автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Развитие технологии экспертных систем для комплексного решения задачи роботизированной сборки

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ. ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

На правах рукописи Богуславский Александр Борисович

Развитие технологии экспертных систем для комплексного решения задачи роботизированной сборки.

Специальность: 05.13.01 Управление в технических системах

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1996

Работа выполнена в Московском Государственном Институте Радиотехники, Электроники и Автоматики ( Техническом Университете )

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор В.М.Лохин

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Хоботов E.H. кандидат технических наук, доцент Анисимов Д.Н.

Ведущее предприятие

Московский Государственный Технический Университет им. Баумана.

Защита состоится "_

1996 г. на заседании дис-

сертационного совета Д 063.54.01 в Московском Государственном Институте Радиотехники, Электроники и Автоматики ( Техническом Университете) по адресу: 117454, г.Москва, пр.Вернадского, д.78.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан "_"_ 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук Г'Ь Федотова Д.Э.

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Характерными чертами современного сборочного производства является рост номенклатуры и частая смена изго-тавляемой продукции. При этом в настоящее время определились некоторые, в какой-то мере противоречивые, требования к сборочному производству, такие как: сокращение сроков подготовки производства и выпуска продукции с одной стороны, и уменьшение трудоемкости и стоимости изготовления высококачественной продукции с другой стороны.

Наилучшим образом всем требованиям современного сборочного производства (СП) удовлетворяют гибкие производственные системы (ГПС), в состав которых входят отдельные робототехнические сборочные комплексы (РСК), реализованные на базе оборудования с числовым программным управлением и сборочных роботов (CP), устройств подачи и ориентирования деталей, средств специальной оснастки и т.д.

Опыт создания ГПС показал, что существующие методы и используемые средства их проектирования, основанные на ручной техноло-гиии и интуиции разработчика, не отвечают современным требованиям. В последние годы качественно изменились подходы к разработке ГПС, при этом широкое распространение получил метод, так называемого совместного конструирования ( Concurrent design ), заключающийся в совместном решении следующих взаимосвязанных задач:

- разработки конструкции:

- разработки процесса производства;

- анализа эффективности внедрения.

В рамках этого подхода перед проектируемой сборочной ГПС

ставятся следующие требования:

- осуществлять сборку изделий с заданной точностью;

- организовать совместное управление отдельными модулями;

- предусмотреть возможность быстрой переналадки системы под новую технологию сборки.

Методология проектирования РСК должна основываться на системном подходе, подразумевающем комплексное рассмотрение технологического процесса и совокупности аппаратных и программных средств, реализующих поставленное технологическое задание (ТЗ). При этом перед разработчиками возникает целый ряд взаимосвязанных задач, таких как: анализ технологии, разбиение ТЗ на подзадачи, выбор метода сборки, определение состава оборудования и его размещение, определение безопасной траектории движения СР, программирование СР и вспомогательного оборудования, отладка программных средств.

Организация роботизированного СП является сложной задачей, требующей от разработчиков глубоких знаний особенностей технологии сборки, использования основного и вспомогательного сборочного оборудования, методов планирования движений роботов, а также способов их программирования. Специфика этой задачи связана с разнохарактерностью отдельных подзадач, значительным количеством нечеткой или вероятностной информации, большой вариативностью методов решения. Следует отметить, что при организации СП используются эмпирические, часто плохо формализуемые знания экспертов. Поэтому необходимо разрабатывать новые подходы и методы проектирования РСК.

Одним из таких подходов является применение методов искусственного интеллекта для решения задач роботизированной сборки, и

в частности, технологии экспертных систем (ЭС), которая позволяет успешно преодолеть многие из указанных выше трудностей.

Таким образом, комплексное решение задачи роботизированной сборки на основе применения технологии ЭС приобретает актуальность как с научной, так и прикладной точек зрения.

Целью работы является разработка принципов построения, алгоритмических и программных средств системы технологической подготовки роботизированного СП. Особый акцент сделан на разработку инструментальных программных средств, а именно: ЭС для планирования траектории движения СР при выполнении сложных сборочных операций и ЭС, осуществляющей выбор необходимого робототехнического оборудования в соответствии с требованиями ТЗ.

