摘? 要：為了加快企業(yè)設(shè)計研發(fā)效率、提高企業(yè)快速響應客戶的效率，通過對企業(yè)已有的三維工藝設(shè)計案例進行分析，運用案例推理的方法，設(shè)計實現(xiàn)一種基于案例推理的三維工藝自動生成系統(tǒng)。此系統(tǒng)通過案例推理方法匹配出與客戶需求最為相似的已有案例，經(jīng)過復用修改后，以滿足客戶的個性化定制需求，推動企業(yè)的工藝設(shè)計的長足發(fā)展。

關(guān)鍵詞：案例推理;三維工藝設(shè)計;自動生成

中圖分類號：TP391.7? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）07-0086-03

Research and Development of 3D Process Automatic Generation System

Based on Case-based Reasoning

ZHAO Zitao

（Xuchang Tobacco Machinery Co.，Ltd.，Xuchang? 461000，China）

Abstract：In order to speed up the efficiency of enterprise design and development，and improve the efficiency of enterprises rapid response to customers，through the analysis of the enterprises existing three-dimensional process design cases，the use of case-based reasoning method，the design of a three-dimensional process automatic generation system based on case-based reasoning. By means of case-based reasoning，this system matches the existing cases that are most similar to the customers requirements，and after re-use and modification，it can meet the customers personalized customization needs and promote the process design of the enterprise to make great progress.

Keywords：case-based reasoning;3D process design;automatic generation

0? 引? 言

隨著信息化，智能化的不斷發(fā)展，制造企業(yè)逐漸由原始的二維手工繪圖，已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱艘匀S設(shè)計軟件為工具的三維立體模型設(shè)計，其效率和精準度得到了大幅提高。2015年，國家提出《2025智能制造》制造業(yè)戰(zhàn)略行動綱領(lǐng)以來，客戶由以往的大批量、同批次的產(chǎn)品需求轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨俊⒍嗯蔚膫€性化需求。在當前激烈的制造業(yè)競爭環(huán)境下，誰能更快地響應客戶需求，更準確地把握客戶想法，誰就能有長足的發(fā)展。然而，個性化的產(chǎn)品從需求到設(shè)計再到生產(chǎn)，往往需要很長的研發(fā)周期;企業(yè)花費大量的精力用于小批量的個性化開發(fā)，生產(chǎn)成本得不到有效控制，造成企業(yè)資源的浪費。因而采用基于案例推理的三維工藝自動生成技術(shù)，將需求、設(shè)計與生產(chǎn)等各個產(chǎn)品制造要素有機地結(jié)合在一起，實現(xiàn)以信息化、智能化為目標的現(xiàn)代智能制造工業(yè)發(fā)展，就顯得尤為重要。

1? 案例推理的原理

在多年個性化定制的生產(chǎn)工藝設(shè)計中，本公司積累了大量的產(chǎn)品設(shè)計規(guī)則、物料屬性信息要素和產(chǎn)品模塊信息要素等工藝信息，形成了產(chǎn)品生產(chǎn)工藝生成的規(guī)則知識，為了提高工藝生成的設(shè)計效率、滿足個性化需求、提升設(shè)計質(zhì)量，國內(nèi)外專家學者、企業(yè)及研究單位都在致力于產(chǎn)品生產(chǎn)工藝智能化、信息化和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展研究?；诎咐评矸椒ǖ漠a(chǎn)品生產(chǎn)工藝研究因其通過重用和修改已知的相似產(chǎn)品生產(chǎn)工藝設(shè)計，具有快速高效、準確的優(yōu)勢，并因其改善原有依賴設(shè)計人員主觀判斷的特點而引起了廣泛的關(guān)注。

