外文翻譯--注塑工藝的在線監(jiān)測(cè)專家系統(tǒng).doc

外文資料名稱：In-lineprocessconditionsmonitoringexpertsystemforinjectionmolding外文資料出處：FelixT.S.Chan,*,HenryC.W.Lau,BingJiang附件：1.外文資料翻譯譯文2.外文原文指導(dǎo)教師評(píng)語：簽名：年月日1注塑工藝的在線監(jiān)測(cè)專家系統(tǒng)FelixT.S.Chan*,HenryC.W.Lau,BingJiang秦彬譯摘要：注塑在中國以及香港地區(qū)都是一種最重要、高效，同時(shí)它也是有制造高附加值產(chǎn)品能力的制造業(yè)。由于涉及因素眾多，以及時(shí)間有限的限制，在線優(yōu)化參數(shù)是很難實(shí)現(xiàn)的。本文介紹了一種能夠預(yù)測(cè)噴射造型法使用參數(shù)發(fā)展趨勢(shì)的專家系統(tǒng)。另外，這種專家系統(tǒng)提供了關(guān)于在發(fā)生質(zhì)量問題之前的需要采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)的建議。本文記述了專家系統(tǒng)的知識(shí)表示,知識(shí)結(jié)構(gòu)、推理機(jī)構(gòu)。這個(gè)研究項(xiàng)目的一個(gè)主要目標(biāo)就是幫助操作人員在線快速反應(yīng)，從而確保產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)率。這項(xiàng)監(jiān)測(cè)專家系統(tǒng)在一家塑料成型公司的運(yùn)用實(shí)例在其中也有介紹。關(guān)鍵詞:注射成型；基于規(guī)則的監(jiān)控系統(tǒng)。1引言在香港和中國注塑是一種常用的制造方法。在這種制造業(yè)中，正在努力使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提高效率。例如，如果傳感器通過模擬數(shù)字硬件連接到電腦，成型條件的實(shí)際狀況通過傳感器通常在噴射造型法的過程中被獲得。這些實(shí)際讀數(shù)通過器械或者電腦的屏幕顯示被記錄。有了這些記錄的數(shù)據(jù)，如果有些數(shù)據(jù)趨于糟糕的意向，將會(huì)引起質(zhì)量問題，那么一些必要的行動(dòng)就必須被采取。為了避免質(zhì)量問題的,操作者必須做出判斷,并采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施。不過，這種判斷是基于專家建議的實(shí)用性，并且在許多情況下立即的行動(dòng)其實(shí)是不會(huì)被采取的。正如在相關(guān)的著作中被報(bào)道的，專家系統(tǒng)的應(yīng)用軟件在這樣的環(huán)境下被執(zhí)行得很好。一個(gè)專家系統(tǒng)由專家們的知識(shí)組成并且可以給低技能的操作者提供建議。為了得到更好的產(chǎn)品質(zhì)量，在建議改變工藝條件的著作中有許多專家系統(tǒng)被提議。然而，能監(jiān)控工藝條件的趨勢(shì)和能在任何損失發(fā)生前提供建議的專家系統(tǒng)并沒有得到應(yīng)有的重視。一種比較原始的程序被發(fā)展來評(píng)估這一概念，這一主題在成型條件的專家監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（MCMES）中被作為緒論提及。MCMES監(jiān)控加工情況的發(fā)展趨勢(shì)，譬如溫度和壓力的變化，接著給操作者適當(dāng)?shù)慕ㄗh。事實(shí)上，這種系統(tǒng)能非常迅速地應(yīng)付可能的質(zhì)量問題，表現(xiàn)得非常象一個(gè)有長時(shí)間工作經(jīng)驗(yàn)的熟練操作人員。在對(duì)成型產(chǎn)品有任何損失之2前，矯正措施能被很快的采取，所以這種系統(tǒng)對(duì)于底技能的操作者來說是很有用的。在這篇文章中，首先，在著作中噴射造型法專家系統(tǒng)的應(yīng)用軟件被概述。第二，MCMES的要點(diǎn)被描述。第三，MCMES中的知識(shí)基礎(chǔ)，知識(shí)表述和推理機(jī)構(gòu)也被詳細(xì)的描述。最后，專家系統(tǒng)在一家塑料產(chǎn)品公司的實(shí)際應(yīng)用例子也被列出。2著作回顧80年代以來,專家系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于解決工業(yè)問題.專家系統(tǒng)的應(yīng)用軟件已經(jīng)開發(fā)了多種用途,包括診斷、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、控制1,2。許多專家系統(tǒng)已經(jīng)從試樣階段進(jìn)入實(shí)用階段。同時(shí)專家系統(tǒng)被納為機(jī)器控制系統(tǒng)成為可能。這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展水平的最近一次調(diào)查在3中被呈現(xiàn)。由于塑料制品的高生產(chǎn)率的要求，噴射注塑法已經(jīng)得到了很迅速的改進(jìn)4。