Задачи исследования. Указанная цель предопределяет необходимость решения следующих задач, связанных с разработкой:

- концепции использования ЭС для решения всего комплекса задач технологической подготовки СП;

- архитектур ЭС для планирования движений СР и выбора необходимого оборудования;

- облочек ЭС, реализации механизма логического вывода и средств объяснения результатов функционирования;

- способа представления знаний и формирования соответствующих баз правил (БП) и баз алгоритмов (БА);

- программно-алгоритмического комплекса, реализованного на базе разработанных ЭС.

Методы исследования. Поставленные задачи решены методами теории искусственного интеллекта и экспертных систем. Научная новизна работы состоит в следующем:

- предложена и разработана концепция построения комплекса техно-

логической подготовки роботизированного СП на базе технологии ЭС;

- определена совокупность отдельных взаимосвязанных задач, решаемых с помощью ЭС. сформированы требования для ЭС, учитывающие специфику отдельных подзадач технологической подготовки' роботизированного СП;

- разработана архитектура ЭС обоснованного выбора необходимого робототехнического оборудования;

- сформирована база знаний (БЗ) ЭС для выбора необходимого робототехнического оборудования, реализующего заданную технологию сборки;

- синтезирована и обоснована архитектура ЭС планирования перемещений СР;

- разработана новая методика описания состояния рабочей сцены СР на качественном уровне, позволяющая наглядно и полно характеризовать взаимное расположение элементов рабочей сцены.

- в виде продукционных правил сформирована БЗ для ЭС планирования движений СР.

- разработаны ЭС обоснованного выбора необходимого робототехнического оборудования и ЭС планирования перемещений, которые позволяют взаимосвязанно решить комплекс задач технологической подготовки роботизированного СП: выбора оборудования, построения безопасных траекторий движения СР.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Принципы построения системы технологической подготовки

роботизированного СП на базе технологии ЭС, архитектура ЭС выбора

необходимого оборудования и ЭС планирования движений СР.

2. Методика описания состояния рабочей сцены СР на качест-

венном уровне.

3. Состав и способ формирования БЗ и БА ЭС выбора необходимого оборудования и ЭС планирования движений СР.

Практическая ценность. На основе анализа существующих методов проектирования роботизированных СП обоснована перспективность использования технологии ЭС для решения комплекса задач роботизированной сборки. При этом сформулированы требования, предъявляемые к ЭС, входящим в состав программного комплекса технологической подготовки. Разработаны ЭС выбора необходимого робототехни-ческого оборудования и ЭС планирования движениями СР, позволяющие автоматизировать процесс технологической подготовки СП, что позволяет сократить время проектирования и ввода в действие роботизированного СП и осуществить программирование СР и отладку управляющих программ путем моделирования, не используя непосредственно технологическое оборудование.

Реализация результатов работы. Теоретические и практические результаты, полученные при разработке ЭС технологической подготовки роботизированного СП, были использованы в НИР "Клон-МН" "Поисковые исследования и разработка интеллектульных систем управления сложными динамическими объектами, включая боевые роботы и робототехнические системы произвольных кинематических структур, в целях повышения степени их автономности, адаптивности и надежности", выполняемой по заданию Секции прикладных проблем при Президиуме РАН. Результаты диссертационной работы использовались при планировании траекторий и синтезе управляющих программ роботизированного комплекса термообработки в НИИТМ в г.Зеленограде. Кроме этого, ЭС для выбора необходимого робототехнического оборудования была использована при проектировании РСК, входящего в состав

- 3 -

учебной мини - Г11С, а также методического обеспечения учебного курса "Основы внедрения РТС". Программный комплекс планирования целенаправленных движений СР применяется в лабораторном практикуме по курсу "Автоматизация программирования роботов".

