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摘要:在船舶的生產與制造過程中，分段裝配工藝耗費時間與成本最多，為了提高船舶分段與裝配的工藝設計水平，降低船舶裝配成本，本文引入了一種基于案例推理cbr的裝配工藝知識管理系統，該系統具有船舶裝配案例的檢索、整理等功能，能夠從大量船舶裝配案例中提取重要的裝配工藝數據，并應用于船舶的分段裝配過程中，在工程實際的應用中表明，該基于案例推理CBR的船舶分段裝配工藝管理系統具有改善分段效率，提高裝配質量等功能。

關鍵詞：CBR；分段裝配；工藝設計；數據檢索

引言

船舶作為重要的工業產品，在社會生產過程中發揮著非常重要的作用，船舶工業的先進與否也直接反映了一個國家的工業生產水平。我國盡管擁有悠久的造船歷史，但現代造船工業的起步較晚，與世界上其他造船大國，如美國、瑞典和韓國等之間還有很大的差距，因此，有必要對船舶制造業進行研究，提高我國的船舶工業水平。船舶制造過程非常復雜，是一個大型、綜合性的工業生產過程，集合了電氣、機械、動力學、流體力學等多門學科。由于大型船舶的結構復雜，且船型很多，難以實現一體成型，必須要將船舶分為幾段單獨制造和裝配，然后再將分段后的船體進行焊接和裝配。船舶的分段裝配占據了船舶制造過程的大量工時，也消耗了大量的成本，因此，提高船舶分段裝配工藝具有重要意義。本文采用了基于案例推理（CBR）的方法，對船舶分段裝配過程的工藝序列等內容進行了詳細的研究，并構建了基于CBR的船舶分段裝配知識管理系統，提升了船舶分段裝配工藝的合理性，降低了船舶的生產與制造成本。

1基于案例推理CBR技術的研究與發展

基于案例推理（CBR）最早是1989年Porte提出的概念，是一種將基于范例數據庫和規則方法的優化算法，圖1為基于案例推理CBR的原理。由圖1可知，基于案例推理的一般流程為：首先提出新問題和新案例，然后從先前案例數據庫中進行案例檢索，尋找先前案例具有能夠解決當前案例問題的合理部分，并對當前新案例進行修正和測試。經過不斷的案例篩選和修正，最終獲得質量較高的新案例。基于案例推理CBR的關鍵環節包括：1）知識的重用基于案例推理最關鍵的環節是知識的重用，通過分析大量的數據庫信息，并進行知識的篩選，獲得具有指導意義的經驗。2）信息集成基于案例推理方法不僅需要結合數據庫的先前案例信息，還需要做到與新方案相關信息的集成。在CBR方法中，知識和信息的定義不同，知識在CBR數據庫中具有指導意義，也是新案例在參考CBR時主要獲取的東西；信息在CBR方法中分為主觀信息和客觀信息，主觀信息是新方案在設計過程中，設計者主觀做出的方案計劃，客觀信息是指當前方案所能提供的一些參考信息。3）層次劃分在基于案例推理過程中，知識的管理具有重要意義，對不同的案例與知識進行層次劃分，比如按照不同的應用背景和問題進行劃分，有助于提高基于案例推理的應用效率。4）概念推理概念推理如組織單元、業務過程等，可以建立不同主體之間的關系，提高CBR的整體性。

2基于CBR方法的船舶分段裝配工藝設計

2.1船舶分段裝配工藝的研究

在現代造船方法中，船體的建造、舾裝和船體涂裝是3個主要的流程，其中，舾裝又可以細分為分段與裝配等。船舶分段裝配工藝的優劣性直接決定了整個造船過程的質量和成本。船舶分段工藝按照工藝特征可以分為設計、放樣、物料加工、部件裝配、整體裝配等，工藝流程圖如圖2所示。船體分段的方法有很多，其中，以船體外形分段對于改善后期加工與焊接過程有積極的作用，船體按照外形可以分為以下幾種：1)平面段平面段是船舶上具有單層平面板架的分段，比如船艙分段、船舶甲板分段、船舷前側分段等。平面段的加工難度相對較低，因此，在分段裝配工藝排序中，平面段的工序排序不需要特定。2)曲面段曲面段的加工難度相對較大，且焊接強度要求高，船舶曲面段主要包括船舷分段、甲板上層建筑分段等。3)半立體段半立體段是指船體上具有2層及以上結構的分段，比如駕駛艙段等，半立體段以鋼結構和桁架結構為主，加工方式以焊接和螺栓連接為主。4)立體段3層及以上的船舶結構劃分為立體段，通常立體段也是由曲面和平面段構成，比如船底分段、船尾艙段等。

2.2基于CBR方法的船舶分段知識管理系統設計基于案例分析

CBR方法中，數據庫中的案例隨著時間的積累不斷充實，因此，新案例在策劃初期可以參考的數據也很充足。船舶分段裝配工藝非常復雜，借助CBR技術可以獲得很多先驗知識，指導整個船舶生產與制造過程。本文基于CBR方法，設計了一種船舶分段裝配工藝的知識管理系統，該系統重點解決的問題是船舶分段工藝流程和零部件加工信息，包括船舶分段內的幾何信息、零部件的質量和加工方法、船舶裝配工藝、焊接工藝等。圖3為基于CBR的船舶分段裝配工藝知識管理系統。該知識管理系統重點解決的船舶生產制造問題包括：1）船舶分段案例檢索在船舶分段設計初期，知識管理系統可以在數據庫中檢索與之相似的分段案例，運用的方法主要是相似度檢測算法。相似案例的船舶分段數據具有很大的參考價值，既可以吸收案例中分段的優點，也可以避開冗余或較差的分段數據。2）分段裝配案例的重用知識管理系統的案例重用是指將舊案例的船舶分段工藝直接應用到新的分段案例上，可以快速驗證案例的可行性。3）分段裝配工藝調整知識管理系統可以根據當前案例的問題，對當前案例進行調整和優化。圖4為基于CBR知識管理系統的船舶分段裝配工藝流程。

3結語

為了縮短船舶生產與制造周期，降低生產成本，本文針對船舶的分段裝配工藝問題進行了系統的研究，重點引入了一種基于案例分析CBR的方法，建立了船舶分段裝配工藝的知識管理系統，優化了船舶的分段與裝配工藝。

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作者：郭春光 單位：河南工業和信息化職業學院