Representação de Conhecimento e Sistemas de Raciocínio

1. Representação de Conhecimento e Sistemas de Raciocínio • Sistemas inteligentes estão no escopo da inteligência artificial, AI definida por Elaine Rich “estudo de como fazer computadores fazerem coisas que no momento pessoas são melhores”. • Definições: • dados: conjunto de descrições simples - parafuso 63 pesa 60 g; • informação: contém interpretação - parafuso 25 é o mais pesado do grupo; • conhecimento: é informação sobre a informação - definição do mais pesado, regras de comparação e o procedimento . • Meta-Conhecimento: conhecimento sobre o conhecimento. CAPP - Sistema Especialista

2. Raciocínio é o processo de usar o conhecimento para criar mais conhecimento. • Um aspecto fundamental na representação do conhecimento é que o conhecimento consiste de objetos (entidades) e da inter-relações entre eles. Por exemplo: em um sistema de regras de produção o conhecimento é representado como um conjunto de sentenças lógicas do tipo: if A is true, then B is true. Estas sentenças podem ser processadas com uma estratégia para obter novas sentenças verdadeiras. O conjunto inicial é a base de conhecimento e a manipulação para obter novas informações ou conhecimentos é inferência e o software que executa é motor de inferência. CAPP - Sistema Especialista

3. Tipos comuns de representação do conhecimento: • logic-based : regras de produção ,prolog; • semantic networks: genérico; • frames tipo de sn; • object-oriented: tipo de sn; • scripts: tipo de sn. • Regras de Produção: é a representação de conhecimento mais utilizada em sistemas especialistas. • Base de Conhecimento: o conhecimento é armazenado na forma de regras e fatos, cada regra possui uma premissa (condição) e uma conclusão (ação). IF (premisa) THEN (conclusão). • Motor de inferência: inferência é o processo pelo qual alguma conclusão pode ser deduzida de uma ou mais premissas. ‘modus ponens’ CAPP - Sistema Especialista

4. Motor de inferência- controle: trata da estratégia de utilização das regras, resolução de conflitos. • Existem sistemas que integram diferentes modelos de conhecimento diferentes, são denominados híbridos ou mistos. CAPP - Sistema Especialista

5. Sistemas Especialistas para Planejamento de Processos • 4 componentes são necessários para planejamento: estado inicial, meta, recursos e ações. • Em planejamento de processos para fabricação de peças, o estado inicial é a matéria-prima, a meta é a peça, os recursos são máquinas, ferramentas, materiais e operadores, as ações são as operações executadas nas máquinas. • Modelo de representação do problema em AI: espaço de estados. estado inicial, estado meta e todos estados possíveis - estados intermediários. CAPP - Sistema Especialista

6. Mudança de um estado para outro é feita pela aplicação de algum tipo de operação. • O mecanismo que executa uma operação é denominado operador e está relacionado a recursos específicos. • Se todos os recursos necessários são assumidos disponíveis, então o problema de planejamento pode ser representado por estes dois componentes: estados e operadores. • Estados são estruturas de dados que representam o status do problema durante o processo de solução. • Operadores podem ser representados por regras que consistem em duas partes: condições e ações. • A solução pode ser um conjunto de operações ou uma coleção de todos os estados intermediários. CAPP - Sistema Especialista

7. Exemplo : problema de montagem de quatro peças. CAPP - Sistema Especialista

8. Representação do espaço de estados de um processo de fabricação. CAPP - Sistema Especialista

9. A representação por grafo é uma ferramenta útil para visualização da solução (os nós são os estados e os arcos são as operações), mas quando a quantidade de estados é muito grande pode ser dispendiosa a pesquisa em todo o espaço de estados. Como alternativa, pode-se gerar um nó e avaliá-lo imediatamente. • Decomposição do problema geração sucessiva de sub-problemas menores. • Em montagem, geração de sub-montagens e respectivas peças base. • Decomposição é mais eficiente, mas necessita que todos os estados ou sub metas sejam explicitamente representados. CAPP - Sistema Especialista

10. Elementos Básicos de Planejamento de Processos • Usinagem • estado inicial: matéria-prima; • estado meta: peça; • Operações: furação, torneamento, fresamento, retificação...; • Recursos: máquinas, ferramentas, operadores. • Inspeção • estado inicial: peça não inspecionada; • estado meta: peça com todas as dimensões e tolerâncias; • Operações: medição; • Recursos: máquinas, ferramentas, padrões e operadores. • Montagem • estado inicial: componentes; • estado meta: produto montado; • Operações: montagem; • Recursos: robôs, máquinas, ferramentas, montadores. CAPP - Sistema Especialista

11. Arquitetura de Sistema Especialista para Planejamento de Processos • Devido a complexidade recomenda-se o uso de planejamento hierárquico, plano geral evolui para um detalhado. • No caso de usinagem , inicialmente determina-se todos os processos, em seguida máquinas, seqüência de operações e ferramentas. CAPP - Sistema Especialista

12. Seleção de Processos • Baseia-se na análise de “features” identificadas ou definidas no projeto. • Seleção de processos de usinagem utiliza dois tipos de conhecimento: processos de usinagem e seleção de operações. • A Seleção de processos se baseia principalmente na tolerância, acabamento superficial e forma. • Regras podem ser usadas para selecionar os processos, por exemplo: • IF the feature is a cylinder with a diameter D (D1<D<D2) , its tolerence is smaller than or equal to T1, and the blank material is a bar THEN the following operations arte recommended: • 1. turning+grinding • 2. turning+diamond turning. (alternative processes) CAPP - Sistema Especialista

13. Inicialmente os processos são selecionados com base nas regras de produção. • Peça da figura tem 19 features e são gerados 19 conjuntos de operações. • A geração de planos alternativos é executada em seguida, com a eliminação de processos duplicados. • Após a eliminação sobram quatro alternativas. • As strings da etapa anterior são utilizadas para gerar os processos alternativos por combinação • A seguir é feita a seleção de máquinas, depende da capacidade da máquina. • Após a seleção de máquinas é feita a seleção das superfícies de fixação. A seleção do dispositivoé complicada mas pode ser feita com auxília da TG. CAPP - Sistema Especialista

14. CAPP - Sistema Especialista

15. A:Torneamento; H: retificação cilíndrica; L:Torneamento em duro; F:Fresamento vertical; M:Fresadora universal; Conjunto final de Operações: alternativa String 1 AFH 2 AHM 3 AFL 4 ALM CAPP - Sistema Especialista

16. CAPP - Sistema Especialista

17. Após a seleção do dispositivo é feito o planejamento da seqüência de fixação da peça, leva em conta principalmente o acesso as features e as condições de localização e fixação da peça. • A seleção e a seqüência de fixações é feita através da minimização do número de fixações para fabricar a peça. • A seleção de ferramentas se baseiam em critérios tradicionais de usinagem. • Outra fase é o agrupamento de operações e seu sequênciamento, após a seleção das fixações e das ferramentas pode ser feito o sequenciamento das operações para obter a máxima produção e mínimo custo, este sequenciamento pode ser feito com base nos tipos de operações e até das ferramentas utilizadas. CAPP - Sistema Especialista

18. Em cada grupo de operações, por exemplo operações de desbaste é necessário definir uma estratégia de usinagem, Kusiak (1990) propôs um método de otimização do caminho das ferramentas baseado no mínimo custo de usinagem, ferramentas e fixação. CAPP - Sistema Especialista