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы обсуждались на семинарах и конференциях МИРЭА, на II и III международном научно-техническом семинаре "Теоретические и прикладные проблемы моделирования предметных областей в системах баз данных и знаний" ( Рыбачье, 1994,1995 г.).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в 6 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы (83 источника) и четырех приложений, содержащих формализованные представления БЗ ЭС, качественные случаи возможного взаимного расположения манипулятора, цели и препятствия, акты о внедрении, и включает 184 страницы основного текста, 2 таблицы, 51 рисунок.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность проблемы исследования, сформулированы цель и совокупность задач, решаемых в диссертации, приводятся общие характеристики полученных результатов и краткое содержание глав работы.

В первой главе раскрываются основные проблемы организации роботизированных СП. В ней производится анализ возможных соединений деталей и особенностей технологии сборки. Также рассматривается состав и функциональные возможности основного и вспомога-

тельного робототехнического оборудования, определяется специфика его использования. Проведен анализ существующих способов программирования роботов и рассмотрены основные методы планирования траектории движения СР. В первой главе разработана концепция построения системы технологической подготовки роботизированного СП на основе использования технологии ЭС. Проведенный анализ возможности использования ЭС позволил сформировать требования, которым должны удовлетворять ЭС для выбора необходимого робототехнического оборудования и планирования движений СР, на основании которых была обоснована и синтезирована архитектура этих систем (рис. 1,2).

Во второй главе произведена классификация функциональных, физических и эксплуатационных параметров, характеризующих СР, разработана 53 проблемно-ориентированной ЭС. имеющая модульную структуру в .виде независимых блоков продукционных правил. В правилах ЭС содержится соответствие между параметрами робототехнического оборудования и требованиями ТЗ. Учитывая этот факт, продукционные правила сгруппированы аналогично тому, как были классифицированы параметры СР. При этом, знания о робототехническом оборудовании предложено разделить на следующие блоки:

- определяемые условиями функционирования ( общие );

- учитывающие связь технологического задания с кинематикой СР ( кинематические );

- не зависящие от кинематики роботов (общие технологические);

- касающиеся связи со вспомогательным оборудованием (специальные технологические);

Приведем наиболее типичные правила, относящиеся к различным группам:

Рис. 1 Архитектура проблемно-ориентированной ЭС для определения состава необходимого робототехнического оборудования.

Входной интерфейс пользователя

лок выходного интерфейса

База постоянных фактов

Цели управления

параметры движения

кинематика робота его ограничения

База промежуточных фактов

промежуточные цели движения

параметры движения

Блок идентификации текущего и целевого состояния

математическии блок

синтаксический блок

база знаний Э. С.

механизм логического вывода

База алгоритмов планирования обхода препятствий

алгоритм 1

алгоритм 2

Рис. 2 Архитектура ЭС для планирования перемещений сборочных роботов.

< ЕСЛИ условия производства ПОЖАРООПАСНЫЕ или ВЗРЫВООПАСНЫЕ ТО ТИП привода ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ >

< ЕСЛИ масса детали МАЛАЯ

ТО грузоподъемность робота СРЕДНЯЯ или МАЛАЯ >

< ЕСЛИ ориентация осей сборки ПРОИЗВОЛЬНАЯ

ТО тип движения робота ПРОИЗВОЛЬНЫЙ-ПРЯМОЛИНЕЙНЫЙ >

< ЕСЛИ соединение деталей РЕЗЬБОВОЕ

ТО связь со вспомогательным оборудованием НУЖНА и сменность схвата НУЖНА >

Во второй главе определяются и обосновываются принципы функционирования ЭС в режиме поиска необходимого робототехнического оборудования. В ней разрабатывается методика выбора наиболее "подходящего" с точки зрения пользователя робототехнического оборудования из базы данных (БД) на основании задаваемых им различных технико-экономических критериев поиска. Процесс принятия решения в данной работе предлагается разделить на две фазы:

- формирование "маски" поиска решений с помощью сформированной БЗ;

- поиска решений в БД на основе использования синтезированной "маски" и технико-экономических критериев, указываемых пользователем.

"Маска" поиска, формируемая в соответствии с ТЗ заданием на основании БЗ ЭС. представляет собой некоторый набор эталонных требований к комплекту робототехнического оборудования. Поиск окончательного решения осуществляется путем отбора хранящихся в БД моделей СР с учетом совокупности сформулированных требований.

