基于數(shù)據(jù)挖掘的沖壓成形創(chuàng)新知識(shí)發(fā)現(xiàn)技術(shù)研究.pdf

1、在沖壓設(shè)計(jì)決策過(guò)程中，如何對(duì)獲取的信息進(jìn)行分析，將其提取為知識(shí)，從而輔助和支持設(shè)計(jì)人員的決策，提升企業(yè)的創(chuàng)新能力，已成為企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得有利地位的重要保障。近年來(lái)，由于CAX的廣泛應(yīng)用，人們獲得設(shè)計(jì)、分析數(shù)據(jù)變得更加方便，這就更加迫切需要挖掘隱藏在這些數(shù)據(jù)之后的更重要的信息和知識(shí)，反饋指導(dǎo)工藝設(shè)計(jì)。開(kāi)展將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)引入沖壓工藝智能設(shè)計(jì)的研究，對(duì)提升沖模開(kāi)發(fā)的競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)模具工業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。 本文根據(jù)沖壓工藝設(shè)計(jì)信

2、息流及設(shè)計(jì)空間狀態(tài)轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)，創(chuàng)新性將數(shù)據(jù)挖掘融入沖壓工藝智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)。在分析設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ)上，將設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能、信息流的傳輸以及與功能相關(guān)聯(lián)的對(duì)象緊密銜接，提出了融入數(shù)據(jù)挖掘的沖壓工藝智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的理念與流程，它強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)價(jià)值的重要性，并以此為基礎(chǔ)建立了系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。根據(jù)系統(tǒng)論思想，通過(guò)抽象地對(duì)系統(tǒng)的問(wèn)題進(jìn)行分層分類，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的層次模型，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)信息通訊的同步與協(xié)調(diào)。新的系統(tǒng)流程與體系使系統(tǒng)信息流成為雙向，設(shè)計(jì)流程不僅僅為設(shè)

3、計(jì)→驗(yàn)證，而成為設(shè)計(jì)→驗(yàn)證→設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬的結(jié)果能夠反饋指導(dǎo)工藝設(shè)計(jì)。 提出和建立了系統(tǒng)綜合信息模型。該信息模型包含了產(chǎn)品幾何信息、工藝信息、工藝設(shè)計(jì)知識(shí)信息、模具與設(shè)備信息，以此實(shí)現(xiàn)知識(shí)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)目標(biāo)。在非線性工藝規(guī)程理論的基礎(chǔ)上，提出了基于AOS樹(shù)的沖壓工藝表達(dá)模型，它通過(guò)特征將幾何信息和工藝信息銜接。本文采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，借助類的層次結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了幾何信息、工藝信息和工藝知識(shí)的層次結(jié)構(gòu)及信息傳遞機(jī)制，實(shí)

4、現(xiàn)特征、工藝以及設(shè)計(jì)知識(shí)信息的集成。 結(jié)合沖壓工藝設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬數(shù)據(jù)的特點(diǎn)以及實(shí)際應(yīng)用的需求，設(shè)計(jì)了基于模糊相似比的連續(xù)屬性離散化算法，該算法能夠有效的處理沖壓工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中的噪聲數(shù)據(jù)。根據(jù)粗糙集、主成分分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)挖掘理論，以粗糙集為研究重點(diǎn)，在研究現(xiàn)有數(shù)據(jù)挖掘算法的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于屬性粗糙度的屬性約簡(jiǎn)算法、條件屬性值約簡(jiǎn)算法、粗糙集歸納學(xué)習(xí)算法、以及基于屬性區(qū)分能力的啟發(fā)式粗糙集約簡(jiǎn)算法，主成分分析算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

5、算法，并就這些算法的特點(diǎn)與現(xiàn)有算法進(jìn)行了對(duì)比，在沖壓工藝設(shè)計(jì)中，它們互相結(jié)合實(shí)現(xiàn)挖掘工藝設(shè)計(jì)知識(shí)的目標(biāo)。 基于雙庫(kù)協(xié)同機(jī)制，將沖壓工藝設(shè)計(jì)任務(wù)與數(shù)據(jù)挖掘控制相結(jié)合，建立了由分析數(shù)據(jù)、知識(shí)發(fā)現(xiàn)主體部分和控制部分構(gòu)成的數(shù)據(jù)挖掘模型，并提出了相應(yīng)的控制協(xié)調(diào)機(jī)制。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘的通信，采用類似SOL語(yǔ)言的語(yǔ)法，基于巴克斯一諾爾范式(BNF)，設(shè)計(jì)了一種針對(duì)工程應(yīng)用領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)挖掘語(yǔ)言-FEDML，給出了實(shí)現(xiàn)的途徑。同時(shí)分析了有限元

6、模擬結(jié)果數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，基于STEF標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行面向?qū)ο蟮膶哟位＃瑯?gòu)建了有限元數(shù)值模擬結(jié)果的中性文件的表述形式及其EXPRESS描述。它采用單元、節(jié)點(diǎn)或材料參數(shù)、工藝參數(shù)表編號(hào)作為列表數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)符建立實(shí)體對(duì)象間的聯(lián)系。 提出了針對(duì)數(shù)據(jù)挖掘的知識(shí)管理的模型，將挖掘的知識(shí)應(yīng)用于沖壓工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，并體現(xiàn)到產(chǎn)品的價(jià)值中。設(shè)計(jì)了對(duì)挖掘知識(shí)實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)的算法，提出了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的知識(shí)求精算法和策略。同時(shí)基于“分而治之”的思

7、想，對(duì)沖壓工藝設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行了分解，建立將設(shè)計(jì)任務(wù)與相應(yīng)的知識(shí)對(duì)象連接的溝通機(jī)制，構(gòu)建了沖壓工藝設(shè)計(jì)知識(shí)的結(jié)構(gòu)模型，并結(jié)合黑板模型，建立了基于黑板模型的沖壓工藝設(shè)計(jì)推理模型。 最后通過(guò)多個(gè)實(shí)例分析來(lái)驗(yàn)證本文研究工作。針對(duì)生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐中的兩個(gè)實(shí)例一微型、高精度多工序沖壓零件工藝設(shè)計(jì)和板料折彎下料尺寸計(jì)算，詳細(xì)探討了在目前的生產(chǎn)工藝和方法中，產(chǎn)品面臨的問(wèn)題，應(yīng)用開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)挖掘方法，對(duì)其進(jìn)行了分析，并通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證了數(shù)