過去20多年來,許多研究人員和工程師做出了很大努力通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來從根本上提高生產(chǎn)效率，譬如CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))與CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造)系統(tǒng)。專家系統(tǒng)是一種人工智能應(yīng)用軟件，它也被提議5-7。在Bernhardt中，專家系統(tǒng)被建議在噴射注塑過程中應(yīng)用的例子被報(bào)道8。專家系統(tǒng)被建議在噴射造型過程中做典范，減少對(duì)需要人工經(jīng)驗(yàn)而決策的依賴，尤其是對(duì)最佳成型工況的決斷9-12。一般來說,噴射造型法在很大程度上取決于注塑壁壓腔,注射液壓、注塑速度、融化溫度等4。而實(shí)際操作中，這些成型條件往往依賴，相關(guān)手冊(cè)和那些有相當(dāng)經(jīng)驗(yàn)的成型操作人員。這種方法并不是十分有效的,因?yàn)樗ㄙM(fèi)相當(dāng)多的時(shí)間在決策過程上。因此，為了能夠作出最佳成型工況的決定，專家系統(tǒng)提供了一套工具來幫助操作人員。另外，專家系統(tǒng)應(yīng)用軟件將能有助于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的噴射成型操作13。許多研究人員試圖利用專家系統(tǒng)技術(shù),改善成型條件和提高產(chǎn)品質(zhì)量。一般地，監(jiān)控成型過程中的專家系統(tǒng)包含原始材料，運(yùn)作的知識(shí)表達(dá)和推理機(jī)構(gòu)。在大多數(shù)情況下，這種系統(tǒng)中知識(shí)表達(dá)方式就是如果-那么格式。專家系統(tǒng)的決策是利用基于規(guī)則和基于事例的信息的推理機(jī)構(gòu)來作出的。噴射造型的操作是十分復(fù)雜的。為了確保產(chǎn)品的質(zhì)量，噴射造型法的合適條件的決策是十分關(guān)鍵的因素。JanandOBrien14提議了一種表現(xiàn)離線的和與用戶相結(jié)合的專家系統(tǒng)。這是一種分等級(jí)和提供特定行為的專家系。Leverkusen15分析了噴射造型法中的鼓掌的來源并用專家系統(tǒng)演示鼓掌診斷。這是一個(gè)包括基于規(guī)則和案例知識(shí)的混合系統(tǒng)。在專家系統(tǒng)中一種叫“多維矩陣”的方法被Kameoka等人報(bào)道16。他們論證了專家系統(tǒng)中的IF-THEN格式能夠很好地描述專家知3識(shí)。但是現(xiàn)存的系統(tǒng)就提供了一種沒有顯著特點(diǎn)的解決方法，而不是實(shí)用的方式。他們未能考慮實(shí)時(shí)狀況的角色和影響，例如在調(diào)節(jié)之前的空心壁壓力，注射壓力，注射速度和融化溫度。其他一些研究人員已經(jīng)嘗試去使啟發(fā)式的知識(shí)具體化并讓成型狀況的經(jīng)驗(yàn)融入到專家系統(tǒng)中17-19。既然啟發(fā)式知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的本性是脆的并且是硬式結(jié)構(gòu)的，在專家系統(tǒng)中它也不是很容易獲得并且描述的。在這個(gè)領(lǐng)域的研究仍需更多的努力。另外，要建立一個(gè)專家系統(tǒng)，一個(gè)有一定知識(shí)的工程師必須拜訪從事成型工作的人員，并能以某中規(guī)則努力從中得到適當(dāng)?shù)闹R(shí)。這種知識(shí)很難搜集，并且這種知識(shí)搜集成了構(gòu)建專家系統(tǒng)的一個(gè)瓶頸。然而，為了擁有比較高效率的塑料制品，實(shí)時(shí)監(jiān)控噴射成型法狀況成為趨勢(shì)，并且反映動(dòng)作應(yīng)該被快速執(zhí)行。因此，在這里這個(gè)問題被提及，并且建立MCMES的方法論被呈現(xiàn)。3專家系統(tǒng)的綱要-MCMESMCMES被發(fā)展成來檢測(cè)噴射造型法過程的成型條件的狀態(tài)趨勢(shì)，為注射成型參數(shù)的決定提供參考。為了監(jiān)控注射成型的情況，傳感器被安置在注射成型機(jī)械上來度量成型的實(shí)際狀況。電腦通過硬件被連接上一些傳感器件并且記錄著實(shí)際的數(shù)據(jù)。MCMES被開發(fā)來分析這些數(shù)據(jù)，并對(duì)操作人員提供建議，（如圖1）所示的監(jiān)控構(gòu)成。基于各個(gè)傳感器的讀數(shù)，裝在機(jī)器上的每個(gè)傳感器都被標(biāo)有“低紅杠”，“低衛(wèi)杠”“高衛(wèi)杠”“高紅杠”的標(biāo)志(如圖2)。在這個(gè)系統(tǒng)中，讀數(shù)在高低衛(wèi)線之間被視為正常。讀數(shù)在高衛(wèi)線之上但在高紅線之下的，或者在低衛(wèi)線之下但在低紅線之上的被視為可以接受的盡管它是一種不正常趨勢(shì)的跡象。在高紅線之上或者在低紅線之下的讀數(shù)被視為不可接受的。任何在警告范圍里面的讀數(shù)將會(huì)引起系統(tǒng)對(duì)使用者發(fā)出警告。落在警告范圍內(nèi)一定時(shí)間的任何讀書都預(yù)示著有矯正那些潛在問題的必要。圖1所示，監(jiān)測(cè)專家系統(tǒng)(MCMES)是用來分析傳感器的讀數(shù)