Показано, что задача выбора необходимого робототехнического оборудования, удовлетворяющего заданным критериям поиска, представляет собой задачу многокритериальной оптимизации. Для поиска

необходимого робототехнического оборудования в БД в соответствии с используемыми критериями и ограничениями, накладываемыми "маской" поиска в данной диссертационной работе использован наиболее распространенный метод оптимизации взвешенного критерия. Данный метод учитывает все частные функции цели поиска, используя для решения некоторые весовые коэффициенты, имеющие смысл относительной значимости соответствующего критерия.

На базе синтезированной и обоснованной в первой главе архитектуры (рис. 1) была разработана ЭС выбора необходимого оборудования. На типовых примерах проиллюстрированы функциональные возможности разработанной в диссертации ЭС "РОБЕКС" осуществлять квалифицированный выбор модели СР исходя из некоторого набора входных данных СП.

В третьей главе систематизируются основные понятия, используемые при планировании перемещений СР, такие как: объект управления, цель движения, препятствие, ограничение и т.п. 3 ней производится формализация понятия "состояние робота в среде с препятствиями", проводится анализ возможности его использования, предлагается новый подход к описанию состояния манипулятора, выражающийся в применении универсальных качественных параметров, однозначно характеризующих ситуацию при решении задачи планирования перемещения.

Для описания взаимного расположения манипулятора, цели и препятствия предлагается ввести и использовать следующие качественные параметры: центральный вектор, конфигурация манипулятора, матрица относительного положения манипулятора, направление на цель и препятствие относительно звеньев, зоны расположения цели и препятствий.

Общий вид расположения манипулятора, цели и препятствия представлен на рис. 3. Все возможные случаи взаимного расположения векторов Vs, Vp, Ve приведены на рис.4. Отличие шести возможных расположений характеризуется типом центрального вектора, (для 1-ого случая центральным является Ve, 2-ого - Vp, 3-его - Vs). Подслучаи а) и б) отличаются зеркальным расположением крайних векторов и с точки зрения обхода препятствий тождественны между собой с точностью до знака.

Чрезвычайно информативной качественной характеристикой пространственного состояния манипулятора с плоско-ангулярной кинематической схемой является тип конфигурации, определяемый знаками обобщенных координат звеньев. В зависимости от знаков обобщенных координат звеньев для трехзвенного ангулярного манипулято-»

ра представляется возможным выделить 9 типов конфигураций.

Под матрицей относительного положения манипулятора в дальнейшем будем понимать матрицу взаимного расположения векторов на схват, 1-ое и 2-ое звено относительно векторов на цель и препятствие.

Приведенных выше качественных параметров недостаточно для однозначного описания сцены. Эта неоднозначность обусловлена тем, что состояние манипулятора выражается только через систему векторов VI, V2, Vs. В диссертации предлагается использовать качественный параметр направление, характеризующий расположение препятствия или цели относительно векторов, связанных со звеньями робота.

В данной работе предлагается все рабочее пространство робота разбить на три зоны, имеющие форму концентрических колец, радиусы которых пропорциональны длинам звеньев робота.

Pue 5

В третьей главе диссертации произведена классификация всех возможных случаев взаимного расположения манипулятора, препятствия и цели. Данная классификация, в основе которой лежат такие качественные параметры, как матрица относительного положения манипулятора, центральный вектор и конфигурация манипулятора обладает следующими особенностями:

- является полной, охватывающей все возможные сочетания взаимного расположения цели, препятствия и манипулятора;

- имеет конечные размеры, включая в себя 90 качественно различных ситуаций взаимного сочетания перечисленных выше качественных параметров.

