船舶裝配工藝設(shè)計CBR方法的應(yīng)用范文

本站小編為你精心準備了船舶裝配工藝設(shè)計CBR方法的應(yīng)用參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要:在船舶的生產(chǎn)與制造過程中，分段裝配工藝耗費時間與成本最多，為了提高船舶分段與裝配的工藝設(shè)計水平，降低船舶裝配成本，本文引入了一種基于案例推理cbr的裝配工藝知識管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有船舶裝配案例的檢索、整理等功能，能夠從大量船舶裝配案例中提取重要的裝配工藝數(shù)據(jù)，并應(yīng)用于船舶的分段裝配過程中，在工程實際的應(yīng)用中表明，該基于案例推理CBR的船舶分段裝配工藝管理系統(tǒng)具有改善分段效率，提高裝配質(zhì)量等功能。

關(guān)鍵詞：CBR；分段裝配；工藝設(shè)計；數(shù)據(jù)檢索

引言

船舶作為重要的工業(yè)產(chǎn)品，在社會生產(chǎn)過程中發(fā)揮著非常重要的作用，船舶工業(yè)的先進與否也直接反映了一個國家的工業(yè)生產(chǎn)水平。我國盡管擁有悠久的造船歷史，但現(xiàn)代造船工業(yè)的起步較晚，與世界上其他造船大國，如美國、瑞典和韓國等之間還有很大的差距，因此，有必要對船舶制造業(yè)進行研究，提高我國的船舶工業(yè)水平。船舶制造過程非常復(fù)雜，是一個大型、綜合性的工業(yè)生產(chǎn)過程，集合了電氣、機械、動力學(xué)、流體力學(xué)等多門學(xué)科。由于大型船舶的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且船型很多，難以實現(xiàn)一體成型，必須要將船舶分為幾段單獨制造和裝配，然后再將分段后的船體進行焊接和裝配。船舶的分段裝配占據(jù)了船舶制造過程的大量工時，也消耗了大量的成本，因此，提高船舶分段裝配工藝具有重要意義。本文采用了基于案例推理（CBR）的方法，對船舶分段裝配過程的工藝序列等內(nèi)容進行了詳細的研究，并構(gòu)建了基于CBR的船舶分段裝配知識管理系統(tǒng)，提升了船舶分段裝配工藝的合理性，降低了船舶的生產(chǎn)與制造成本。

1基于案例推理CBR技術(shù)的研究與發(fā)展

基于案例推理（CBR）最早是1989年P(guān)orte提出的概念，是一種將基于范例數(shù)據(jù)庫和規(guī)則方法的優(yōu)化算法，圖1為基于案例推理CBR的原理。由圖1可知，基于案例推理的一般流程為：首先提出新問題和新案例，然后從先前案例數(shù)據(jù)庫中進行案例檢索，尋找先前案例具有能夠解決當(dāng)前案例問題的合理部分，并對當(dāng)前新案例進行修正和測試。經(jīng)過不斷的案例篩選和修正，最終獲得質(zhì)量較高的新案例。基于案例推理CBR的關(guān)鍵環(huán)節(jié)包括：1）知識的重用基于案例推理最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是知識的重用，通過分析大量的數(shù)據(jù)庫信息，并進行知識的篩選，獲得具有指導(dǎo)意義的經(jīng)驗。2）信息集成基于案例推理方法不僅需要結(jié)合數(shù)據(jù)庫的先前案例信息，還需要做到與新方案相關(guān)信息的集成。在CBR方法中，知識和信息的定義不同，知識在CBR數(shù)據(jù)庫中具有指導(dǎo)意義，也是新案例在參考CBR時主要獲取的東西；信息在CBR方法中分為主觀信息和客觀信息，主觀信息是新方案在設(shè)計過程中，設(shè)計者主觀做出的方案計劃，客觀信息是指當(dāng)前方案所能提供的一些參考信息。3）層次劃分在基于案例推理過程中，知識的管理具有重要意義，對不同的案例與知識進行層次劃分，比如按照不同的應(yīng)用背景和問題進行劃分，有助于提高基于案例推理的應(yīng)用效率。4）概念推理概念推理如組織單元、業(yè)務(wù)過程等，可以建立不同主體之間的關(guān)系，提高CBR的整體性。

