摘要：焊接是一个复杂的工艺过程，由于该过程难以量化，更多地需要专家经验来做出决定，被认为是应用专家系统技术的最为理想的领域之一。由于不锈钢是一种高合金钢，具有表面美观、高耐蚀性、高强度和耐热性，以及良好的冷热加工性，近年来在我国的年产量和消费量迅速增长，其中很大一部分需要经过焊接加工制造成产品。基于此，本文主要对不锈钢焊接性分析与焊接工艺设计专家系统进行分析探讨。
关键词：不锈钢；焊接性分析；焊接工艺设计；专家系统
1、前言
不锈钢在各个不同领域中应用越来越广泛，尤其是在航天工业、核工业制造、人造卫星、宇宙飞船、火箭和核动力装置中不可缺少的材料；而且使用量不断增加，从而更凸显出不锈钢焊接的重要性。
2、B/S(Brower/Server)结构
B/S结构即浏览器和服务器结构，是随着Internet技术的兴起，对C/S(Client/Server)结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，但是主要事务逻辑在服务器端（Server）实现，形成所谓三层结构。这样就大大简化了客户端电脑的载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本。以目前的技术看，局域网内建立B/S结构的网络应用，并通过Internet/Intranet模式下数据库应用，相对易于把握、成本也是较低的。它是一次性到位的开发，能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式（比如LAN,WAN,Internet/Internet等）访问和操作共同的数据库，它能有效地保护数据平台和管理访问权限，服务器数据库也很安全。
3、系统分析与设计
3.1焊接工艺设计实现过程
本文通过建立焊接知识库、焊接工艺推理机制、焊接工艺解释机制、基础数据库、人机交互界面来实现焊接工艺的设计。
3.2焊接知识库的建立及其学习功能
知识是人通过实践认识到的客观世界的规律性的东西，是将信息加工整理、解释和挑选改造而形成的，是命题和规则等的集合。一个专家系统性能高低取决于知识库的可用性、确实性、完善性。因此，本文的焊接知识库是焊接工艺设计模块的核心组成部分，焊接知识库的设计与建造是本文的一个关键性工作。焊接是一门经验性很强的技术，焊接经验的积累非常重要。本文对合作单位多年积累的焊接经验进行分类及必要的技术处理，然后分别建表，存储到数据库中，形成焊接知识库。本文的焊接知识库包括母材知识库、焊接材料选择知识库、焊接坡口图知识库、焊前预热知识库、焊后热处理知识库、焊接规范参数知识库等等。
3.3焊接工艺推理机制
专家系统根据已知问题信息及知识库中的知识推出结论的过程中所采用的推理方法及控制策略称为系统的推理机制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆专家系统推理机制与其目标知识的内容、结构及表示方法紧密相关。专家系统中的推理机是知识的使用者，能通过使用系统所拥有的知识对设计对象进行考察分析并找出问题所在，随后找到解决的办法。在系统拥有了领域专家经验知识之后，是否能使系统像专家一样对问题做出有专家水平的处理，关键在于推理机制。
推理机作为专家系统的组织机构，能从现有信息中进行分析，从知识库中选取相关的知识并按照一定的推理策略进行推理，直到得出相应的结论。推理方法通常有：演绎推理、归纳推理、不精确推理、非单调推理等等，而其中演绎推理是指由一组前提必然地推导出某个结论的过程，其核心是三段论法。三段论是由两个前提和结论组成，如下述推理就属于三段论的方法：碱性焊条采用直流反接电源，
（1）初始条件
此界面要求用户输入焊接过程的初始条件，不同焊接方法的初始条件不同，基本包括：焊接方法、母材类型、焊接位置、焊缝形式、钢材牌号、母材厚度等。初始条件主要是根据总结的知识决定。
（2）中间结果
由于有些设计结果，需要用户干预，所以设计中间结果，主要包括：坡口图形、焊接材料、焊接层数等，不同焊接方法的中间结果不同。用户可以在这个阶段对推理出的部分参数进行必要的修改，从而使最终推理结果更加准确。
（3）最终推理结果
根据初始条件、中间选择结果，设计出最终结果，即推导出最终焊接工艺参数，不同焊接方法，最终结果有所不同。
3.4焊接工艺解释机制
解释程序负责回答用户可能提出的各种问题，包括与系统运行有关的问题和与运行无关的关于系统自身的一些问题。在专家系统的组成部分中，它不是一个必不可少的部分，但它是实现系统透明性的主要部件，是专家系统区别于其它计算机程序系统的一个重要特征。在设计一个解释程序时，应该尽量做到使用户了解系统是怎样解决问题的以及为什么这样做。通常解释功能的实现有预置文本法、路径跟踪法、策略解释法、自动程序员方法。本系统属于小型焊接专用系统，系统主要向用户说明的问题包括焊材牌号、焊接层数、电源种类等的选择原因，因此本设计中采用预置文本法来实现解释功能。
4、结语
本文通过对专家系统在焊接中应用的研究，设计了基于浏览器／服务器的网络版的焊接专家系统，其包容了工艺设计、工艺查询和焊接性分析功能，并得出以下结论：
（1）针对不锈钢类型和焊接方法等信息，查询不锈钢焊接性。
（2）根据焊接方法和母材牌号等信息，查询不锈钢焊接工艺，也可根据指导书编号和指导书生成日期查询。
（3）通过焊接性指标计算分析焊接性优劣。
（4）系统操作人员提供必要的条件如母材牌号、焊接方法等信息，系统即可经推理设计出一套完整的焊接工艺指导书。
（5）系统实现了数据的安全性管理，不同的用户能根据被赋予的权限访问数据库，避免了数据库管理的混乱。系统采用全面的记录维护和浏览以及智能化的设计功能，设计了追加记录、删除记录、编辑记录、取消修改内容、拷贝记录等记录维护功能，方便查看和浏览、编辑、设计和打印完整的工艺文件。该系统还具有运行速度快、可缩短生产周期和降低焊接成本及结果稳定可靠的特点，为从事焊接工作的单位提供了技术保证。
参考文献：
［1］赵东，周丽华.钢材焊接性与焊接工艺咨询系统［J］.焊接，2004，48（8）：31-34.
［2］高纵仁.简明不锈钢使用手册［M］.山西太原：山西科学技术出版社，2003.
论文作者:罗俊清
论文发表刊物:《科技中国》2017年7期
论文发表时间:2017/11/1
标签：专家系统论文; 知识库论文; 系统论文; 焊接工艺论文; 方法论文; 不锈钢论文; 知识论文; 《科技中国》2017年7期论文;