钢板矫直专家系统的设计
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摘要
随着世界工业发展水平的不断提高，汽车行业的蓬勃发展，人们对板材的需求量急剧上升，钢板在轧制、冷却、剪切过程中由于塑性变形不均，加热冷却不均，以及运输堆放等原因，必然产生不同程度的弯曲、飘曲、浪形、镰弯和歪扭的塑性变形，或内部产生残余应力，通过矫直机消除这些缺陷时，该工作量是相当大的，同时矫直质量也得不到很好的保证，基于以上种种原因，我们研制开发了钢板矫直专家系统。
钢板矫直专家系统的设计原则是有良好的用户界面，易学易用，用户根据已知条件输入特定参数值，首先查找数据库，通过推理机，是否有完全匹配值，如果找到就直接调用现有值，如果有部分匹配值，则用线性拟合方法进行计算，如果没有匹配值，则进行方案选择，在最佳方案中求出压下量及矫直力，如果该求出量满足生产需要，则把以上参数值存储到数据库中，使机器具有自学习能力。
钢板矫直专家系统应用了人工智能(AI)技术，借助计算机仿学熟练技工的经验和知识，运用概率统计理论建立知识库，知识库内容不会因时间长短而丢失。凡是用到钢板矫直的地方都可无限制地、自动地增强知识库，可连续和重复利用数据库，可达到提高加工质量、效率、降低生产成本的目的。
矫直行业中，由于大量的问题具有明显的经验性、模糊性和不确定性。因此，钢板矫直专家系统的开发应用更为迫切，尽管难度较大，但随着建立专家系统技术的日趋成熟，开发应用前景是很广的!
With the world industry developing fast and auto industry booming, more and more plates are needed. During the course of rolling, cooling and cutting, the plates will produce shape deforming or remainder stress because of transportation and stack, such as curve, wring and so on. The workload to level these plates are quite huge and the plate quality can not be guaranteed. The increased demands made on the flatness of plates prompted us to develop Expert System on plates leveling.
The principle of using this system are that it has a good user interface, and easy studying easy using. First, the user input special parameters and then to look up the database, through inference engine, to find entire matching value .If find, then transfer the existence value. If the value part-matching, then calculate the results by linear calculation. And if there are no matching, then to choose the best one from the four kinds of precepts and to calculate the leveling force and press value. If the calculated value met with the production, then store the value into database. And it will improve the machine's study ability.
The Expert System applies AI technology, using the computer to learn knowledge from the field master to build up repository, and the content of repository will never lost with the change of time. The repository can be absolutely and automatically boosted up, and the database can be continued and repeatedly used. This will attain the goal to improve the plate's quality and work efficiency, and to reduce the production's cost.
There are many problems with obvious experiential blur and uncertainty characters in leveling industry. Then it is exigent to develop Plates Leveling Expert System. Though it is difficult to develop this system, with the mature of ES technology, the foreground to develop and use the system is optimistic.
钢板矫直专家系统的设计原则是有良好的用户界面，易学易用，用户根据已知条件输入特定参数值，首先查找数据库，通过推理机，是否有完全匹配值，如果找到就直接调用现有值，如果有部分匹配值，则用线性拟合方法进行计算，如果没有匹配值，则进行方案选择，在最佳方案中求出压下量及矫直力，如果该求出量满足生产需要，则把以上参数值存储到数据库中，使机器具有自学习能力。
钢板矫直专家系统应用了人工智能(AI)技术，借助计算机仿学熟练技工的经验和知识，运用概率统计理论建立知识库，知识库内容不会因时间长短而丢失。凡是用到钢板矫直的地方都可无限制地、自动地增强知识库，可连续和重复利用数据库，可达到提高加工质量、效率、降低生产成本的目的。
矫直行业中，由于大量的问题具有明显的经验性、模糊性和不确定性。因此，钢板矫直专家系统的开发应用更为迫切，尽管难度较大，但随着建立专家系统技术的日趋成熟，开发应用前景是很广的!
With the world industry developing fast and auto industry booming, more and more plates are needed. During the course of rolling, cooling and cutting, the plates will produce shape deforming or remainder stress because of transportation and stack, such as curve, wring and so on. The workload to level these plates are quite huge and the plate quality can not be guaranteed. The increased demands made on the flatness of plates prompted us to develop Expert System on plates leveling.
The principle of using this system are that it has a good user interface, and easy studying easy using. First, the user input special parameters and then to look up the database, through inference engine, to find entire matching value .If find, then transfer the existence value. If the value part-matching, then calculate the results by linear calculation. And if there are no matching, then to choose the best one from the four kinds of precepts and to calculate the leveling force and press value. If the calculated value met with the production, then store the value into database. And it will improve the machine's study ability.
