第一篇：《自然語(yǔ)言理解》課程設(shè)計(jì)

自然語(yǔ)言理解課程設(shè)計(jì)報(bào)告 姓名

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趙子豪黃承功趙子豪2011級(jí)電子信息工程*** zzh0526ac@163.com

課題分析

機(jī)器翻譯（machine translation），又稱為自動(dòng)翻譯，是利用計(jì)算機(jī)把一種自然源語(yǔ)言轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N自然目標(biāo)語(yǔ)言的過程，一般指自然語(yǔ)言之間句子和全文的翻譯。它是自然語(yǔ)言處理（Natural Language Processing）的一個(gè)分支，與計(jì)算語(yǔ)言學(xué)（Computational Linguistics）、自然語(yǔ)言理解（Natural Language Understanding）之間存在著密不可分的關(guān)系。

機(jī)器翻譯的研究是建立在語(yǔ)言學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)這3門學(xué)科的基礎(chǔ)之上的。語(yǔ)言學(xué)家提供適合于計(jì)算機(jī)進(jìn)行加工的詞典和語(yǔ)法規(guī)則，數(shù)學(xué)家把語(yǔ)言學(xué)家提供的材料形式化和代碼化，計(jì)算機(jī)科學(xué)家給機(jī)器翻譯提供軟件手段和硬件設(shè)備，并進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。缺少上述任何一方面,機(jī)器翻譯就不能實(shí)現(xiàn),機(jī)器翻譯效果的好壞，也完全取決于這3個(gè)方面的共同努力。

機(jī)器翻譯系統(tǒng)可以分為多種類型:基于規(guī)則的機(jī)器翻譯系統(tǒng)，基于語(yǔ)料庫(kù)的機(jī)器翻譯系統(tǒng)，基于實(shí)例的機(jī)器翻譯系統(tǒng)，多引擎機(jī)器翻譯系統(tǒng)，語(yǔ)音機(jī)器翻譯系統(tǒng)。隨著因特網(wǎng)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)上的語(yǔ)言障礙越來越嚴(yán)重，為了克服網(wǎng)絡(luò)交流中的語(yǔ)言障礙，還出現(xiàn)了一些專門面向網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器翻譯系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展 已經(jīng)取得的進(jìn)步：

?近十幾年來，機(jī)器翻譯取得了巨大的進(jìn)步

?統(tǒng)計(jì)機(jī)器翻譯取得巨大成功，從基于詞的模型發(fā)展

到了基于短語(yǔ)的模型和基于句法的模型

?機(jī)器翻譯的統(tǒng)計(jì)方法和規(guī)則方法走向融合?機(jī)器翻譯系統(tǒng)開發(fā)效率大為提高：數(shù)年-->數(shù)周?應(yīng)用范圍大大拓展：Google翻譯支持幾十種語(yǔ)言

?翻譯質(zhì)量也有了明顯上升，已經(jīng)成為日常工具

依然面臨的困難：

?翻譯質(zhì)量仍然不夠理想（嬰兒期）

?需要大規(guī)模訓(xùn)練語(yǔ)料庫(kù)：數(shù)據(jù)稀疏問題

?需要與應(yīng)用場(chǎng)合相近的語(yǔ)料：領(lǐng)域適應(yīng)性

?語(yǔ)言形態(tài)的復(fù)雜性還沒有好的處理辦法

?語(yǔ)言之間差異性很大時(shí)翻譯質(zhì)量不理想

各系統(tǒng)主要技術(shù)要點(diǎn)

Systran：基于規(guī)則的機(jī)器翻譯系統(tǒng)

