,Г>, где X - множество альтернатив, Р= ... ,Рт}, а ?i, 1=17п - обычные нечеткие подмножества в X. Они соответствуют п целям, которые ЛПР хотелось бы достичь одновременно, если у него такая возможность имеется. Для определения множества Парето, соответствующего данной задаче, в работе было введено отношение предпочтения по формуле

В! = <(х,у)| Р1(Х) < Р± Су)>

Ясно, что в этом случае, чем меньше значение локального критерия, тем предпочтительнее решение х. Тогда получим векторное отношение предпочтения

В = -СВь В2,..., Вп>

■. . . Понятие оптимальности заменяется в векторной оптимизации понятием недоминируемости. Недоминируемые альтернативы являются в определенном смысле неулучшаемыми в множестве (Х,В), и их выбор в задаче принятия решений естественно считать рациональным в пределах имеющейся информации.

В случае векторного отношения предпочтения множество недоминируемых альтернатив определяется в множестве (Х,0), где 0 = Г*)Вг.

'"'Таким образом, если множество Б содержит несколько решений, то на его основании далее формируется четко недоминируемое (па-ретовское) множество деталей. В него войдут детали, обладающие такими значениями локальных критериев, что улучшение (приближение) какого-либо признака архивной детали к признаку обрабатываемой детали приводит к ухудшению (удалению) другого признака.

4- ый этап: выбор окончательного решения. Этот этап может выполняться как в диалоговом, так и в автоматическом режимах.

Сужение области поиска оптимальных решений до области четко недоминируемых альтернатив существенно облегчает дальнейший поиск. Пользователю предоставляется небольшой научно-обоснованный набор претендентов на роль детали-аналога, на основании анализа которых он делает свой выбор.

В автоматическом режиме для получения единственного решения необходимо вторгнуться в область компромиссов, где проявляются основные трудности многокритериальной оптимизации. Здесь целесообразно воспользоваться стратегией компенсации. Для сопоставления оценок одной альтернативы с оценками другой и выбора окончательного решения в работе предложены следующие подходы:

1. Поиск детали-аналога является задачей целевого программирования, при этом идеальной точкой в п-мерном пространстве признаков служит точка, соответствующая обрабатываемой детали. Существуют различные формальные оценки степени приближения альтернативы к идеалу. В диссертации для принятия окончательного решения для каждой альтернативы наряду с расстоянием до идеала предложено вычислять и расстояние до антиидеала, т.е. до множества нежелательных с точки зрения ЛПР значений критериев. Совместное использование двух расстояний (до идеала и антиидеала) позволяет более эффективно сравнивать альтернативы.

2. Для сравнения альтернатив предложено определить степени их недоминируемости. Рациональным считается выбор альтернативы, имеющей максимальную степень недоминируемости.

В обеих схемах при выборе окончательного решения предусмотрена возможность сравнения комплексного влияния на ход преобразования нескольких информационных признаков, имеющих меньший приоритет, с влиянием признака, обладающего большей значимостью.

По сравнению с существующими решениями задачи поиска детали-аналога предлагаемый в диссертации подход позволяет:

- значительно сузить множество архивных деталей до сравнительно небольшого научно-обоснованного числа претендентов на роль аналога;

- пользователю осуществлять постоянный контроль за решениями, принимаемыми системой на основании формальных методов. Такой подход значительно повышает степень доверия пользователя к получаемым результатам, предоставляя ему возможность уточнять не только ход принятия решения, но и свою информационную потребность ;

- выбирать в качестве аналога ту деталь, сложность преобра-

- ХС -

зования ТП которой будет наименьшей по совокупности преобразований по каждому информационному признаку.

При разработке алгоритмов преобразования техпроцесса-аналога было учтено, что проектирование по аналогам основано на создании и постоянном обновлении базы данных и знаний, содержащей в формализованном виде сведения об обрабатываемых деталях и техпроцессах их изготовления.

