金屬結(jié)構(gòu)件焊接專(zhuān)家系統(tǒng)科技計(jì)劃申請(qǐng)書(shū)

項(xiàng)目編號(hào)：2011KJLX02科技計(jì)劃項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)學(xué)科名稱(chēng)：控制科學(xué)與工程項(xiàng)目名稱(chēng)：金屬結(jié)構(gòu)件焊接工藝專(zhuān)家系統(tǒng)及仿真平臺(tái)的研制項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：*****所在單位：*******學(xué)院填表日期：2011-12-01***********學(xué)院科研處制填表說(shuō)明一、項(xiàng)目名稱(chēng)要確切反映研究?jī)?nèi)容。二、“學(xué)科名稱(chēng)”填寫(xiě)研究項(xiàng)目所屬的一級(jí)學(xué)科，“專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域”填寫(xiě)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人現(xiàn)從事專(zhuān)業(yè)的二級(jí)學(xué)科。三、申請(qǐng)書(shū)須由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人填寫(xiě)，內(nèi)容要簡(jiǎn)明扼要，欄內(nèi)不足可另加附頁(yè)。四、本申請(qǐng)書(shū)一式2份，一律用宋體5號(hào)字填寫(xiě)，A4紙雙面打印。

、項(xiàng)目基本信息項(xiàng)目概況項(xiàng)目名稱(chēng)金屬結(jié)構(gòu)件焊接工藝專(zhuān)家系統(tǒng)及仿真平臺(tái)的研制學(xué)科名稱(chēng)控制科學(xué)與工程學(xué)科代碼0811研究類(lèi)別B基礎(chǔ)研究應(yīng)用研究起止年限2011年12月至2012年12月項(xiàng)目負(fù)責(zé)人姓名****性另U男出生年月職稱(chēng)講師職務(wù)最終學(xué)歷研究生最終學(xué)位碩士專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域模式識(shí)別與智能系統(tǒng)所在單位********學(xué)院聯(lián)系電話**********E-mail***********@163.com項(xiàng)目組主要成員情況及簽名姓名職稱(chēng)工作單位專(zhuān)業(yè)項(xiàng)目分工簽名***講師濟(jì)寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械加工焊接工藝數(shù)據(jù)庫(kù)的建立****副教授濟(jì)寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)焊接工藝專(zhuān)家系統(tǒng)建立***副教授濟(jì)寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)焊接工藝設(shè)計(jì)***講師濟(jì)寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工藝設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)與制作****助教濟(jì)寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動(dòng)控制仿真平臺(tái)的測(cè)試與應(yīng)用****助教濟(jì)寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械加工焊接工藝專(zhuān)家?guī)斓臏y(cè)試****高工山推工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件有限公司焊接工藝設(shè)計(jì)焊接項(xiàng)目管理****高工山推工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件有限公司焊接工藝設(shè)計(jì)焊接工藝設(shè)計(jì)和測(cè)試****講師濟(jì)寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)