美國(guó)的SYSTRAN系統(tǒng):美國(guó)在喬治敦大學(xué)機(jī)器翻譯系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開發(fā)了大型的機(jī)器翻譯系統(tǒng)SYSTRAN，已達(dá)到實(shí)用水平。例如，提供給美國(guó)空軍的SYSTRAN系統(tǒng)，詞典有16.8萬個(gè)詞干形式和I3.6萬個(gè)詞組，可進(jìn)行俄英機(jī)器翻譯，每小時(shí)可翻譯15萬詞;提供給美國(guó)拉特塞克(Latsec)公司的SYSTRAN系統(tǒng)，可進(jìn)行俄英、英俄、德英、漢法、漢英機(jī)器翻譯，每小時(shí)可

譯30萬—35萬個(gè)詞。SYSTRAN是目前應(yīng)用最為廣泛、所開發(fā)的語(yǔ)種最為豐富的一個(gè)實(shí)用化機(jī)器翻譯系統(tǒng)。

AT&T公司的語(yǔ)音機(jī)器翻譯系統(tǒng)

AT&T公司的阿爾薩瓦基(AlshawaKi,1998)等開發(fā)的語(yǔ)音翻譯系統(tǒng)由語(yǔ)音識(shí)別、機(jī)器翻譯、語(yǔ)音合成三部分組成。他們?cè)跈C(jī)器翻譯部分采用的算法非常獨(dú)特，這實(shí)際上是一個(gè)基于平行概率語(yǔ)法的機(jī)器翻譯系統(tǒng)。

Verbmobil系統(tǒng)

Verbmobil系統(tǒng)與我們所熟悉的文本翻譯系統(tǒng)的不同之處主要體現(xiàn)在: —語(yǔ)音處理:要進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別和語(yǔ)音合成。該系統(tǒng)的目標(biāo)很高，實(shí)現(xiàn)了GSM語(yǔ)音條件下的自動(dòng)翻譯，除了一開始撥打Verbmobil語(yǔ)音服務(wù)電話以外，整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)可完全用GSM電話通過語(yǔ)音方式實(shí)現(xiàn)，無需任何按鍵操作;系統(tǒng)具有語(yǔ)音自適應(yīng)能力，一開始使用與說話者無關(guān)的語(yǔ)音識(shí)別模塊，通過一段時(shí)間對(duì)話后，自動(dòng)適應(yīng)說話者的口音，提高識(shí)別正確率;

—處理自然的語(yǔ)音:要考慮現(xiàn)實(shí)口語(yǔ)中的各種復(fù)雜現(xiàn)象，如停頓、重復(fù)、修正、漏詞等等;要建立對(duì)話模型，理解句子的語(yǔ)義，并考慮上下文進(jìn)行翻譯，甚至要猜測(cè)說話者的意圖

TRASLATION ADAPTORⅡ

NEC公司的”TRASLATION ADAPTORⅡ”：能進(jìn)行英日和日英的雙向翻譯，除翻譯之外，還可進(jìn)行查詞典、例句檢索、英文主頁(yè)寫作、英文電子郵件寫作等工作，翻譯時(shí)對(duì)于英日文化差異而形成的語(yǔ)文中的細(xì)微色彩的不同比較注意，基本詞典9萬詞，價(jià)格9800日元。

雅信CAT-2.5和東方快車3000

雅信CAT-2.5以詞為單位進(jìn)行切分，東方快車3000以詞組為單位，兩種軟件都帶有專業(yè)詞庫(kù)，并綜合了近年來計(jì)算機(jī)語(yǔ)言學(xué)的一些成果，如引入了復(fù)雜特征集等，對(duì)于賓語(yǔ)從句，定語(yǔ)從句翻譯也注意了譯文的詞序的重新排列。然而，國(guó)內(nèi)的翻譯軟件似乎基本上都采用上下文無關(guān)語(yǔ)法，其優(yōu)點(diǎn)是編澤程序過程用時(shí)短，縮短了開發(fā)周期，見效較快。這種語(yǔ)法20世紀(jì)60年代曾在國(guó)外機(jī)譯研究中被廣泛采用，但它的不足之處在上述兩種軟件中也有所體現(xiàn)。

