外文翻译--注塑工艺的在线监测专家系统

外文资料名称 ： 文资料出处： , 件： 指导 教师评语： 签名： 年 月 日 1 注塑工艺的在线监测专家系统 彬 译 摘 要： 注塑在中国以及香港地区都是一种最重要、高效，同时它也是有制造高附加值产品能力的制造业。 由于涉及因素众多，以 及时间有限的限制，在线优化参数是很难实现的。本文介绍了一种能够预测喷射造型法使用参数发展趋势的专家系统。另外，这种专家系统提供了关于在发生质量问题之前的需要采取适当的行动的建议。 本文记述了专家系统的知识表示 ,知识结构、推理机构。这个研究项目的一个主要目标就是帮助操作人员在线快速反应，从而确保产品质量 ,提高生产率。这项监测专家系统在一家塑料成型公司的运用实例在其中也有介绍。 关键词 :注射成型；基于规则的监控系统 。 1 引 言 在香港和中国注塑是一种常用的制造方法。在这种制造业中，正在努力使用计算机系统提高效 率。例如，如果传感器通过模拟数字硬件连接到电脑 ，成型条件的实际状况通过传感器通常在喷射造型法的过程中被获得。这些实际读数通过器械或者电脑的屏幕显示被记录。有了这些记录的数据，如果有些数据趋于糟糕的意向，将会引起质量问题，那么一些必要的行动就必须被采取。 为了避免质量问题的 ,操作者必须做出判断 ,并采取适当的预防措施。不过，这种判断是基于专家建议的实用性，并且在许多情况下立即的行动其实是不会被采取的。正如在相关的著作中被报道的，专家系统的应用软件在这样的环境下被执行得很好。一个专家系统由专家们的知识组成并且可 以给低技能的操作者提供建议。 为了得到更好的产品质量，在建议改变工艺条件的著作中有许多专家系统被提议。然而，能监控工艺条件的趋势和能在任何损失发生前提供建议的专家系统并没有得到应有的重视。一种比较原始的程序被发展来评估这一概念，这一主题在成型条件的专家监测系统（ 被作为绪论提及。 控加工情况的发展趋势，譬如温度和压力的变化，接着给操作者适当的建议。 事实上，这种系统能非常迅速地应付可能的质量问题，表现得非常象一个有长时间工作经验的熟练操作人员。在对成型产品有任何损失之 2 前，矫正措施能被很快 的采取，所以这种系统对于底技能的操作者来说是很有用的 。在这篇文章中，首先，在著作中喷射造型法专家系统的应用软件被概述。第二， 要点被描述。第三， 的知识基础，知识表述和推理机构也被详细的描述。最后，专家系统在一家塑料产品公司的实际应用例子也被列出。 2 著作回顾 80 年代以来 ,专家系统已广泛应用于解决工业问题 . 专家系统的应用软件已经开发了多种用途 ,包括诊断、规划、设计、控制 1,2。 许多专家系统已经从试样阶段进入实用阶段。同时专家系统被纳为机器控制系统成为可能。这项技术的发展水平的 最近一次调查在 3中被呈现。由于塑料制品的高生产率的要求，喷射注塑法已经得到了很迅速的改进 4。过去 20 多年来 , 许多研究人员和工程师做出了很大努力通过运用计算机系统来从根本上提高生产效率，譬如 计算机辅助设计 )与 算机辅助制造 )系统。专家系统是一种人工智能应用软件，它也被提议 5在 ，专家系统被建议在喷射注塑过程中应用的例子被报道 8。专家系统被建议在喷射造型过程中做典范，减少对需要人工经验而决策的依赖，尤其是对最佳成型工况的决断 9 一般来说 ,喷 射造型法 在很大程度上取决于注塑 壁 压腔 ,注射液压、注塑速度、融化温度等 4。而实际操作中，这些成型条件往往依赖，相关手册和那些有相当经验的成型操作人员。这种方法并不是十分有效的 ,因为它花费相当多的时间在决策过程上。因此，为了能够作出最佳成型工况的决定，专家系统提供了一套工具来帮助操作人员。另外，专家系统应用软件将能有助于实现自动化的喷射成型操作 13。 许多研究人员试图利用专家系统技术 ,改善成型条件和提高产品质量。一般地，监控成型过程中的专家系统包含原始材料，运作的知识表达和推理机构。在大多数情况下，这 种系统中知识表达方式就是如果 家系统的决策是利用基于规则和基于事例的信息的推理机构来作出的。喷射造型的操作是十分复杂的。为了确保产品的质量，喷射造型法的合适条件的决策是十分关键的因素。 4提议了一种表现离线的和与用户相结合的专家系统。这是一种分等级和提供特定行为的专家系。15 分析了喷射造型法中的鼓掌的来源并用专家系统演示鼓掌诊断。这是一个包括基于规则和案例知识的混合系统。在专家系统中一种叫“多维矩阵”的方法被人报道 16。 他们论证了专家系统中的 式能够很好地描述专家知 3 识。 但是现存的系统就提供了一种没有显著特点的解决方法，而不是实用的方式。他们未能考虑实时状况的角色和影响，例如在调节之前的空心壁压力，注射压力，注射速度和融化温度。其他一些研究人员已经尝试去使启发式的知识具体化并让成型状况的经验融入到专家系统中 17既然启发式知识和经验的本性是脆的并且是硬式结构的，在专家系统中它也不是很容易获得并且描述的。在这个领域的研究仍需更多的努力。另外，要建立一个专家系统，一个有一定知识的工程师必须拜访 从事成型工作的人员，并能以某中规则努力从中得到适当的知识。这种知识很难搜集，并且这种知识搜集成了构建专家系统的一个瓶颈。然而，为了拥有比较高效率的塑料制品，实时监控喷射成型法状况成为趋势，并且反映动作应该被快速执行。因此，在这里这个问题被提及，并且建立 3 专家系统的纲要 发展成来检测喷射造型法过程的成型条件的状态趋势，为注射成型参数的决定提供参考。为了监控注射成型的情况，传感器被安置在注射成型机械上来度量成型的实际状况。电脑通过硬件被连接上一些传感器件并且 记录着实际的数据。 开发来分析这些数据，并对操作人员提供建议，（如图 1）所示的监控构成。 基于各个传感器的读数，装在机器上的每个传感器都被标有“低红杠”，“低卫杠”“高卫杠”“高红杠”的标志 (如图 2)。在这个系统中，读数在高低卫线之间被视为正常。读数在高卫线之上但在高红线之下的，或者在低卫线之下但在低红线之上的被视为可以接受的尽管它是一种不正常趋势的迹象。