案例推理方法（Case-Based Reasoning，簡稱CBR）是一種基于由已知案例知識推出目標案例的推理機制，是由人工智能發(fā)展起來的一種重要的推理方法[1]。當?shù)玫揭粋€新的問題時，運用案例推理方法，將案例庫中的已有信息與新的問題關(guān)聯(lián)起來，經(jīng)過對比、改進，解決遇到的新問題。案例推理方法與傳統(tǒng)方法比較，具有高效、避免知識瓶頸等特點。同時，基于案例推理設(shè)計的系統(tǒng)，隨著案例推理庫的不停擴充，判斷匹配的準確率會呈幾何級增長。案例推理的流程如圖1所示，在得到新的問題之后，首先進行目標案例的描述，然后進行目標案例的檢索，將目標案例與案例庫進行檢索對比，如果存在與目標案例相同的情況，則進行案例的重用，形成新的案例，如果目標案例與案例庫不相匹配，則采用“就近原則”對最為相似的案例進行修改和調(diào)整，得到新的案例，結(jié)合客戶的滿意度反饋和評價，進行案例的學習，將最終案例存入案例庫中，供下次新問題檢索使用。其中，案例檢索包含案例知識表示、概念樹相似度及案例相似度計算三部分。

2? 基于案例推理的三維工藝自動生成系統(tǒng)設(shè)計

2.1? 需求分析

針對本企業(yè)在生產(chǎn)設(shè)計過程中的實際需求，為解決生產(chǎn)工藝大都依靠人工設(shè)計導致的設(shè)計工藝數(shù)據(jù)表達不規(guī)范;格式不統(tǒng)一、不規(guī)范;企業(yè)生產(chǎn)工藝設(shè)計資源得不到有效利用等問題弊端，提出了基于案例推理的三維工藝自動生成系統(tǒng)，為提高本企業(yè)信息化、智能化的水平提供了可靠的保障，其主要需求目標為：

（1）通過對本企業(yè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整合、歸類，建立了企業(yè)標準化三維工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)字典庫;通過對企業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程的工藝數(shù)據(jù)的整合、歸類，構(gòu)建了物料屬性、部件、工藝為一體的服裝生產(chǎn)工藝信息庫;

（2）利用計算機的人機交互技術(shù)，可以提供快捷、方便的添加、刪除、修改和查詢等工藝數(shù)據(jù)的編輯功能;

（3）利用案例推理技術(shù)，依據(jù)本企業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)要求，通過信息共享、資源共享，自動生成基于案例推理的三維工藝生產(chǎn)工藝單;

（4）有完善的權(quán)限控制機制，可以按照權(quán)限添加、修改、刪除和查找有關(guān)三維工藝生成設(shè)計資料，并對關(guān)鍵數(shù)據(jù)有良好的加密機制。

2.2? 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

基于案例推理的三維工藝自動生成系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。系統(tǒng)采用瀏覽器/服務(wù)器模式（B/S模式），客戶只需安裝瀏覽器即可上手使用。系統(tǒng)架構(gòu)采用面向?qū)ο蟮腟truts三層架構(gòu)設(shè)計模式，分為數(shù)據(jù)層DB、業(yè)務(wù)邏輯層BLL以及界面展示UI。

位于底層的是數(shù)據(jù)層DB，用于存儲工藝基礎(chǔ)信息、物料屬性基礎(chǔ)信息、設(shè)計規(guī)則信息等基礎(chǔ)信息。數(shù)據(jù)庫采用配對的點對點的結(jié)構(gòu)模式，并采用適用于局域網(wǎng)、安全性比較好的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，權(quán)限設(shè)計面向固定的使用人群，有良好的權(quán)限追蹤控制機制，可對權(quán)限的使用和審批進行流程化管理，對信息安全的控制能力很強，保障了公司的信息安全。

業(yè)務(wù)邏輯層BLL是系統(tǒng)的核心架構(gòu)，主要負責系統(tǒng)的各種業(yè)務(wù)邏輯，處理客戶提出的請求，對數(shù)據(jù)進行復雜的算法運算，對數(shù)據(jù)層進行各種操作，如數(shù)據(jù)的處理、提煉和計算等。

界面交互層UI負責用于人機交互、接收客戶輸入的各種數(shù)據(jù)和反饋從數(shù)據(jù)庫得到的各種數(shù)據(jù)，滿足客戶的個性化交互操作需求。