Любая конкретная ситуация, возникающая на рабочей сцене, может быть записана в виде следующего вектора качественных параметров:

Б = 7 ( Ц, К, Мм ),

где:

Ц - центральный вектор, возможные значения которого Ус, Ур, Уз;

К - конфигурация манипулятора ( 1 - 9 );

Мм - матрица относительного положения манипулятора;

Матрица относительного положения является параметром, служащим для выделения подслучаев в рамках конкретной конфигурации робота при фиксированном центральном векторе. Множество качественно-различных состояний рабочей сцены характеризуются построенным полным графом возможных состояний (ПГВС). Внешний вид его определяется из следующих соображений:

- центральный вектор может принимать три различных значения;

- при любом значении центрального вектора манипулятор может находиться в любой из 9 конфигураций;

- в рамках каждой кофигурации возможны от одного до пяти различных подолучаев качественно различных состояний манипулятора, определяемых матрицей его относительного положения.

Для того, чтобы охватить все возможные состояния,• БЗ ЭС должна включать в себя, как минимум, 90 правил достижения целевого состояния, не учитывая правил обработки "зеркальных" случаев.

В результате проведенного в работе анализа ПГВС некоторые случаи удалось объединить в группы, для которых решение задачи достижения целевого состояния является общим. Признаком объединения отдельных случаев в группы послужил одинаковый для них столбец матрицы относительного полозкения манипулятора, характеризующий расположение звеньев относительно направления на препятствие. Эта процедура позволила оптимизировать ПГВС, в результате чего был сформирован модифицированный граф возможных состояний (МГВС).

Характерной особенностью данного графа является значительно меньшее число возможных состояний, а именно 12 ( без учета 12 "зеркальных" случаев ), определяющееся исходя из следующих соображений:

- центральный вектор может принимать три различных значения;

- при любом из них возможны 4 различных варианта столбцов матрицы относительного положения манипулятора, характеризующего расположение направления на препятствие относительно звеньев.

В заключении третьей главы показана возможность и удобство использования МГВС в качестве основы при разработке БП проблемно-ориентированной ЭС планирования движений СР.

Четвертая глава посвящена разработке ЭС планирования целе-напрвленных движений СР. Основной функцией ЭС планирования движений робота является определение возможности и способа достижимос-

ти заданного целевого состояния с помощью имеющихся алгоритмов. Произведенная в третьей главе классификация обобщенных ситуаций отражает характер взаимного расположения манипулятора и объектов внешней среды. Каждому классу таких ситуаций должны соответствовать правила, содержащие вызов алгоритмов:

- осуществляющих планирование пермещений манипуляционных роботов и генерацию безопасной траектории движения в среде с препятствиями;

- определяющих тактику обхода препятствий: расчитывающих координаты опорных точек, оценивающих возможность достижения целевой точки при обходе препятствия "сверху" или "снизу", определяющих расположение препятствия относительно звеньев манипулятора и т.д.

В диссертации определен состав алгоритмов, входящих в БА, и сформирован набор входных и выходных параметров, определяющих специфику их функционирования, и введены их формализованные обозначения для использования в БП ЭС.

Результатом функционирования алгоритмов планирования перемещений СР является построение безопасной траектории движения к целевой точке.

Показано, что из всего многообразия алгоритмов планирования траектории движения манипулятора в среде с препятствиями, которые могли бы быть включены в состав БА, наиболее эффективным является метод покоординатного спуска в его геометрической интерпретации, основанной на векторном представлении линеаризованных уравнений кинематической модели манипулятора. Этот алгоритм обеспечивает планирование перемещений манипулятора в среде с произвольно расположенными точечными препятствиями и может использоваться для

манипуляторов с произвольной кинематической схемой. В данной диссертационной работе описанный выше алгоритм был реализован в качестве программного модуля, входящего в состав БА ЭС планирования перемещений сборочных роботов, т.к. он наибольшим образом соответствует принятому в третьей главе диссертации векторному описанию состояния манипулятора, цели и препятствия.

Использование алгоритмов планирования движений роботов в среде с препятствиями на основе минимизации функционала рассогласования текущего и заданного положений манипулятора в общем случае позволяет обеспечить отсутствие столкновений звеньев кинематической цепи с объектами внешнего мира в ходе синтезируемого перемещения. Однако, алгоритмы этого типа не гарантируют предотвращения "тупиковых" ситуаций, когда при обходе препятствий заданное положение манипулятора остается недостижимым.