在高红线之上或者在低红线之下的读数被视为不可接受的。任何在警告范围里面的读数将会引起系统对使用者发出警告。落在警告范围内一定时间的任何读书都预示 着有矫正那些潜在问题的必要。 图 1 所示，监测专家系统 (用来分析传感器的读数的。这种专家系统由这些单元组成，包含：注射过程操作的模数，知识基础，推理机构和用户界面（如图 3）。利用专家监控系统，从实际条件中获得既定的传感器值的方式被建议。传感器值和具体的动作在表 1 中被概述。 目前，这些被建议的动作大部分已经都被操作者执行，并且一些动作是通过注射成型机械的自动化控制执行的。 4 图 1 图 2 5 图 3 表 1 6 分四个单元如图 3 所示，它在 被建立是为了给操作者更详细的 建议。一个单元是一个系统的一个部分，它对于系统中的其他单元和使用人员是具有明确作用和详细分界面的。 的每个单元都是以喷射造型法的操作知识为基础的。这些知识是由车间的操作人员的经验和相关的资料组成的。 4 推理机构 的决定是通过专家系统中的推理机构是利用基于规则的信息来完成的。 专家系统就是一种电脑程序，这种程序能象征性地编译知识并且是由知识基础和推理机构组成。 在上面的章节中这些知识包含在基础知识中。也就是，推理机构决定那些应用规则的顺序。在 ，推理机构提供基础知识中的喷射 造型法的处理知识，是为了探测处理的状况，并且给予合适的建议。 5 评审和效益 为了防止一些漏洞问题的发生， 为注射过程中的变化提供一个敏感的估计，在阶段正确的在线实时操作状况度量方法被表示出来。这些提供了一个评定这个过程的方法，来避免处理过程的中断。 现场测试所得的结果喜人 ,证明这个系统可应用于工业环境。由于废弃率的降低，切实的受益是十分可观的。参照 10台机器测试结果 ,从 30至 440吨不同 , 通过节省相当的运行时间，废弃率降低了 20%。 6 结 论 本文已介绍以实例 说明其功能的专家监测系统。这台装了专家系统的监测系统用来监测 10 台自动塑料成型机的工作状况。原来需要三个人，现在只需一个人就能操作这些机器了。由于采纳了对将被执行的措施的必要建议，现在注塑状态的发展趋势已经能被监控，所以塑件的质量有了很大的提高。 监控系统的执行分为三个阶段。投入阶段分析传感器的收集原始数据值。趋势阶段，传感器的原始值核实发展趋势，警告阶段警告问题并显示出适当行动等等。这个系统被证明是可行的 ,可用于其它工序如压铸、电镀等。 7 参考文献 1 M. J. R. J. L. F. E. 1983. 2 1984. 3 1993. 4 1972. 5 1986. 6 1987. 7 1987. 8 1 (1991) 4369 of in J. 63 (1(1997) 46310 a of J. 63 (1(1997) 48111 of of 209 (1995) 5. 12 K. E. An J. 63 (1(1997) 45813 O. 1996. 14 OA of J. 8 (1993) 4215 in 3 (12) (1993) 95616 S. N. T. of an 12 (4) (1993) 403 8 17 P. 262 (1986) 218 of an 1 (1991) 43919 C. In J. 203 (1997) 11520 1990. 9 , is of to is to to a of a is to of In on to be of of of in of of is to to of of a . is a in to by of of by by or on a if to a to be if is a to go In to to is on of in at As in in An of to 10 a of in of to of of an of to is as as it is in a to of as of to In a to to It is be is to In of in is is in a of to a is 2. 980s, in a of 1, 2. a at A of of is 3. in to of 4. 0 or to by of of is of is 5 An of to be in is 8. to to on of 9 11 on 4. In a of is it a of a so as to be to of to 13. to to to In in in is in of is an is In to a of is a 14 an is 15 of in an to is a A in an is et 16. F in to a in a to as in of to of 17 of is is it is in an in In to an a to to in of 12 to a in of in to be to be is a of is 3. of to of of to In to to A is to to 1 on , , , on on 2).A is as in A or is it is an of an A or is to be to to in a of to a As 1, is to of as 3. to be a . At by by of of as 3, in 13 A is a of a to of in is on of is 14 of 15 4. he of is an in An is a of a an is in as in to a in in to of to 5. to in to of of in to a of in a of be in an be on in to of 0 0 40 t, 0% is of a of 6. a to in to 0 in to to of of as of 16 of be of to be of is it s