各系統(tǒng)性能比較分析

Google和Systran翻譯比較

Ｇｏｏｇｌｅ翻譯均較Ｓｙｓｔｒａｎ的得分高，在連貫性上Ｇｏｏｇｌｅ翻譯也均較Ｓｙｓｔｒａｎ的得分高，說明Ｇｏｏｇｌｅ翻譯的譯文質(zhì)量較高。在新聞、商業(yè)文本和小說類型上，兩個(gè)翻譯系統(tǒng)所存在的差異較小。在小說文本中，兩個(gè)翻譯系統(tǒng)均取得了最高的分?jǐn)?shù)，而體育新聞的翻譯則得分最低。在體育文章上，Ｇｏｏｇｌｅ翻譯比Ｓｙｓｔｒａｎ得分又相對(duì)高一些。在完整性和連貫性上，完整性的得分也比連貫性要高。兩種系統(tǒng)在小說上得分差異最小，在體育上得分差異最大。

對(duì)Ｇｏｏｇｌｅ和Ｓｙｓｔｒａｎ翻譯的四種類型文本譯文的評(píng)估結(jié)果，Ｇｏｏｇｌｅ翻譯在所有的四種文本類型上都比Ｓｙｓｔｒａｎ的表現(xiàn)更好?？傮w來看，Ｇｏｏｇｌｅ譯文的得分要比Ｓｙｓｔｒａｎ的高，平均分相差０．１２６５，其中商業(yè)文本差距最大，小說差距最小。從不同類型文本的得分來看，小說得分最高，體育報(bào)道類得分最低；兩種系統(tǒng)得分相比，在小說上得分差異最小，在體育上得分差異最大。

將人工評(píng)估結(jié)果與ＢＬＥＵ的進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)它們對(duì)兩個(gè)翻譯系統(tǒng)譯文質(zhì)量評(píng)價(jià)具有一致性。表現(xiàn)在：均認(rèn)為Ｇｏｏｇｌｅ翻譯譯文要比Ｓｙｓ-ｔｒａｎ譯文質(zhì)量高；均認(rèn)為小說的譯文質(zhì)量最高，體育報(bào)道的譯文質(zhì)量最差；均認(rèn)為系統(tǒng)之間小說類上得分差異最小，在體育上得分差異最大。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生原因是ＢＬＥＵ的評(píng)估基于Ｎ－ｇｒａｍ（大詞匯連續(xù)語(yǔ)音識(shí)別中常用的一種語(yǔ)言模型，國(guó)際上處于主流地位的一種分詞方法，它按照固定單詞數(shù)進(jìn)行分詞，單詞數(shù)目（Ｎ）越大，準(zhǔn)確性就越高）對(duì)標(biāo)準(zhǔn)譯文和原文比對(duì)，句子的意思完全不同仍可獲得較高的分?jǐn)?shù)。

AT&T公司的語(yǔ)音機(jī)器翻譯系統(tǒng)

這種方法的主要特點(diǎn)是:

1.訓(xùn)練可以全自動(dòng)進(jìn)行，效率很高，由一個(gè)雙語(yǔ)句子對(duì)齊的語(yǔ)料庫(kù)可以很快訓(xùn)練出一個(gè)機(jī)器翻譯系統(tǒng);

2.不使用任何人為定義的語(yǔ)言學(xué)標(biāo)一記(如詞性、短語(yǔ)類、語(yǔ)義類

等等)，無需任何語(yǔ)言學(xué)知識(shí);

3.訓(xùn)練得到的參數(shù)包含了句子的深層結(jié)構(gòu)信息，這一點(diǎn)比IBM的統(tǒng)計(jì)語(yǔ)言模型更好。

這種方法比較適合于語(yǔ)音翻譯這種領(lǐng)域較受限、詞匯集較小的場(chǎng)合，對(duì)一于大規(guī)模的文本翻譯并不合適。，但這種做法對(duì)我們開拓思路還是非常有借鑒意義的。