2.3? 系統(tǒng)功能設(shè)計

基于案例推理的三維工藝自動生成系統(tǒng)功能分為工藝信息管理模塊、工藝單生成模塊、客戶需求提取模塊和系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模塊四個部分。如圖3所示，其中工藝信息管理分為工藝信息錄入、工藝信息查詢等功能;工藝單生成模塊分為三維工藝設(shè)計生成功能、三維工藝設(shè)計管理等功能;客戶需求提取模塊分為客戶基本信息維護功能、訂單需求信息管理等模塊;系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模塊分為企業(yè)員工信息功能、系統(tǒng)用戶信息功能、工藝數(shù)據(jù)字典功能和標準基元圖。

3? 基于案例推理的三維工藝自動生成系統(tǒng)實例

根據(jù)本企業(yè)需求分析和系統(tǒng)的總體設(shè)計要求，基于案例推理的三維工藝自動生成系統(tǒng)主要有工藝信息管理模塊、工藝設(shè)計生成模塊、客戶需求提取模塊和系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模塊，并采用JavaWeb語言進行程序設(shè)計，B/S架構(gòu)開發(fā)設(shè)計，降低了系統(tǒng)部署難度，采用Tomcat作為應用服務(wù)器來處理業(yè)務(wù)邏輯，其中以工藝設(shè)計生成模塊為例，主要實現(xiàn)代碼如下：

public String create （）{

SpatternDaodao=new SpatternDao（）;

CraftStyleDaosdao=new CraftStyleDao（）;

PSpatternInfotb info1= new PSpatternInfotb（）;

if（this.styleid==null &&this.styleid.length（） ==0）{

message（"工藝號為空"）;

return "success";

}

info1=dao.loadPSpatternInfotb（this.id）;

info1.setAllPatternPath（this.allPatternPath）;

info1.setModifState（2）;

info1.setPatternUseFor（this.patternUseFor）;

info1.setSourceOfPattern（this.sourceOfPattern）;

info1.setPatternDescription（this.pattern Description）;

dao.updatePSpatternInfotb（info1）;

for（inti=0;i

PSfabricPatterntb info2=new PSfabric Patterntb（）;

info2=dao.loadPSfabricPatterntb （Long.parseLong（fabricid[i]））;

info2.setPatternNum（this.fabric[i]）;

dao.updatePSfabricPatterntb （info2）;

}

for（inti=0;i

PSliningPatterntb info2=new PSlining Patterntb（）;

info2=dao.loadPSliningPatterntb （Long.parseLong（liningid[i]））;

info2.setPatternNum（this.lining[i]）;

dao.updatePSliningPatterntb（info2）;

}

for（inti=0;i

PSlinedPatterntb info2=new PSlined Patterntb（）;

info2=dao.loadPSlinedPatterntb （Long.parseLong（linedid[i]））;

info2.setPatternNum（this.lined[i]）;

dao.updatePSlinedPatterntb（info2）;

}

for（inti=0;i

PSjingPatterntb info2=new PSjing Patterntb（）;

info2=dao.loadPSjingPatterntb （Long.parseLong（jingid[i]））;

info2.setPatternNum（this.jing[i]）;

dao.updatePSjingPatterntb（info2）;

}

return message;

}

4? 結(jié)? 論

采用基于案例推理的三維工藝自動生成系統(tǒng)，可以快速地響應客戶對產(chǎn)品的需求，匹配出和客戶需求最為接近的相似案例，利用企業(yè)已有案例進行個性化開發(fā)定制。在實際的使用中，該系統(tǒng)大大地縮短了本公司產(chǎn)品研發(fā)周期，降低了工藝設(shè)計人員的工作量，助力企業(yè)向信息化、智能化大幅邁進。

參考文獻：

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[2] 顧東曉，李興國，梁昌勇，等.案例檢索及權(quán)重優(yōu)化方法研究及應用 [J].系統(tǒng)工程學報，2009，24（6）：764-768.

[3] 侯玉梅，許成媛.基于案例推理法研究綜述 [J].燕山大學學報（哲學社會科學版），2011，12（4）：102-108.

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作者簡介：趙子濤（1990—），男，漢族，河南許昌人，助理工程師，碩士研究生，研究方向：智能信息處理。