二、立項(xiàng)依據(jù)（包括項(xiàng)目研究意義,內(nèi)外研究現(xiàn)狀）二、立項(xiàng)依據(jù)（包括項(xiàng)目研究意義,內(nèi)外研究現(xiàn)狀）隨著技術(shù)的進(jìn)步，推土機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化對(duì)加工技術(shù)尤其是焊接工藝與裝備提出了新的要求，主要表現(xiàn)為焊接工藝優(yōu)化與先進(jìn)裝備的應(yīng)用。山推工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件有限公司目前基本以高效、低成本的CO2氣體保護(hù)焊為主要的焊接工藝方法。為適應(yīng)推土機(jī)結(jié)構(gòu)件焊接技術(shù)的要求，采用合理的焊接工藝、焊接設(shè)備、焊接工裝夾具及先進(jìn)切割工藝與設(shè)備，成為推土機(jī)結(jié)構(gòu)件焊接生產(chǎn)的顯著特點(diǎn)。由于實(shí)際生產(chǎn)中人工查詢(xún)焊接工藝的局限性和焊接工藝規(guī)程在實(shí)踐生產(chǎn)中往往重復(fù)編制，而且花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，使得查詢(xún)、管理都極不方便，花費(fèi)了大量不必要的人力和物力。如果上述工作采用焊接工藝專(zhuān)家系統(tǒng)將得到令人滿(mǎn)意的效果。焊接領(lǐng)域的專(zhuān)家系統(tǒng)研究始于20世紀(jì)80年代中期，經(jīng)過(guò)30多年的不懈努力，國(guó)內(nèi)外各研究機(jī)構(gòu)已從不同側(cè)面、以不同形式，研制出了多種類(lèi)型的專(zhuān)家系統(tǒng)。國(guó)外開(kāi)發(fā)的焊接專(zhuān)家系統(tǒng)主要涉及焊接工藝設(shè)計(jì)或工藝選擇、焊接缺陷或設(shè)備故障診斷、焊接成本計(jì)算、實(shí)時(shí)監(jiān)控、焊接CAD和焊工考試等。我國(guó)的焊接專(zhuān)家系統(tǒng)的研究始于1988年，通過(guò)多年的發(fā)展和交流，國(guó)內(nèi)焊接專(zhuān)家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)得到了普及與提高。目前國(guó)內(nèi)外的焊接專(zhuān)家系統(tǒng)，主要集中在工藝制定、缺陷分析、材料設(shè)備選擇等方面，其中關(guān)于工藝選擇及工藝制定的約占70%。我國(guó)的焊接專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)正走向成熟，并且愈來(lái)愈受到重視，但目前尚存在很多不足：盡管已開(kāi)發(fā)的焊接專(zhuān)家系統(tǒng)多種多樣，但仍有一些領(lǐng)域尚是空白；焊接專(zhuān)家系統(tǒng)多限于研究原型，距實(shí)用化、商品化尚有差距；機(jī)器學(xué)習(xí)功能較為薄弱，不能全面反映焊接領(lǐng)域特點(diǎn)，難以實(shí)現(xiàn)某些特殊要求和功能；不能結(jié)合領(lǐng)域有所發(fā)展和創(chuàng)新，特別是一些復(fù)雜系統(tǒng)，限制了專(zhuān)家系統(tǒng)的實(shí)用性。本課題開(kāi)發(fā)的金屬結(jié)構(gòu)件工藝專(zhuān)家系統(tǒng)不但可以提供焊接工藝的查詢(xún)，而且通過(guò)計(jì)算機(jī)推理，系統(tǒng)還可以提供設(shè)計(jì)工藝指導(dǎo)書(shū)，并且審核人員可以根據(jù)自己所在企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境要求進(jìn)行二次設(shè)計(jì)，人為編輯、修改，將最終滿(mǎn)意的焊接工藝指導(dǎo)書(shū)添加到數(shù)據(jù)庫(kù)中，以備日后生產(chǎn)時(shí)，隨用隨調(diào)。同時(shí)，也使即使對(duì)焊接知識(shí)了解不多的人員也可以從事焊接工作，因而可極大地提高效率。此系統(tǒng)還添加了焊接性分析功能，為能夠形成高質(zhì)量的焊接接頭提供參考。另外，本課題提供了一個(gè)仿真平臺(tái)，對(duì)專(zhuān)家系統(tǒng)的參考焊接工藝進(jìn)行仿真，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)件進(jìn)行焊接應(yīng)力和焊接變形的分析，并對(duì)消除焊接應(yīng)力和矯正焊接變形提供進(jìn)一步的參考方法。三、研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題本課題的研究目標(biāo):（1）建立焊接工藝專(zhuān)家系統(tǒng)。提供焊接工藝的查詢(xún)；通過(guò)計(jì)算機(jī)推理，提供設(shè)計(jì)工藝指導(dǎo)書(shū)；審核人員可以根據(jù)自己所在企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境要求進(jìn)行二次設(shè)計(jì)，人為編輯、修改；添加焊接性分析功能，為能夠形成高質(zhì)量的焊接接頭提供參考。