Verbmobil系統(tǒng)

多種基準(zhǔn)的測(cè)試以及大規(guī)模端對(duì)端評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)令人信服地表明，Verbmobil的最終版本系統(tǒng)中達(dá)到了所有的預(yù)定目標(biāo)，有些目標(biāo)甚至被超越了。在大規(guī)模翻譯實(shí)驗(yàn)中，正確翻譯率達(dá)到大約80%在真實(shí)用戶的端對(duì)端測(cè)試中，90%的對(duì)話任務(wù)獲得成功。

TRASLATION ADAPTORⅡ

—詞典容量大而不失其準(zhǔn):由于網(wǎng)絡(luò)上英語(yǔ)涉及面廣，詞匯十分豐富，網(wǎng)絡(luò)翻譯系統(tǒng)的詞典容量都很大，至少可以幫助人們查詢不認(rèn)識(shí)的生詞，弄清生詞的準(zhǔn)確含義;

—翻譯速度快而不失其要:便于在網(wǎng)上快速瀏覽并查找所需要的信息，了解網(wǎng)上信息的梗概要略，譯文具有可讀性。

—譯文質(zhì)量粗而不失其信:譯文能傳達(dá)英文原文的意思，以“信”為首先的追求目標(biāo)，而不要求做到譯文的“達(dá)”和“雅”。

—翻譯方式多而不失其巧:既可以使用Web瀏覽器將英語(yǔ)原文下載到PC機(jī)上進(jìn)行翻譯，也可以在網(wǎng)絡(luò)上直接控制進(jìn)行翻譯，一也可以使用poxy代理服務(wù)器代表客戶機(jī)傳送服務(wù)請(qǐng)求，通過翻譯軟件在Web瀏覽器上把英語(yǔ)直接翻譯為日語(yǔ)，還可以僅只查詞典，翻譯方式多樣而巧妙，以適應(yīng)不同用戶的要求。

—文本格式嚴(yán)而不失其便:譯文盡量保持英語(yǔ)原文的“超文本”特點(diǎn)，滿足HTML超文本置標(biāo)語(yǔ)言的要求，便于用戶在網(wǎng)絡(luò)中暢游。

未來的研究展望

半個(gè)世紀(jì)以來，機(jī)器翻譯研究雖幾經(jīng)曲折但終究已經(jīng)得到了普遍的承認(rèn)，其應(yīng)用也已愈益廣泛。特別令人鼓舞的是無論是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)現(xiàn)在已有那么

多的商品化系統(tǒng)進(jìn)入市場(chǎng)，尤其是PC機(jī)譯產(chǎn)品。同時(shí)隨著PC的普及以及為滿足瀏覽因特網(wǎng)的需求，機(jī)譯產(chǎn)品進(jìn)入千家萬戶的趨勢(shì)已開始顯露。

