楊凱

【摘 要】近年來，人工智能在軋鋼鋼業(yè)中漸漸被運(yùn)用，可用于金屬塑性加工過程中，增加生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益。本文主要探究人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)兩種多見人工智能運(yùn)用于軋鋼金屬塑性處理加工領(lǐng)域中的情況，有助于協(xié)助做好規(guī)劃設(shè)計，有效診斷制件質(zhì)量缺陷，充分保證制件加工質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】人工智能;金屬;塑性加工

引言

當(dāng)前，人工智能得到較快發(fā)展，在日常生活及生產(chǎn)加工領(lǐng)域中均被推廣使用。在軋鋼鋼業(yè)生產(chǎn)過程中，對金屬實行塑性加工時，可運(yùn)用人工智能協(xié)助作業(yè)，促使加工效率提升，改善生產(chǎn)加工精準(zhǔn)性，提升軋鋼企業(yè)生產(chǎn)效益。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)均是常見的人工智能，近些年，在軋鋼金屬塑性處理中漸漸被應(yīng)用。

一、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

（一）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的定義

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是針對人類大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建理論數(shù)學(xué)模型，針對大腦神經(jīng)網(wǎng)構(gòu)成及功能實行模擬所構(gòu)建的信息處置體系。依據(jù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可針對模式實行辨別、完成故障分析等[1]。

（二）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的集成分類

（1）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯的定義耦合方式

定義耦合方式是依據(jù)神經(jīng)元優(yōu)勢，發(fā)揮邏輯傾向系統(tǒng)功能，使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊邏輯的定義得以聯(lián)合，獲得連續(xù)概念結(jié)構(gòu)。充分呈現(xiàn)模糊集對應(yīng)知識，針對非確定因素及時處置，并采取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能完善學(xué)習(xí)效果[2]。

（2）模糊初始神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方式

模糊初始神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方式是對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原有處置單元、系統(tǒng)構(gòu)成、學(xué)習(xí)能力等結(jié)合模糊集含義實施模糊化處理。

（3）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯的數(shù)據(jù)耦合方式

數(shù)據(jù)耦合方式是對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采取模糊神經(jīng)相關(guān)調(diào)控器及區(qū)分類型器處理，提升模糊集統(tǒng)計性能，明確組員作用等。

（三）運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建專家系統(tǒng)

在軋鋼金屬塑性成形的各個過程中，需運(yùn)用量比較多的數(shù)據(jù)信息及計算方式。采取人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對專家系統(tǒng)實行構(gòu)建，數(shù)據(jù)信息和計算方式等表示形式得以更新，通過準(zhǔn)確統(tǒng)計數(shù)據(jù)資料，并將數(shù)據(jù)信息和計算方式等保存在各項網(wǎng)絡(luò)節(jié)點位置，針對學(xué)會內(nèi)容實施有效保存，能夠自動學(xué)習(xí)，為獲得數(shù)據(jù)信息及計算供應(yīng)支持。

（四）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于軋鋼金屬塑性加工處理領(lǐng)域的情況

在軋鋼金屬塑性加工處理中采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時，主要用于工藝規(guī)劃設(shè)計，依據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)選取合適工藝方式，替換常規(guī)依據(jù)規(guī)則的計算方式，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成知識學(xué)習(xí)。

因為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存在較優(yōu)自動學(xué)習(xí)性能，能夠完成并行，且存在一定容錯性特征。所以，可構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算體系，經(jīng)過學(xué)習(xí)知識內(nèi)容，并實行保存和再獲取，使知識保存于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)拓?fù)錁?gòu)建及相連權(quán)值內(nèi)。

完成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)之后，通過將數(shù)據(jù)模式對實行輸入，獲得輸出數(shù)據(jù)模式對，可解析所輸出的數(shù)據(jù)模式，且使此類數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成認(rèn)知邏輯含義，完善軋鋼金屬塑性加工處理工藝規(guī)劃設(shè)計情況。

在對金屬實施壓力加工張力控制時，運(yùn)用常規(guī)方法常會導(dǎo)致鋼材表層發(fā)生褶皺現(xiàn)象等，引發(fā)鼓包表現(xiàn)等。結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，選用合適加工機(jī)械設(shè)施，針對此類設(shè)施實施自動化控制，并對自動化控制體系持續(xù)優(yōu)化改進(jìn)，充分確保卷取機(jī)加工可靠性及準(zhǔn)確性。

二、專家系統(tǒng)

（一）專家系統(tǒng)的定義

專家系統(tǒng)是依據(jù)知識內(nèi)容所構(gòu)建的體系。專家系統(tǒng)也屬于含有知識內(nèi)容及計算推理能力的智能化互聯(lián)網(wǎng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)程序[3]。專家系統(tǒng)常依據(jù)規(guī)則針對問題實行解決，涵蓋總體數(shù)據(jù)信息庫、計算推理機(jī)、知識信息庫、知識內(nèi)容再獲取板塊、解析接口等構(gòu)件。

（二）專家系統(tǒng)和遺傳算法的集成

遺傳算法屬于優(yōu)化方式之一，可對較為復(fù)雜的生產(chǎn)加工及設(shè)計制作等難題進(jìn)行解決，不過，由于下面幾項因素帶來的影響，還具有一定局限之處：第一，實施優(yōu)化時需要用到的數(shù)據(jù)信息難以獲取;第二，優(yōu)化方式還需人類專家人員參與選取及明確;第三，優(yōu)化方式運(yùn)用范圍存在有限性;第四，針對復(fù)雜工業(yè)生產(chǎn)加工制造問題，采取優(yōu)化算法難以獲得最佳解決方案。而針對專家系統(tǒng)與遺傳算法實行集成，可以針對復(fù)雜工業(yè)問題實行有效解決。