（2）建立焊接工藝仿真平臺(tái)。對(duì)專(zhuān)家系統(tǒng)的參考焊接工藝進(jìn)行三維仿真，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)件進(jìn)行焊接應(yīng)力和焊接變形的分析，并對(duì)消除焊接應(yīng)力和矯正焊接變形提供進(jìn)一步的參考方法。本課題的研究?jī)?nèi)容：（1）數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：數(shù)據(jù)庫(kù)的建立是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的重要一環(huán)，數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞直接影響著系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和效率。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)分為4部分：母材資料、焊材資料、焊接方法資料、焊接設(shè)備資料。（2）專(zhuān)家系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：采用模塊化結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)由總控制模塊、查詢(xún)模塊、設(shè)計(jì)模塊、資料庫(kù)維護(hù)模塊和窗口模塊組成。（3）專(zhuān)家系統(tǒng)的仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)：仿真平臺(tái)由兩部分組成--三維顯示系統(tǒng)和焊接分析系統(tǒng)。三維顯示系統(tǒng)可以通過(guò)三維的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的圖像對(duì)焊接的過(guò)程進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。焊接分析系統(tǒng)可以分析在焊接過(guò)程中的焊接殘余應(yīng)力對(duì)焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)件加工尺寸精度、疲勞強(qiáng)度的影響和焊接變形的基本形式，并提供消除殘余應(yīng)力和矯正焊接變形的方法。本課題擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題：（1）建造焊接知識(shí)庫(kù)，包括知識(shí)獲取和知識(shí)表示。焊接專(zhuān)家、知識(shí)工程師、計(jì)算機(jī)程序人員一起將現(xiàn)場(chǎng)的專(zhuān)家知識(shí)歸納整理，添加到焊接專(zhuān)家系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)。（2）設(shè)計(jì)推理機(jī)制與策略，包括知識(shí)規(guī)則的推理和推理解釋。對(duì)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納和總結(jié)，可以得到一些新的規(guī)律和知識(shí)，利用歸納學(xué)習(xí)程序，模擬人類(lèi)思維過(guò)程，從有關(guān)焊接知識(shí)庫(kù)中發(fā)現(xiàn)新知識(shí)，然后把這些新知識(shí)添加到知識(shí)庫(kù)中。（3）焊接工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，比較焊接工藝參數(shù)的模糊設(shè)計(jì)、精確設(shè)計(jì)與智能設(shè)計(jì)的性能優(yōu)劣和實(shí)現(xiàn)難易。（4）焊接仿真平臺(tái)的焊接仿真方式。仿真平臺(tái)能仿真焊接的真實(shí)情境，并分析出焊接過(guò)程中的焊接應(yīng)力和焊接變形。四、研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析本課題采取的研究方法：（1）文獻(xiàn)研究法：為了解決本課題的各種理論和方法，查閱大量的文獻(xiàn)資料。通過(guò)學(xué)校網(wǎng)站提供的電子數(shù)據(jù)庫(kù)，圖書(shū)館的大量圖書(shū)，查閱相關(guān)的論文和資料。（2）調(diào)查研究法：調(diào)查行業(yè)的各種焊接工藝和企業(yè)的焊接技術(shù)要求。（3）專(zhuān)家咨詢(xún)法：通過(guò)和企業(yè)專(zhuān)家合作和交流，把專(zhuān)家的焊接經(jīng)驗(yàn)收集進(jìn)專(zhuān)家系統(tǒng)。