機(jī)器翻譯的展望世界機(jī)器翻譯研究已走過了50多年的曲折歷程，目前一些翻譯軟件產(chǎn)品如“龍方雅信CAT”等基本上已達(dá)到了實(shí)用水平。隨著全球網(wǎng)絡(luò)化和經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，機(jī)器翻譯在農(nóng)業(yè)及其他領(lǐng)域的應(yīng)用前景會(huì)越來越廣闊。對(duì)于機(jī)器翻譯研究者來說，如何進(jìn)一步提高機(jī)器翻譯系統(tǒng)的翻譯質(zhì)量是機(jī)器翻譯研究的核心，也是他們始終追求的目標(biāo)和責(zé)任，需要計(jì)算機(jī)、語(yǔ)言學(xué)、心理學(xué)、邏輯學(xué)、數(shù)學(xué)、人工智能等多學(xué)科的綜合研究成果。技術(shù)方面，預(yù)計(jì)在雙語(yǔ)／多語(yǔ)語(yǔ)料庫(kù)多級(jí)加工、統(tǒng)計(jì)方法和機(jī)器學(xué)習(xí)方法、轉(zhuǎn)換方法、語(yǔ)義和知識(shí)表示等幾方面將得到研究進(jìn)展。應(yīng)用方面，在Internet環(huán)境下的應(yīng)用、個(gè)人計(jì)算方面的應(yīng)用、領(lǐng)域受限的子語(yǔ)言應(yīng)用、翻譯工作站和翻譯輔助工具等幾方面將得到進(jìn)一步的開發(fā)應(yīng)用。對(duì)于農(nóng)業(yè)數(shù)字圖書館，以上機(jī)器翻譯技術(shù)的發(fā)展將整體提高它的多語(yǔ)種農(nóng)業(yè)信息的提供能力，從而更好地為農(nóng)業(yè)數(shù)字圖書館的用戶提供服務(wù)?？梢韵嘈?，隨著機(jī)器翻譯研究和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷深入發(fā)展，終將有一天，世界上不同語(yǔ)種國(guó)家的人們可以借助機(jī)器翻譯產(chǎn)品達(dá)到在各種場(chǎng)合自然無障礙的交流。

參考文獻(xiàn)

1.《機(jī)器翻譯研究》-馮志偉著2004

2.《機(jī)器翻譯技術(shù)的進(jìn)展與展望》劉群、王海峰、王惠臨、宗成慶、趙鐵軍、史曉東、朱靖波、陳家俊、張民2011-12

3.《機(jī)器翻譯研究的展望》董振東

4.《中國(guó)機(jī)器翻譯研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)：第八屆全國(guó)機(jī)器翻譯研討會(huì)總結(jié)與展望》杜金華;張萌;宗成慶;孫樂

5.《Ｓｙｓｔｒａｎ和Ｇｏｏｇｌｅ翻譯系統(tǒng)英譯漢質(zhì)量評(píng)價(jià)—以四類文本翻譯為例》廖夢(mèng)麟（海南醫(yī)學(xué)院外語(yǔ)部，海南?？冢担罚保保梗梗?/p>

6.百度百科“機(jī)器翻譯”

7.《外語(yǔ)翻譯文化第3輯》-屠國(guó)元主編2003

8.《外語(yǔ)翻譯文化第3輯》-屠國(guó)元主編2003 P211

第二篇：自然語(yǔ)言處理

自然語(yǔ)言處理（Natural Language Processing簡(jiǎn)稱NLP）是人工智能和語(yǔ)言學(xué)領(lǐng)域的分支學(xué)科。在這此領(lǐng)域中探討如何處理及運(yùn)用自然語(yǔ)言；自然語(yǔ)言認(rèn)知?jiǎng)t是指讓電腦“懂”人類的語(yǔ)言。

自然語(yǔ)言生成系統(tǒng)把計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為自然語(yǔ)言。自然語(yǔ)言理解系統(tǒng)把自然語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)程序更易于處理的形式。

理論上，NLP是一種很吸引人的人機(jī)交互方式。早期的語(yǔ)言處理系統(tǒng)如SHRDLU，當(dāng)它們處于一個(gè)有限的“積木世界”，運(yùn)用有限的詞匯表會(huì)話時(shí)，工作得相當(dāng)好。這使得研究員們對(duì)此系統(tǒng)相當(dāng)樂觀，然而，當(dāng)把這個(gè)系統(tǒng)拓展到充滿了現(xiàn)實(shí)世界的含糊與不確定性的環(huán)境中時(shí)，他們很快喪失了信心。

由于理解（understanding）自然語(yǔ)言，需要關(guān)于外在世界的廣泛知識(shí)以及運(yùn)用操作這些知識(shí)的能力，自然語(yǔ)言認(rèn)知，同時(shí)也被視為一個(gè)人工智能完備（AI-complete）的問題。同時(shí)，在自然語(yǔ)言處理中，“理解”的定義也變成一個(gè)主要的問題。

