Применение мультиагентной
парадигмы при разработке САПР ТП ковки коротких поковок
А.В. Коновалов,
зав. лаб., д.т.н., проф., avk@imach.uran.ru
П.Ю. Гагарин,
аспирант, gagarin@imach.uran.ru,
С.Д. Шалягин,
н.с., к.т.н.
Институт машиноведения УрО РАН, г. Екатеринбург
Аннотация
Рассматривается пример разработки САПР ТП ковки
коротких поковок с использованием мультиагентных технологий. Показаны основные агенты данной
реализации и их взаимодействие. Указаны основные преимущества мультиагентных
технологий для разработки
современных САПР ТП ковки.
Abstract
The
development example of CAPP of short
piece forging with use multi-agent technology is considered. The basic agents
of CAPP and their interaction are shown. The basic advantages of multi-agent technology applying
for development of CAPP of short piece
forging are specified.
Различные
производственные условия и традиции проектирования предприятий осложняют
разработку единой САПР ТП ковки для различных производств. В свою очередь, разработка индивидуальных систем требует
больших финансовых и временных затрат. Коллективом Института машиноведения УрО
РАН предлагается использование агентно-ориентированных технологий в построении
САПР ТП ковки, в частности такой подход использован в разработке САПР ТП ковки
коротких поковок. К коротким поковкам, согласно классификации ГОСТ 7829-70
[1], относятся диски, раскатные кольца,
цилиндры и втулки с уступами. Агентно-ориентированные технологии [2] позволят
создавать высоко масштабируемые и легко модернизируемые системы, что решит
проблему адаптации САПР ТП ковки к различным производственным условиям.
В
ходе проектирования технологических процессов ковки возникает ряд задач:
1.
Ввод информации.
2.
Проектирование поковки.
3.
Проектирование технологии ковки.
4.
Нормирование работ.
5.
Назначение режимов термической обработки.
6.
Организация взаимодействия с внешними хранилищами данных.
Все
эти задачи разделяются между разными агентами, каждый из которых является
«постановщиком задач». Постановщик задач определяет ход решения задачи и
распределяет её выполнение между агентами, реализующими отдельные этапы
решения. Примерами таких агентов могут служить агенты проектирования заготовки,
выбора молота, определения параметров прошивки и другие. Каждый из этих агентов
соперничает друг с другом, преследуя определенную цель. Как правило, при
проектировании это цель обеспечения выполнимости изделия при минимальном расходе
материала. Цель агента определения заготовки выбрать такие размеры и вид
заготовки, чтобы выполнялись условий технологичности ковки поковки из данной
заготовки. Цель агента выбора молота подобрать такой молот из перечня
предприятия, масса которого была бы достаточна для ковки, и который удовлетворял
бы требованиям безопасности труда. При определенных обстоятельствах может
возникнуть ситуация, что заготовка не удовлетворяет условиям безопасной работы
на молоте. Тогда агент выбора молота подбирает другой. Смена молота требует проверку
других параметров технологического процесса, в частности размеров заготовки.
Видно, что каждый агент будет изменять технологию ковки, пытаясь выполнить свою
цель (в нашем примере технологичность ковки и обеспечение безопасности труда),
при этом он будет затрагивать других агентов. В этом проявляется социальная
сущность агентов. В ходе совместной работы решается общая задача проектирования
технологии ковки. Если же агенты не смогут “договориться”, то требуется
вмешательство пользователя.
Следует
отметить, что агенты также разделяются по отношению к типам поковок: одни
относятся к конкретному типу поковок, другие не зависят от типа поковок. Примерами
первых являются агент проектирования поковки типа диск, агент проектирования
поковки типа раскатные кольца и так далее. Ко вторым относятся агенты
обеспечивающие работу с внешними источниками данных, агенты нормирования и
назначения термообработки, графический редактор и др.
Путем
добавления или удаления агентов определяется функционал конечной системы.
Например, заказчику может не понадобиться интеллектуальный графический редактор
[3], тогда агент графического редактора не будет включен в комплект системы,
при этом её целостность не нарушиться. Таким образом обеспечивается функциональная
масштабируемость системы.
В
ходе проектирования возникают задачи, которые могут быть решены несколькими
агентами. Такие ситуации отражают многовариантность способов производства
одного изделия. Например, поковка для детали типа втулка с уступами может быть
откована несколькими способами: без подкладного инструмента, с одним подкладным
кольцом, с двумя подкладными кольцами, в открытом или закрытом штампе. Поковка
для каждого варианта ковки проектируется собственным агентом. Результаты работы
агентов оцениваются по заданным пользовательским критериям, и используется
лучший вариант.
Работа
выполнена при финансовой поддержке программы фундаментальных исследований Президиума
РАН "Интеллектуальные информационные технологии, математическое
моделирование, системный анализ и автоматизация".
1.
ГОСТ
7829-70.Поковки из углеродистой и легированной стали, изготовляемые свободной
ковкой на молотах (припуски и допуски). — Взамен ГОСТ 7829-55 ; Введ.
1970-01-15. —М. : Изд-во стандартов, 1971.
2.
Люгер Д. Ф. Искусственный интеллект: стратегии и методы решения сложных
проблем, 4-е издание. : Пер. с англ. – М. : Издательский дом «Вильямс», 2003. –
864 с.
3.
Коновалов А. В., Арзамасцев С.
В., Муйземнек О. Ю., Казанский Д. С. Объектно-ориентированный графический
редактор системы проектирования поковок ступенчатых валов // Программные
продукты и системы (научно-практическое приложение к международному журналу
"Проблемы теории и практики управления"). 2003. №2. С. 20 – 24.