The Expert System applies AI technology, using the computer to learn knowledge from the field master to build up repository, and the content of repository will never lost with the change of time. The repository can be absolutely and automatically boosted up, and the database can be continued and repeatedly used. This will attain the goal to improve the plate's quality and work efficiency, and to reduce the production's cost.
There are many problems with obvious experiential blur and uncertainty characters in leveling industry. Then it is exigent to develop Plates Leveling Expert System. Though it is difficult to develop this system, with the mature of ES technology, the foreground to develop and use the system is optimistic.
引文
[1] 胡仁安．钢铁工业自动化的新技术．冶金自动化，2001，(1)：1～4
[2] 于常友．工业自动化技术的特点及工业自动化的重要性．冶金自动化，2001，(2)：1～4
[3] 王永庆．人工智能原理与方法．西安：西安交通大学出版社，(1998)52：297-349
[4] 李英民，崔宝侠，苏仕方．计算机在材料热加工领域中的应用．北京：机械工业出版社，(2001)13：83-99
[5] 陈键就．现代宽厚板矫直机．宝钢技术，1999，(4)：10～14，46
[6] 陶文华，李平．PLC在钢厂矫直机控制系统中的应用．仪器仪表学报，2001，22(4)：445～446
[7] 胡国栋．板材辊式矫直机辊数研究．佳木斯工学院报，1994，12(1)：37～41
[8] 黄雨华等．辊式矫直机矫直变形理论新探．重型机械，1999，(6)：28～30(38)
[9] 王海文．轧钢机械设计．北京：机械工业出版社，(1983)72：375～447
[10] 邹家祥．冶金机械的力学行为．北京：科学出版社，(1999)5：141～146
[11] 崔甫．矫直理论与参数计算．北京：机械工业出版社，(1987)35：79～114
[12] 井永水．辊式矫直机平行压下方案的计算机仿真．北京科技大学学报，2001，23(5)：456～459
[13] 杨双成．辊式矫直机矫直方案的优选与压下量的计算．重型机械，2000，(6)：97～90(50)
[14] W.Y. Zhang, S. B. Tor, G. A. Britton and Y.-M. Deng. A Knowledge-Based Expert System for Functional Design of Engineering Systems. Engineering with Computers (2001)17: 339-353
[15] 王国栋，．金属轧制过程人工智能优化．北京：冶金工业出版社，2000
[16] 张树兵．visual basic 6．0入门与提高．北京：清华大学出版社，2002
[17] 尹朝庆等．人工智能与专家系统．中国水利水电出版社，2001
[18] 邹光宇．专家系统发展状况及其应用前景．东北电力设计院，1998，(3)：21～26
[19] 程光．结构设计专家系统的研究．北京联合大学，1997，(3)：36～37
[20] 许晋平．冷弯型钢实腹式檩条设计专家系统研究．深圳大学学报，2001，18(4)：75～79
[21] 王彤．热轧带钢厚差诊断专家系统的数据采集与处理系统．中国有色金属学报，1999，9(4)：873～877
[22] 韩继曼．工艺设计专家系统．组合机床与自动化加工技术，1998，(4)：30～35
[23] 王道平，马少平．基于Visual Basic 6．0的故障诊断系统设计方法的研究．计算机工程与应用，2000，(1)：33～36
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[25] 刘向群，李磊，王鹰．用专家系统确定优化设计变量的初始值．微特电机，1997，(4)：11～14
[26] 陈作炳．面向对象的专家系统骨架的构造与实现．武汉工业大学学报，1994，16(4)：44～49
[27] 李国昌．专家系统应用于轧辊设计初探．焊管，1996，19(4)：37～41
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[32] 丁荣麟，封金双，梅兵．邯钢薄板坯连铸连轧的轧机设定计算机系统．冶金自动化，2002，(5)：34～37
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[45] 立海平．宝钢汽车板的生产现状与发展前景．轧钢，1997，(2)：10～18
[46] 闫彩萍等．专家系统综述．山西电力技术，1995(6)：61～64(18)
[47] 许营．专家系统在钢铁工业中的应用．鞍钢技术，1998，(4)：32～39(59)
[48] 于庆波，刘相华，王国栋．人工神经网络模型预报汽车齿轮钢淬透性．特殊钢，2002，23(3)：39～41
[49] 井玉安，胡晓东，胡林，张玉华．人工神经网络在热轧宽厚板力学性能预测中的应用．钢铁，2002，37(9)：24～28
[50] Michael Hadjimichael 1.A Meteorological Fuzzy Expert System Incorporating Subjective User Input. Knowledge and Information Systems(2002)462: 350～369
[51] 王建忠，顾明江．专家系统在压力机CAD系统中的应用研究．锻压机械，1994，(1)：37～42
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[55] 徐盛林．小型板材矫直机的设汁．现代机械，2001，(2)：66～68
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