自然語(yǔ)言處理研究的難點(diǎn) 單詞的邊界界定

在口語(yǔ)中，詞與詞之間通常是連貫的，而界定字詞邊界通常使用的辦法是取用能讓給定的上下文最為通順且在文法上無誤的一種最佳組合。在書寫上，漢語(yǔ)也沒有詞與詞之間的邊界。詞義的消歧

許多字詞不單只有一個(gè)意思，因而我們必須選出使句意最為通順的解釋。句法的模糊性 自然語(yǔ)言的文法通常是模棱兩可的，針對(duì)一個(gè)句子通?？赡軙?huì)剖析（Parse）出多棵剖析樹（Parse Tree），而我們必須要仰賴語(yǔ)意及前后文的資訊才能在其中選擇一棵最為適合的剖析樹。有瑕疵的或不規(guī)范的輸入

例如語(yǔ)音處理時(shí)遇到外國(guó)口音或地方口音，或者在文本的處理中處理拼寫，語(yǔ)法或者光學(xué)字符識(shí)別（OCR）的錯(cuò)誤。語(yǔ)言行為與計(jì)劃

句子常常并不只是字面上的意思；例如，“你能把鹽遞過來嗎”，一個(gè)好的回答應(yīng)當(dāng)是把鹽遞過去；在大多數(shù)上下文環(huán)境中，“能”將是糟糕的回答，雖說回答“不”或者“太遠(yuǎn)了我拿不到”也是可以接受的。再者，如果一門課程去年沒開設(shè)，對(duì)于提問“這門課程去年有多少學(xué)生沒通過？”回答“去年沒開這門課”要比回答“沒人沒通過”好。

第三篇：自然語(yǔ)言處理的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

自然語(yǔ)言處理的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

摘要

本文主要闡述了自然語(yǔ)言處理的研究?jī)?nèi)容，以及對(duì)目前相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用加以討論。自然語(yǔ)言處理的研究?jī)?nèi)容主要有四大塊[1-2]：語(yǔ)言學(xué)方向、數(shù)據(jù)處理方向、人工智能和認(rèn)知科學(xué)方向、語(yǔ)言工程方向。最后對(duì)自然語(yǔ)言處理的未來發(fā)展趨勢(shì)做簡(jiǎn)單的介紹。

關(guān)鍵詞 自然語(yǔ)言處理 應(yīng)用 發(fā)展趨勢(shì)

一.自然語(yǔ)言處理的研究?jī)?nèi)容

自然語(yǔ)言處理的范圍涉及眾多方面，如語(yǔ)音的自動(dòng)識(shí)別與合成，機(jī)器翻譯，自然語(yǔ)言理解，人機(jī)對(duì)話，信息檢索，文本分類，自動(dòng)文摘，等等。我們認(rèn)為，這些部門可以歸納為如下四個(gè)大的方向：(1）語(yǔ)言學(xué)方向

本方向是把自然語(yǔ)言處理作為語(yǔ)言學(xué)的分時(shí)來研究，它之研究語(yǔ)言及語(yǔ)言處理與計(jì)算相關(guān)的方面，而不管其在計(jì)算機(jī)上的具體實(shí)現(xiàn)。這個(gè)方向最重要的研究領(lǐng)域是語(yǔ)法形式化理論和數(shù)學(xué)理論。（2）數(shù)據(jù)處理方向

是把自然語(yǔ)言處理作為開發(fā)語(yǔ)言研究相關(guān)程序以及語(yǔ)言數(shù)據(jù)處理的學(xué)科來研究。這一方向早起的研究有屬于數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)、各種機(jī)器可讀的電子詞典的開發(fā)，近些年來則有大規(guī)模的語(yǔ)料庫(kù)的涌現(xiàn)。（3）人工智能和認(rèn)知科學(xué)方向