Процесс-аналог, хранящийся в базе данных , содержит только декларативную часть знаний о техпроцессе, а этого недостаточно для анализа выбранного техпроцесса с точки зрения его преобразования. Поэтому в диссертации этап преобразования процесса-аналога начинается с последовательного восстановления логических условий назначения каждой операции выбранного ТП, т.е. с синтеза процедурной части описания процесса-аналога. Формально по ответу (виду операции) определяется условие задачи (выбора). Для этого для деталей каждого класса создается база знаний по назначению технологических операций:

Класс деталей = { < Условие - Операция >1>

Условия назначения операций для определенного класса деталей хранятся в БЗ отдельно, т.к. последовательность операций определяется с помощью процесса-аналога.

Таким образом , в результате уже единожды используемого техпроцесса в качестве аналога, после первого этапа преобразования он превращается в алгоритм проектирования технологического маршрута. Этот алгоритм заносится в БД и может в дальнейшем применяться для других деталей, исключая тем самым этап восстановления из общей схемы преобразования.

Затем по созданному алгоритму на основе информации о конкретной детали строится оригинальный технологический процесс. В качестве информации о детали выступают ПП и значения локальных критериев.

Доработка процесса-аналога включает несколько этапов.

Вначале в результате анализа ПП и равенств и неравенств, входящих в условия назначения операций процесса-аналога, определяются операции, которые должны изменяться или исключаться. Так, если заданное неравенство неверно для" обрабатываемой детали, то операцию необходимо изменить. Для этого следует обратиться в БЗ, содержащую альтернативные варианты назначения операций. Изме-

- 1Й -

няться могут не только операции, но и, в рамках одной операции, вид и типоразмер оборудования и приспособления.

Исключение операций из процесса-аналога может быть обусловлено рядом факторов: во-первых, несоответствием дополнительных поверхностей у сравниваемых деталей и, во-вторых, отличием точностных требований, предъявляемых к обрабатываемой детали и детали-аналогу.

На следующем этапе анализируются значения каждого локального критерия. Отличные от нуля значения свидетельствуют о возможном добавлении или исключении операций в (из) процесса-аналога. В общем виде задача добавления или исключения операций в (из) ТП-аналога состоит из совокупности решаемых задач изменения структуры и характеристик выбранного процесса на основании значений локальных критериев. При этом в случае добавления вначале выбирается операция, которую требуется добавить, а затем уточняется последовательность операций процесса-аналога, т.е, определяется место, куда необходимо вставить назначенную операцию. Для компьютеризации процесса преобразования для деталей конкретного класса разрабатывается БЗ по назначению вида преобразования структуры технологического маршрута:

Класс деталей = ■{ < Значение критерия - Преобразование >1>.

Если значение локального критерия не равно нулю, то это значит, что следует обратиться в соответствующий (согласно номера критерия) файл БЗ для уточнения вида преобразования.

В четвертой главе описана структура программно-информационного комплекса САПР ТП "АНАЛОГ", реализующего разработанные в диссертации подходы и алгоритмы проектирования ТП на основе процессов-аналогов.

В приложениях приводятся примеры использования разработанных программных средств для проектирования деталей класса "тела вращения", расчет экономического эффекта от внедрения программного обеспечения и справки об использовании результатов работы.

ВЫВОДЫ

По результатам выполненной работы можно подвести следующие итоги:

1. Анализ существующих подходов к автоматизации проектиро-

вания технологических процессов показал необходимость создания САПР ТП на основе поиска и преобразования процессов-аналогов.

2. Разработанный на основе принципа технологического подобия набор информационных признаков способствует установлению обратной связи между этапами поиска и преобразования при проектировании по аналогам, тем самым давая возможность осуществлять выбор детали-аналога с точки зрения наименьшего преобразования ее техпроцесса.

3. Предлагаемый оригинальный подход к оценке релевантности поискового образа по отношению к поисковому предписанию, основанный на определении степени принадлежности архивной детали обрабатываемой по каждому информационному признаку, позволяет в более полной мере ввести в математическую модель знания и-представления экспертов и тем самым повысить релевантность выбираемых поисковых образов.

4'. Использование для поиска детали-аналога подходов теории нечетких многокритериальных задач обеспечивает возможность принятия решения при наличии "размытых" критериев эффективности в условиях неопределенности. Применение при этом диалоговых процедур позволяет пользователю осуществлять контроль за решениями, принимаемыми системой на основании формальных методов.

