Постановка задачи.
Создание экспертной системы управления технологическим процессом (ТП) может значительно ускорить процесс разработки сложной системы управления ТП, повысить качество решения задачи и дать экономию ресурсов за счет эффективного распределения функций центрального управления и локальных измерительных и управляющих подсистем. Такой эффект достигается за счет открытости системы представления знаний об объекте управления, адаптивности системы к условиям функционирования, автоматической коррекции управляющих воздействий при изменении существенных параметров в процессе функционирования.
ЭС CLIPS рассматривается в лекции как инструментальное средство для разработки. Выбор CLIPS обусловлен двумя причинами: во-первых, эта ЭС, разработанная NASA, доказала свою эффективность и свободно распространяется через Internet; во-вторых, реализация CLIPS на языке С++ позволяет переносить конкретные ЭС на различные типы операционных систем. Кроме того, может быть обеспечена возможность работы в реальном масштабе времени, когда реакция системы на возмущения должна не превышать нескольких миллисекунд.
В качестве ТП рассмотрим создание деталей сложной формы, например, вытачивание лопаток турбины. В данном случае ИРС осуществляет управление технологическим процессом через систему управления высшего уровня, способную к самостоятельному функционированию и обеспечивающую выполнение всех основных функций по управлению сбором и анализом информации и принятию оперативных решений по ходу процесса на основе разрабатываемой ЭС. В состав ИРС входит ряд локальных управляющих подсистем нижнего уровня, каждая из которых осуществляет управление одним из компонентов ТП по жесткому aлгоритму в реальном времени. ЭС управления ТП, разрабатываемая в рамках данной лекции, обеспечивает организацию сбора информации об управляемом процессе от локальных управляющих подсистем, управление режимами их функционирования и принятие оперативных управляющих решений на основе информации,поступившей от систем управления нижнего уровня.
В общем случае управление ТП может осуществляться полностью автоматически.
Приступим к формализации знаний экспертов по управлению ТП создания деталей сложной формы. Выделим множество информативных (существенных) параметров, влияющих на ТП и позволяющих управлять ТП с некоторой достоверностью. Одновременно для выбранных параметров выделим информативные значения или информативные диапазоны значений. Указанные параметры и их значения представлены в табл. 7.1.
| 1 | Vr | Скорость резания | об/мин | A, B, C |
| 2 | Vm | Подача | мм/с | 10-180 с шагом 10 |
| 3 | T | Виды траектории | Круговая (T=0), по участкам 1(T=1), ..., по участкам 6(T=6) | |
| 4 | I | Инструмент | алмазный (I=1), на бакелитовой основе (I=2), на эльборовой основе (I=3) | |
| 5 | G | Геометрические параметры инструмента | тор (G=tor), линия (G=line), макс.радиус вращения Rm, угол контакта инструмента и детали J, угол заточки S | |
| 6 | Ds | Размер детали | мм | 10,300,800 |
| 7 | Dm | Материал детали | Титан1 (Dm=1), Титан2 (Dm=2), Жаропрочная сталь (Dm=3) | |
| 8 | Da | Требования к детали по точности | 1, 2, 3 | |
| 9 | Dar | Достигнутая точность детали | 1, 2, 3 |
| 1 | 10 | 1 | 1 | Vr=A, Vm=10, T=0, I=1, G=tor | 0,98 | ||
| 2 | 10 | 2 | 2 | Vr=B, Vm=10, T=1, I=1, G=line, Rm=40, J=80, S=60 | 0,95 | ||
| 3 | 300 | 2 | Vr=B, Vm=20, T=2, I=1, G=tor | 0,92 | |||
| 4 | 300 | 3 | Vr=C, Vm=40, T=3, I=2, G=line, Rm=50, J=75, S=75 | 0,97 | |||
| 5 | 800 | 2 | 2 | 1 | Vr=B, Vm=60, T=4, I=2, G=line, Rm=60, J=70, S=70 | 0,94 | |
| 6 | 800 | < 3 | Vr=C, Vm=80, T=6, I=3, G=line, Rm=60, J=60, S=75 | 0,90 | |||
| 7 | 800 | 3 | Vr=B, Vm=40, T=6, I=3, G=line, Rm=60, J=60, S=75 | 0,90 |