在這個(gè)方向 中，自然語(yǔ)言處理被作為在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)自然語(yǔ)言能力的學(xué)科來研究，探索自然語(yǔ)言理解的只能機(jī)制和認(rèn)知機(jī)制。這一方向的研究與人工智能以及認(rèn)知科學(xué)關(guān)系密切。（4）語(yǔ)言工程方向

主要是把自然語(yǔ)言處理作為面向?qū)嵺`的、工程化的語(yǔ)言軟件開發(fā)來研究，這一方向的研究一般稱為“人類語(yǔ)言技術(shù)”或者“語(yǔ)言工程”。二.自然語(yǔ)言處理的應(yīng)用

以上所提及的自然語(yǔ)言處理的四大研究方向基本上涵蓋了當(dāng)今自然語(yǔ)言處理研究的內(nèi)容，更加細(xì)致的說，自然語(yǔ)言處理可以進(jìn)一步細(xì)化為以下13項(xiàng)研究?jī)?nèi)容，也即為自然語(yǔ)言處理的應(yīng)用方向，這13個(gè)應(yīng)用方向分別是[3]：口語(yǔ)輸入、書面語(yǔ)輸入、語(yǔ)言分析和理解、語(yǔ)言生成、口語(yǔ)輸出技術(shù)、話語(yǔ)分析與對(duì)話、文獻(xiàn)自動(dòng)處理、多語(yǔ)問題的計(jì)算機(jī)處理、多模態(tài)的計(jì)算機(jī)處理、信息傳輸與信息存儲(chǔ)、自然語(yǔ)言處理中的數(shù)學(xué)方法、語(yǔ)言資源、自然語(yǔ)言處理系統(tǒng)的評(píng)測(cè)。

這13項(xiàng)內(nèi)容都涉及語(yǔ)言學(xué)。這些研究都要對(duì)語(yǔ)言進(jìn)行形式化的描述, 建立合適的算法, 并在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)這些算法, 因此, 要涉及數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和邏輯學(xué)[4]?？谡Z(yǔ)輸入、書面語(yǔ)輸入、口語(yǔ)輸出、信息傳輸與信息存儲(chǔ)都需要電子工程的技術(shù)。由自然語(yǔ)言的應(yīng)用領(lǐng)域更加進(jìn)一步說明，自然語(yǔ)言處理都是一個(gè)多邊緣的交叉學(xué)科。由于它的對(duì)象是語(yǔ)言, 因此, 它基本上是一個(gè)語(yǔ)言學(xué)科, 但它還涉及眾多的學(xué)科, 特別是計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)學(xué)。三.自然語(yǔ)言處理研究的發(fā)展趨勢(shì)

21世紀(jì)以來, 由于國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的普及, 自然語(yǔ)言的計(jì)算機(jī)處理成為了從互聯(lián)網(wǎng)上獲取知識(shí)的重要手段, 生活在信息網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的現(xiàn)代人, 幾乎都要與互聯(lián)網(wǎng)打交道, 都要或多或少地使用自然語(yǔ)言處理的研究成果來獲取或挖掘在廣闊無邊的互聯(lián)網(wǎng)上的各種知識(shí)和信息, 因此, 世界各國(guó)都非常重視有關(guān)的研究, 投入了大量的人力、物力和財(cái)力[5]。

自然語(yǔ)言處理研究的歷史雖不很長(zhǎng)，但就目前已有的成果足以顯示它的重要性和應(yīng)用前景。在美、英、日、法等發(fā)達(dá)國(guó)家，自然語(yǔ)言處理如今不僅作為人工智能的核心課題來研究．而且也作為新一代計(jì)算機(jī)的核心課題來研究。從知識(shí)產(chǎn)業(yè)的角度來看．自然語(yǔ)言處理的軟件也占重要地位，專家系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)．計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)(CAl)、計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)，辦公室自動(dòng)化管理系統(tǒng)、智能機(jī)器人等，無一不需要用自然語(yǔ)言做人一機(jī)界面。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看．具有篇章理解能力的自然語(yǔ)言理解系統(tǒng)可用于機(jī)器自動(dòng)翻譯、情報(bào)檢索、自動(dòng)標(biāo)引，自動(dòng)文摘．自動(dòng)寫故事小說等領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和令人鼓舞的應(yīng)用前景。