5. Для определения степени заимствования состава и содержания операций процесса-аналога для обработки конкретной детали синтезирована его процедурную часть, представленная в виде совокупности правил продукций.

6. Сведения о различиях сравниваемых деталей, получаемые при поиске детали-аналога, позволяют определить вид преобразования (изменение, исключение или добавление необходимых структурных элементов и параметров) выбранного техпроцесса.

7. Представленная работа является частью научно-исследовательских работ, выполненных в ГПТЭИ "БЕЛОРГСТАНКИНПРОМ", на основании государственного заказа по развитию науки и техники Республики Беларусь на 1992 г. Полученные в работе научные результаты и разработанное на их основе программное обеспечение используются при технологической подготовки производства на МПО БелВар и внедрены на Минском инструментальном заводе. Методические и программные материалы диссертационной работы используются при подготовке инженеров по специальности "Системы автоматизированного проектирования" в качестве лабораторных работ по курсу "Основы теории автоматизированного проектирования технических

систем" и лабораторного практикума по курсу "Оптимизация в САПР" в Белорусской государственной политехнической академии.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Плотко В.П., Комик В.И., Ковалева И.Л. Система автоматизированного проектирования операционных технологических процессов и управляющих программ // Автоматизация технологической подготовки механообработки деталей на станках с ЧПУ: Тез. докл. на-учн.-техн. сем. - Ленинград, 1990. - С. 15

2. Плотко В.П., Ковалева И.Л. Автоматизация проектирования операционной технологии и управляющих программ для гибких производственных модулей // Сб. Приборостроение. - Минск: Вышэйшая школа, 1991. - Вып.13. - С. 23-24

3. Придухо В.Т., Ковалева И.Л. Поиск и преобразование аналогов при автоматизации проектирования операционной технологии // Информационное и программное обеспечение САПР: Тез.докл. конф. (15-18 октября 1990 г.) - Киев, 1990.- С. 14

4. Придухо В.Т., Ковалева И.Л. Автоматизация проектирования техпроцессов обработки деталей приборов на основе поиска и преобразования аналога // Оптимальное проектирование технических устройств и автоматизированных систем: Тез. докл.научн.-техн. сем.- Воронеж, 1992. - С. 21

5. Придухо В.Т., Ковалева И.Л. Поиск и преобразование ТП-аналога при автоматизированном проектировании индивидуальных технологических процессов обработки деталей // Теория и методы создания интеллектуальных САПР в машиностроении и приборостроении: Тез. докл.научн.-техн. конф. - Минск, 1992. - С. 30

6. Придухо В.Т., Новик В.А., Ковалева И.Л. Автоматизированная система поддержки принятия решения при проектировании технических систем // Оптимальное проектирование технических устройств и автоматизированных систем : Тез. докл. научн.-техн.сем. - Воронеж, 1992. - С. 19

7. Ковалева И.Л. Поиск аналога при разработке технологических процессов механообработки // Моделирование сельскохозяйственных процессов и машин : Тез. докл. межгосуд. научн.-техн. конф. - Минск, 1994. - С. 93.

8. Ковалева И.Л. Использование аналогов при проектировании технологических процессов в приборостроении // Сб. Метрология и приборостроение. - Минск: Белстандарт, 1995. - Вып. 4. - С.

41-42.

3. Цветков В.Д., Ковалева И.Л. Преобразование техпроцесса при проектировании по аналогам // Состояние и перспективы развития науки и подготовки инженеров высокой квалификации в Белорусской государственной политехнической академии : Тез. докл. междунар. научн.-техн. конф. - Минск, 1995, Ч.б. - С. 14

10. Ковалева И.Л. Проектирование техпроцессов с использованием аналогов // Совершенствование процессов финишной обработки в машино- и приборостроении, экология и защита окружающей среды: Тез. докл. научн.-техн. конф. - Минск, 1995. - С. 32

11. Ковалева И.Л., Придухо В.Т. Лабораторные работы по курсу "Оптимизация в САПР" для студентов специальности 22.03 -"Системы автоматизированного проектирования": в 2 частях-. Многокритериальная оптимизация. 4.2 - Ротапринт / БГПА. -Минск, 1996.-22с.