Для реализации возможности интеллектуального управления роботом, предотвращающей попадание в "тупиковые" ситуации з диссертационной работе предложены три группы алгоритмов вычисления координат опорных точек в соответствии с выбранной тактикой обхода препятствия. В БА ЭС также включены алгоритмы проверки возможности обхода препятствий "сверху" и "снизу", дающие заключение о возможности такого маневра.

Кроме этого, в БА внесен целый ряд алгоритмов, выполняющих вспомогательные вычислительные процедуры, необходимые для функционирования основных алгоритмов.

В соответствии с предложенным в третьей главе МГВС, который определяет классы наиболее характерных случаев взаимного расположения манипулятора, цели и препятствия, в четвертой главе диссертации разработана БП для формирования безопасной траектории дви-

жения. Характерными ее особенностями является ее полнота, наглядность, компактность. В качестве примера приведем правило для случая, изображенного на рис.5.

ЕСЛИ (ценральный вектор Ур) И ( 2ой столбец (1,1)) И ( препятствие ПРАВЕЕ 3-его звена ) И ( препятствие ПРАВЕЕ линии схват-цель) ТО ( препятствие обходится СНИЗУ, СЛЕВА )

( координаты опорной точки вычисляются в соответствии

С АЛГОРИТМОМ 2) ( запускается АЛГОРИТМ ПЛАНИРОВАНИЯ, причем, вычисленная опорная точка является промежуточной целью для охвата манипулятора ).

В данной диссертационной работе при планировании траектории СР в среде с препятствием в виде точки с зоной безопасности предлагается использовать те же правила, что и в случае обхода одноточечных препятствий, корректно используя крайние ( левую, правую, верхнюю и нижнюю ) точки препятствия.

Такой подход позволяет планировать траектории движения манипулятора в новом классе препятствий - фигур, используя ту же базу правил, что и при обходе одноточечных препятствий, что значительно упрощает работу системы.

Следует отметить, что препятствия более сложной формы моделируются в виде набора точечных препятствий, окруженных зонами безопасности, причем, что особенно важно, система правил планирования перемещений при этом останется без изменений.

В четвертой главе приводятся примеры решения одной и той же задачи планирования безопасной траектории движения СР различными методами. В первом примере осуществляется попытка достижения це-

левого состояния, используя метод покоординатного спуска в его геометрической интерпретации. Второй пример иллюстрирует функциональные возможности разработанной в рамках диссертации ЭС "ПЛА-НЕКС", осуществляющей планирование траектории движения робота, выполняющего ту же технологическую операцию, что и в первом примере. Сранительный анализ результатов показал, что алгоритм, построенный на базе метода покоординатного спуска в его геометрической интерпретации, не позволил достичь целевого состояния, т.к. при минимизации функции рассогласования текущего и целевого состояния был найден ее локальный минимум. ЭС "ПЛАНЕКС" успешно выполнила поставленную перед ней задачу, хотя при планировании траектории также использовался метод покоординатного спуска. Гибкость ЭС объясняется эмпирическими знаниями, содержащимися в БП ЭС, позволяющими расставлять опорные точки таким образом, чтобы избежать попадания в локальные минимумы функционала рассогласования.

В пятой главе на основе ЭС, разработанных в диссертации, решены задачи технологической подготовки роботизированного производства для различных технологических процессов.

С помощью разработанной в диссертационной работе ЭС "РОБЕКС" решена задача обоснованного выбора робота для модулей сборки и токарной обработки учебной ГПС.

На базе ЭС "ПЛАНЕКС" были синтезированы программы управления роботом SCARA, входящим в состав кластерной установки для производства СБИС в НИИТМ (г. Зеленоград).

Основные характеристики программного комплекса технологической подготовки роботизированного производства: - ориентирован на использование на ПЭВМ типа PC IBM 286/386/486

- ЭС были реализованы программно на языке программирования Microsoft QBASIC версии 4.5;

- общий объем программного продукта не превышает 500К;

- имеет БА и БЗ открытой структуры, что обеспечивает значительную гибкость ЭС;

- имеет удобный интерфейс с пользователем.