（三）使專家系統(tǒng)融入軋鋼金屬塑性加工處理的重要性

軋鋼企業(yè)針對金屬實施塑性加工處理時，常涉及注塑作業(yè)、沖壓操作、制造加工、擠壓處理等，應(yīng)合理科學(xué)選取材料，做好有效排樣工作，實行規(guī)范工藝規(guī)劃設(shè)計等。比如，針對構(gòu)件加工工藝實施規(guī)劃設(shè)計時常會受到很多因素所帶來的影響，原材料、形狀特征、工藝處理條件、加工設(shè)施等，應(yīng)存在相對較為豐富經(jīng)驗的專家才可完成此類關(guān)系有效處置。

而且，技術(shù)工作人員實施構(gòu)件加工工藝規(guī)劃設(shè)計過程中，需搜集比較多的文獻(xiàn)資料，且充分考慮各種影響因素之間的關(guān)系及干擾，具備較多作業(yè)量，存在較長設(shè)計時間。此類，開展構(gòu)件加工工藝規(guī)劃設(shè)計時，設(shè)計效率不高，存在一定隨意性，難以確保合理性及規(guī)范性，提升設(shè)計花費(fèi)等。

而運(yùn)用專家系統(tǒng)協(xié)助開展軋鋼金屬塑性加工處理，則可以解決以上難題，依據(jù)設(shè)計工作人員自身知識以及經(jīng)驗體會匯總，構(gòu)建知識信息庫，采取計算推理方式，做好嚴(yán)格調(diào)控，進(jìn)而較快獲得科學(xué)工藝規(guī)劃設(shè)計。

（四）專家系統(tǒng)用在軋鋼金屬塑性加工處理領(lǐng)域的狀況

（1）用于級進(jìn)模型排樣

當(dāng)今，軋鋼行業(yè)實施金屬塑性加工處理時，所采取的專家系統(tǒng)以級進(jìn)模型排樣圖形類型專家系統(tǒng)為主。經(jīng)過構(gòu)建圖形類型專家系統(tǒng)，充分運(yùn)用以往排樣設(shè)計基礎(chǔ)理論知識以及制圖經(jīng)驗體會，針對級進(jìn)模型排樣問題進(jìn)行有效解決，促使排樣作業(yè)更加自動及智能[4]。

（2）用于工藝規(guī)劃設(shè)計

工藝規(guī)劃設(shè)計存在一定復(fù)雜性，受到很多條件因素帶來的限制，存在較多設(shè)計目標(biāo)等，常具有一些規(guī)劃設(shè)計難題。而且，工藝規(guī)劃設(shè)計情況和設(shè)計工作人員思維方式、理論知識、設(shè)計習(xí)慣等存在一定關(guān)系，是否可順利完成工藝規(guī)劃設(shè)計和設(shè)計工作人員經(jīng)驗體會也具有密切關(guān)系。而采取專家系統(tǒng)中事例推理方式，可依據(jù)往常經(jīng)驗體會針對存在的問題實行及時解決，進(jìn)而做好軋鋼金屬塑性加工工藝規(guī)劃設(shè)計工作。

（3）用于選取材料

依據(jù)專家系統(tǒng)可協(xié)助完成軋鋼金屬塑性加工材料選取，參考工藝技術(shù)信息、模具形狀特征、模具成形規(guī)律、實驗構(gòu)建的數(shù)據(jù)知識庫等，確保選用合適材料。

（4）用于診斷制件質(zhì)量缺陷不足

在了解軋鋼金屬塑性制件質(zhì)量缺陷類型、引發(fā)量因素、預(yù)防及規(guī)避量缺陷方式等情況的同時，列出語言可表述的規(guī)則，構(gòu)建數(shù)據(jù)知識信息庫，得到計算推理機(jī)，可設(shè)計出能夠診斷制件質(zhì)量缺陷不足的專家系統(tǒng)。依據(jù)家系統(tǒng)采取計算機(jī)實施數(shù)據(jù)信息知識分析模擬專家研究問題形式及解決問題方法，實施計算推理依據(jù)評估判定，明確預(yù)防和規(guī)避缺陷的科學(xué)方式。

（5）用于模具構(gòu)成設(shè)計

針對軋鋼金屬塑性模具構(gòu)成實施設(shè)計時，需實行局處智能化設(shè)計，可依據(jù)事例推理方式，實施注塑模構(gòu)成設(shè)計工作。

結(jié)束語

綜上所述，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)這兩種人工智能在軋鋼金屬塑性處理加工領(lǐng)域中均有應(yīng)用，其中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的集成分類主要包含三類，即神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯的定義耦合方式及數(shù)據(jù)耦合方式、模糊初始神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方式，依據(jù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對專家系統(tǒng)實行構(gòu)建，可解決復(fù)雜性問題，能夠逐漸實行創(chuàng)新完善，運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可協(xié)助完成工藝規(guī)劃設(shè)計，利用專家系統(tǒng)可協(xié)助開展軋鋼金屬級進(jìn)模型排樣、工藝規(guī)劃、選取材料、診斷制件質(zhì)量缺陷不足、設(shè)計模具構(gòu)成等，從而提高制件加工質(zhì)量和效果。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：南京鋼鐵股份有限公司）