焊接冷裂纹预测专家系统的建立与研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

焊接冷裂纹是焊接结构中最严重的工艺缺陷之一，也是焊接中最为普遍的一种裂纹，它是焊后冷至较低温度下产生的，直接影响产品质量，甚至引起突发事故。为了解决焊接冷裂纹问题，人们希望能在焊前预测焊接冷裂纹的可能性，以便正确选择焊接材料与焊接方法，采用合理的工艺参数，避免裂纹的产生。而专家系统是近些年来人工智能最成熟的一个领域之一，它从功能上可以定义为“一个在某领域内具有专家水平理解能力的一个程序系统”，能运用专家积累的工作经验与专门知识，在很短时间内对问题得出高水平的解答。因此建立焊接冷裂纹预测专家系统可帮助广大焊接工作者在很短时间内预测焊接冷裂纹的产生，对后续的工艺过程有很大的帮助。因此建立一个这样的专家系统具有很重要的现实意义。

专家系统特别适用于那些需要大量专家经验与知识来解决问题的领域，由于焊接领域知识的复杂性与经验性，因此被广泛认为是最适合于开发专家系统的领域之一，所以尽管焊接专家系统起步较晚，但仍获得较大的发展。经过国内外焊接工作者的探索和努力，目前的焊接专家系统已涉及焊接生产的主要方面。焊接领域的专家系统研究开始于20世纪80年代中期，经过近20年的不懈努力，国内外各研究机构已从不同侧面，不同形式，研究出各种类型的专家系统。国外开展的焊接专家系统主要涉及工艺设计和工艺选择，焊接缺陷或设备故障诊断，焊接成本估算，实时监控和焊工考试。对于焊接缺陷专家系统而言，它可以诊断焊接结构中的裂纹种类，比如英国焊接协会研制开发的Weldcrack Expert。也可检验焊接缺陷产生的原因，比如由Stone Webster工程公司开发的Weld Defect Diagnosis Expert System。也可预测焊接裂纹的产生，比如Costa S C和Norrish J开发的专家系统，该系统利用知识库对焊接工艺进行分析，预测产生焊接缺陷的可能性。该系统对减少氢引起的冷裂纹很方便，以后的工作时扩充知识库，增加可以预测焊接裂纹的种类。我国焊接ES研究始于1988年，最早见于报道的是南昌航空工业学院的焊接方法选择ES。经过这些年的发展以及焊接工作者的努力和探索，专家系统这门高新技术已经在我国焊接领域获得实际应用，目前国内焊接专家系统主要研究的是工艺选择，裂纹预测以及缺陷诊断，工艺设计，焊接CAD和结构安全评定。虽然说我国的焊接专家系统已经越来越成熟，各种方法也都应用到焊接专家系统内，比如模糊综合评判法，模糊推理，基于置信度的不精确推理方法等，但是总的来说，我国现有焊接ES大部分还处于研究原型甚至演示原型阶段，只有少数系统达到实用化，从原型到实用化还有很长一段路要走。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

人机接口：用户,焊接专家和知识工程师与专家系统交换信息的界面。

知识库：包括试验数据知识库，判据公式知识库和经验知识库。用于储存焊接冷裂纹产生的数据。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，确定技术方案，并完成开题报告。

第4－9周：按照设计方案，学习知识获取，应用模糊数学技巧的知识表达和知识推理，制作人机交互界面，建立知识库以及推理机。

第10－12周：进行人机界面，知识库以及推理机整个专家系统的整合调试，修改设计中不足之处。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 李亚江. 焊接冶金学—材料焊接性[m]. 山东：山东大学. 机械工业出版社

[2] 蔡自兴,(美)约翰·德尔金，龚涛. 高级专家系统：原理、设计及应用[m]. 科学出版社，2005.08

[3]姚巍. visual basic数据库开发及工程实例[m]. 人民邮电出版社. 2003.04