На основе экспериментов на моделях и реальном оборудовании показана: обоснованность предложенного в данной работе подхода, заключающегося в использовании технологии ЭС для решения задач технологической подготовки производства, высокая эффективность и значительная гибкость инструментальных средств, реализованных на базе технологии ЭС. работоспособность ЭС, способность объяснять ход рассуждений.

Основные результаты диссертационной работы могут быть сведены к следующему:

1. Предложена и разработана концепция построения комплекса технологической подготовки роботизированного производства на базе ЭС.

2. Сформированы требования для ЭС, учитывающие специфику отдельных подзадач технологической подготовки роботизированного СП, обоснованы и разработаны архитектуры ЭС выбора робототехничес-кого оборудования и ЭС планирования перемещений CP;

3. Разработана новый подход к описанию состояния рабочей сцены CP на качественном уровне.

4. В виде продукционных правил сформированы БЗ ЭС выбора необходимого робототехнического оборудования и ЭС планирования движений роботов.

5. Разработаны и реализованы программно алгоритмы, входящие в

состав БА ЭС планирования перемещений. 3. Разработаны и реализованы программно ЭС обоснованного выбора необходимого робототехнического оборудования и ЭС планирования перемещений, позволяющие взаимосвязанно решить комплекс задач технологической подготовки роботизированного СП: осуществить выбор оборудования, построить безопасные траектории движения робота.

Теоретические и практические результаты, полученные при разработке ЭС технологической подготовки роботизированного СП, были использованы в НИР "Клон-МН" "Поисковые исследования и разработка интеллектульных систем управления сложными динамическими объекта-' ми. включая боевые роботы и робототехнические системы произвольных кинематических структур, в целях повышения степени их автономности. адаптивности и надежности", выполняемой по заданию Секции прикладных проблем при Президиуме РАН. Результаты диссертационной работы использовались при планировании траекторий и синтезе управляющих программ роботизированного комплекса термообработки в НИИТМ в г.Зеленограде. Кроме этого, ЭС для выбора необходимого робототехнического оборудования была использована при проектировании РСК, входящего в состав учебной мини - ГПС, а также в качестве методического обеспечения учебного курса "Основы внедрения РТС". Программный комплекс планирования целенаправленных движений СР применяется в лабораторном практикуме по курсу "Автоматизация программирования роботов".

Соответствующие акты о внедрении приведены в Приложении 4 настоящей работы.

Публикации по теме диссертации:

1. Богуславский А.Б., Манько C.B., Трушин A.B. Программно-инструментальный учебный комплекс автоматизации программирования роботов / Вопросы управления в сложных технических системах. Межвуз. сб. научн. трудов // МИРЭА, Москва, 1992.

2. Богуславский А.Б., Манько C.B., Переслени С.А. Планирование целенаправленных движений манипуляционных роботов. - В сб.: Вопросы управления в сложных технических системах. М.: МИРЭА, 1992.

3. Богуславский А.Б., Манько C.B., Лохин В.М., / Планирование движений интеллектуальных роботов на основе технологии ЭС./ Тезисы докладов 3-его международного научно-технического семинара "Теоретические и прикладные проблемы моделирования предметных областей в системах баз данных и знаний". Рыбачье, 17 -20 сентября, 1994.

4. Богуславский А.Б.,Манько C.B., / Обоснованный выбор робототех-нического оборудования на базе технологии экспертных систем. / Вопросы управления в сложных технических системах. Межвуз. сб. научн. трудов // МИРЭА, Москва, 1995.

5. Богуславский А.Б..Манько C.B., / Использование технологии экспертных систем в задачах планирования движений манипуляционных роботов/ Вопросы управления в сложных технических системах. Межвуз. сб. научн. трудов // МИРЭА, Москва, 1995.

6. Богуславский А. Б.. Лохин В. М., Макаров И. М.. Манько C.B., / Использование технологии экспертных систем для планирования движений и управления поведением интеллектуальных роботов./ Известия РАН. Техническая кибернетика, 1995 принято к печати.