（4）實(shí)踐應(yīng)用法：通過(guò)搭建專(zhuān)家系統(tǒng)和仿真平臺(tái)，不斷深入企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和測(cè)試，展開(kāi)對(duì)焊接專(zhuān)家系統(tǒng)和仿真平臺(tái)的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的研究。焊接專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)技術(shù)包括：（1）一種或多種固定的焊接知識(shí)表示方法，并有相應(yīng)的內(nèi)部編碼形式；（2）有知識(shí)編輯器，能通過(guò)焊接專(zhuān)家以交互方式輸入焊接知識(shí)并自動(dòng)建立焊接知識(shí)庫(kù);（3）具有知識(shí)庫(kù)維護(hù)和管理機(jī)制，處理焊接知識(shí)庫(kù)的矛盾、冗余和其他一些不一致性，以及焊接知識(shí)的存儲(chǔ)、運(yùn)籌和調(diào)度；（4）提供一套或多套推理機(jī)制，與由知識(shí)編輯器建立的焊接知識(shí)庫(kù)一起實(shí)現(xiàn)實(shí)際問(wèn)題的求解；（5）設(shè)置一個(gè)跟蹤解釋機(jī)制，幫助用戶(hù)理解系統(tǒng)求解的結(jié)論，并能便于定位焊接知識(shí)庫(kù)中的錯(cuò)誤和不完善的問(wèn)題。可行性分析：（1）理論基礎(chǔ)和事實(shí)依據(jù)：專(zhuān)家系統(tǒng)在焊接領(lǐng)域已經(jīng)有了應(yīng)用，技術(shù)相對(duì)成熟。（2）已取得的相關(guān)研究成果：課題組教師成員已經(jīng)把專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)用于其它領(lǐng)域，并取得一定成果，企業(yè)成員收集了焊接工藝的部分資料，積累了大量的焊接經(jīng)驗(yàn)。（3）完成課題的保障條件：研究資料齊全，包括理論資料和實(shí)踐資料；實(shí)驗(yàn)設(shè)備完整，有計(jì)算機(jī)設(shè)備和焊接實(shí)踐設(shè)備；企業(yè)全力支持，企業(yè)對(duì)本課題提供全方位的支持，包括資料和設(shè)備的支持。五、已具備的研究基礎(chǔ)和條件，尚缺乏的研究條件和擬解決的途徑如今已具備的研究基礎(chǔ)和條件：（1）人員結(jié)構(gòu)：課題組成員配備合理，教師對(duì)專(zhuān)家系統(tǒng)和仿真平臺(tái)軟件達(dá)到了熟練的程度，具有較強(qiáng)的教科研能力，企業(yè)工程師有豐富的焊接實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。（2）硬件條件：課題組有學(xué)院專(zhuān)用的實(shí)驗(yàn)室，計(jì)算機(jī)設(shè)備，企業(yè)的焊接機(jī)器人，數(shù)控加工中心。（3）軟件條件：用來(lái)開(kāi)發(fā)專(zhuān)家系統(tǒng)的VB和仿真平臺(tái)的ProE軟件都已具備。（4）資料準(zhǔn)備：學(xué)院有圖書(shū)館和電子學(xué)術(shù)論文可以提供，企業(yè)有焊接設(shè)備的技術(shù)手冊(cè)，焊接的技術(shù)要求。目前尚缺乏的研究條件和擬解決途徑：（1）金屬結(jié)構(gòu)件的焊接應(yīng)力測(cè)量裝置。準(zhǔn)備協(xié)調(diào)企業(yè)技術(shù)部門(mén)來(lái)解決。（2）金屬結(jié)構(gòu)件的焊接變形評(píng)估裝置。準(zhǔn)備參考企業(yè)焊接經(jīng)驗(yàn)尋找替代方案。六、項(xiàng)目研究的成果去向及經(jīng)濟(jì)效益分析本課題建立的有關(guān)金屬結(jié)構(gòu)件的專(zhuān)家系統(tǒng)和仿真平臺(tái)將為企業(yè)提供以下服務(wù)：（1）企業(yè)技術(shù)人員可以通過(guò)計(jì)算機(jī)專(zhuān)家系統(tǒng)查詢(xún)各種金屬的焊接工藝，焊接中產(chǎn)生的焊接應(yīng)力和焊接變形，以及消除焊接應(yīng)力和矯正焊接變形的參考方式；（2）企業(yè)技術(shù)人員可以通過(guò)該系統(tǒng)積累焊接經(jīng)驗(yàn)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)智能分析完善企業(yè)焊接技術(shù)；（3）企業(yè)焊接工人可以通過(guò)專(zhuān)家系統(tǒng)和仿真平臺(tái)進(jìn)行崗前培訓(xùn)。