РЭЗЮМЕ, ' ' Кавалева 1рына Львоуна

Недакладныя шматкрытэрыальныя мадэл1 прыняцця рашэнняу у САПР ТП на аснове, пошуку 1 пераутварэння працэссау-аналагау

Ключавыя словы: аутаматызацыя праектавання. тэхпрацзс-ана-лаг, тзхналаг1чная падобнасць, тзорыя недакладных мноств, век-тарныя аджхпны пераваг!, пераутварэнне, слнтез.

Разглядаюцца пытанн! кампутарызацы! пошуку 1 пераутварэння ТП-аналага у канкрэтны тэхналаПчны працэс з мэтай павышэння якасщ 1 эфектыунасщ САПР ТП, рэалхзуючых метад праектавання на основе пошуку 1 пераутварэння працэсау-аналагау. Каб ап1саць элементы задачы пошуку выкарыстоуваюцца паняцц! недакладных мноств, вектарных адносхн перавагь Для гэтых задач уведзена мноства Парзта. Алгарытмы пераутварэння пабудаваны на аснове да-ных, атрыманых у вын1ку пошуку, 1 метадау с!нтэзу арыг1нальных тэхн1чных рашзнняу.

Апхсваеода праграмна-1нфармацыйны комплекс пошуку 1 пераутварэння тэхпрацэсау-аналагау на прыкладзе дзталей класу "цел вярцэння".

Распрацаваныя падыходы 1 алгарытмы могут быць выкарыстаны пры тэхналаг1чнай падрыхтоуцы вытворчасщ на машына- 1 прыбора-будавальных прадпрыемствах 1 ва втну рэспублШ пры падрыхтоуцы 1нжынерау машынабудавальнага напрамку.

РЕЗЮМЕ Ковалева Ирина Львовна Нечеткие многокритериальные модели принятия решений в САПР ТП на основе поиска и преобразования процессов-аналогов

Ключевые слова: автоматизация проектирования, техпроцесс-аналог, технологическое подобие, теория нечетких множеств, векторное отношение предпочтения, преобразование, синтез.

Рассматриваются вопросы компьютеризации поиска и преобразования ТП-аналога в конкретный технологический процесс с целью повышения качества и эффективности САПР ТП, реализующих метод проектирования на основе поиска и преобразования процессов-аналогов. Для описания элементов задачи поиска используются понятия нечеткого множества, векторного отношения предпочтения. Для этих задач введено множество Парето. Алгоритмы преобразования построены на основе данных, полученных на этапе поиска, и методов синтеза оригинальных технических решений.

Описывается программно-информационный комплекс поиска и преобразования техпроцессов-аналогов на примере деталей класса "тела вращения".

Разработанные подходы и алгоритмы могут использоваться при технологической подготовке производства на машино- и приборостроительных предприятиях и во втузах республики при подготовке инженеров машиностроительного профиля.

SUMMARY Kovaleva Irina Lvovna Fuzzu multlcriterial models of decision-taking problems in CAD/CAM system on the base of search and transformation of analog-process

Key words: computerisation of design, (technological) process-analog, technological similarity, fuzzy set theory, vectorial relations of preference, transformation, synthesis.

Problems of computerisation of process-analog search and transformation it into concrete technological process to increase quality and efficiency of CAD/CAM systems implementing the design procedure on the base of searching and transformation of process- analog are considered In this paper. To describe elements of search problems the concepts of fuzzy set, vectorial relations of prefernce are used. Pareto set is implemented for these problems. Transformation algorithms are created on the base of data, received at the stage of search and synthesis method of original solutions.

The programmed information set of search and transformation

of process-process on the example of parts like "body of revolution" is described.

Elaborated approaches and algorithms can be used for technological preparation of production on machine-and-instrument engineering' enterprices and in technical universities of the Republic of Belarus for training of machine building branch engineers.

Подписан к печати 17.05.1996. Формат бумаги 60x34 1/16 Осфетная печать. Объем 1,0 п.л. Тираж 100 экз. Зак. N31.

Отпечатано на ризографе Института технической кибернетики АН Беларуси, 220012, г.Минск, ул. Сурганова, 6.