2基于CBR方法的船舶分段裝配工藝設(shè)計

2.1船舶分段裝配工藝的研究

在現(xiàn)代造船方法中，船體的建造、舾裝和船體涂裝是3個主要的流程，其中，舾裝又可以細分為分段與裝配等。船舶分段裝配工藝的優(yōu)劣性直接決定了整個造船過程的質(zhì)量和成本。船舶分段工藝按照工藝特征可以分為設(shè)計、放樣、物料加工、部件裝配、整體裝配等，工藝流程圖如圖2所示。船體分段的方法有很多，其中，以船體外形分段對于改善后期加工與焊接過程有積極的作用，船體按照外形可以分為以下幾種：1)平面段平面段是船舶上具有單層平面板架的分段，比如船艙分段、船舶甲板分段、船舷前側(cè)分段等。平面段的加工難度相對較低，因此，在分段裝配工藝排序中，平面段的工序排序不需要特定。2)曲面段曲面段的加工難度相對較大，且焊接強度要求高，船舶曲面段主要包括船舷分段、甲板上層建筑分段等。3)半立體段半立體段是指船體上具有2層及以上結(jié)構(gòu)的分段，比如駕駛艙段等，半立體段以鋼結(jié)構(gòu)和桁架結(jié)構(gòu)為主，加工方式以焊接和螺栓連接為主。4)立體段3層及以上的船舶結(jié)構(gòu)劃分為立體段，通常立體段也是由曲面和平面段構(gòu)成，比如船底分段、船尾艙段等。

2.2基于CBR方法的船舶分段知識管理系統(tǒng)設(shè)計基于案例分析

CBR方法中，數(shù)據(jù)庫中的案例隨著時間的積累不斷充實，因此，新案例在策劃初期可以參考的數(shù)據(jù)也很充足。船舶分段裝配工藝非常復(fù)雜，借助CBR技術(shù)可以獲得很多先驗知識，指導(dǎo)整個船舶生產(chǎn)與制造過程。本文基于CBR方法，設(shè)計了一種船舶分段裝配工藝的知識管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)重點解決的問題是船舶分段工藝流程和零部件加工信息，包括船舶分段內(nèi)的幾何信息、零部件的質(zhì)量和加工方法、船舶裝配工藝、焊接工藝等。圖3為基于CBR的船舶分段裝配工藝知識管理系統(tǒng)。該知識管理系統(tǒng)重點解決的船舶生產(chǎn)制造問題包括：1）船舶分段案例檢索在船舶分段設(shè)計初期，知識管理系統(tǒng)可以在數(shù)據(jù)庫中檢索與之相似的分段案例，運用的方法主要是相似度檢測算法。相似案例的船舶分段數(shù)據(jù)具有很大的參考價值，既可以吸收案例中分段的優(yōu)點，也可以避開冗余或較差的分段數(shù)據(jù)。2）分段裝配案例的重用知識管理系統(tǒng)的案例重用是指將舊案例的船舶分段工藝直接應(yīng)用到新的分段案例上，可以快速驗證案例的可行性。3）分段裝配工藝調(diào)整知識管理系統(tǒng)可以根據(jù)當(dāng)前案例的問題，對當(dāng)前案例進行調(diào)整和優(yōu)化。圖4為基于CBR知識管理系統(tǒng)的船舶分段裝配工藝流程。

3結(jié)語

為了縮短船舶生產(chǎn)與制造周期，降低生產(chǎn)成本，本文針對船舶的分段裝配工藝問題進行了系統(tǒng)的研究，重點引入了一種基于案例分析CBR的方法，建立了船舶分段裝配工藝的知識管理系統(tǒng)，優(yōu)化了船舶的分段與裝配工藝。

參考文獻：

[1]何銳,魏艷.基于車間群的船體分段建造生產(chǎn)計劃仿真與優(yōu)化[J].科技通報,2018(10):140–143.

[2]姜華,劉建峰.基于關(guān)鍵鏈方法的船舶分段制造計劃系統(tǒng)研究[J].上海造船,2008(3):34–38.

[3]李婧暉.基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的船體裝配仿真技術(shù)研究[J].艦船科學(xué)技術(shù),2017(24):189–191.

[4]宗丹,林銳,王林.基于CATIAV6的船舶輪機標準件參數(shù)化設(shè)計研究[J].內(nèi)燃機與配件,2018(1):37–38.

作者：郭春光 單位：河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院