通過(guò)金屬結(jié)構(gòu)件的專(zhuān)家系統(tǒng)和仿真平臺(tái)在企業(yè)的應(yīng)用，可以減少車(chē)間的焊接試驗(yàn)，節(jié)省焊接的財(cái)力成本；可以減少焊接新員工的學(xué)習(xí)時(shí)間和焊接工的查詢(xún)時(shí)間，節(jié)省人力的時(shí)間成本；也可以減少金屬結(jié)構(gòu)件的焊接變形，節(jié)省焊接的材料成本。七、項(xiàng)目研究進(jìn)度計(jì)劃（分階段研究活動(dòng)的簡(jiǎn)要內(nèi)容及預(yù)期達(dá)到的階段成果）（1）2012.03-2011.04前期焊接工藝的研究。通過(guò)與企業(yè)的進(jìn)一步接觸，對(duì)企業(yè)采用的焊節(jié)工藝收集。初步建立焊接工藝的數(shù)據(jù)庫(kù)。（2）2012.05-2012.09建立焊接專(zhuān)家系統(tǒng)。焊接工藝專(zhuān)家系統(tǒng)，可以提供給技術(shù)人員各種金屬結(jié)構(gòu)件的焊接工藝及工藝參數(shù)。（3）2012.10-2012.12構(gòu)建焊接工藝的仿真平臺(tái)。仿真平臺(tái)可以通過(guò)三維的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圖像演示專(zhuān)家系統(tǒng)提供的焊接工藝，并提供在焊接過(guò)程中的焊接應(yīng)力和焊接變形，以及消除焊接應(yīng)力和矯正焊接變形的參考方法。（4）2013.01-2013.02系統(tǒng)測(cè)試。知識(shí)工程師和焊接專(zhuān)家通過(guò)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題和試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證系統(tǒng)，企業(yè)工人在車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)。（6）2013.03維護(hù)和升級(jí)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)專(zhuān)家和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的大量實(shí)踐，修補(bǔ)漏洞，增強(qiáng)功能。

八、合作單位意見(jiàn)（應(yīng)用研究項(xiàng)目填寫(xiě)此項(xiàng)，包括合作意向、實(shí)驗(yàn)支持、項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)支持等）負(fù)責(zé)人（簽字）：（單位公章）年月日九、所在單位審核意見(jiàn)負(fù)責(zé)人（簽字）：（單位公章）年月日十、科研處審核意見(jiàn)負(fù)責(zé)人（簽字）：（科研處公章）年月日十一、院學(xué)術(shù)委員會(huì)審批意見(jiàn)學(xué)術(shù)委員會(huì)主任（簽字）：（學(xué)院公章）年月日出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此誠(chéng)危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報(bào)之于陛下也。誠(chéng)宜開(kāi)張圣聽(tīng)，以光先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費(fèi)祎、董允等，此皆良實(shí)，志慮忠純，是以先帝簡(jiǎn)拔以遺陛下：愚以為宮中之事，事無(wú)大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補(bǔ)闕漏，有所廣益。將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱(chēng)之曰能”，是以眾議舉寵為督：愚以為營(yíng)中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。親賢臣，遠(yuǎn)小人，此先漢所以興隆也；親小人，遠(yuǎn)賢臣，此后漢所以?xún)A頹也。先帝在時(shí)，每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、靈也。侍中、尚書(shū)、長(zhǎng)史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣，愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計(jì)日而待也，。臣本布衣，躬耕于南陽(yáng)，茍全性命于亂世，不求聞達(dá)于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當(dāng)世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于