當(dāng)前國(guó)外自然語(yǔ)言處理研究有三個(gè)顯著的特點(diǎn)[6]:第一, 隨著語(yǔ)料庫(kù)建設(shè)和語(yǔ)料庫(kù)語(yǔ)言學(xué)的崛起, 大規(guī)模真實(shí)文本的處理成為自然語(yǔ)言處理的主要戰(zhàn)略目標(biāo)。第二, 自然語(yǔ)言處理中越來越多地使用機(jī)器自動(dòng)學(xué)習(xí)的方法來獲取語(yǔ)言知識(shí)。第三, 自然語(yǔ)言處理中越來越多地使用統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)方法來分析語(yǔ)言數(shù)據(jù)。目前，我國(guó)的自然語(yǔ)言處理研究雖然已經(jīng)取得不少成績(jī), 但是與國(guó)際水平相比, 差距還很大。我國(guó)的自然語(yǔ)言處理研究, 無論在理論上還是在應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)上, 基本上還沒有重大的創(chuàng)新與值得稱道的突破。我們的研究基本上還是跟蹤性的研究, 很少有創(chuàng)造性的研究, 當(dāng)然更談不上具有原創(chuàng)思想的研究了。因此, 我們不能夜郎自大, 不能坐井觀天,我們只有努力學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)成果, 趕上并超過國(guó)際先進(jìn)水平, 使我國(guó)的自然語(yǔ)言處理在國(guó)際先進(jìn)行列中占有一席之地,掌握國(guó)際先進(jìn)的成果與技術(shù)用于國(guó)家和社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn): [1] 李堂秋，《自然語(yǔ)言處理》講義，廈門大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系.[2] 辛日華.計(jì)算機(jī)自然語(yǔ)言處理.呼倫貝爾學(xué)院學(xué)報(bào)，2003,11(1)[3] 白碩，《計(jì)算語(yǔ)言學(xué)》講義，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所.[4] 詹衛(wèi)東，《計(jì)算語(yǔ)言學(xué)概論》講義，北京大學(xué)中文系.[5] 馮志偉.自然語(yǔ)言處理的學(xué)科地位.解放軍外國(guó)語(yǔ)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005,28(3)[6] 馮志偉.自然語(yǔ)言處理的歷史與現(xiàn)狀,2008.

第四篇：自然語(yǔ)言處理常用模型方法總結(jié)

自然語(yǔ)言處理常用模型使用方法總結(jié)

一、N元模型

思想：

如果用變量W代表一個(gè)文本中順序排列的n個(gè)詞，即W = W1W2…Wn，則統(tǒng)計(jì)語(yǔ)言模型的任務(wù)是給出任意詞序列W 在文本中出現(xiàn)的概率P(W)。利用概率的乘積公式，P(W)可展開為：P(W)= P(w1)P(w2|w1)P(w3| w1 w2)…P(wn|w1 w2…wn-1)，不難看出，為了預(yù)測(cè)詞Wn的出現(xiàn)概率，必須已知它前面所有詞的出現(xiàn)概率。從計(jì)算上來看，這太復(fù)雜了。如果任意一個(gè)詞Wi的出現(xiàn)概率只同它前面的N-1個(gè)詞有關(guān)，問題就可以得到很大的簡(jiǎn)化。這時(shí)的語(yǔ)言模型叫做N元模型(N-gram)，即P(W)= P(w1)P(w2|w1)P(w3| w1 w2)…P(wi|wi-N+1…wi-1)…實(shí)際使用的通常是N=2 或N=3的二元模型(bi-gram)或三元模型(tri-gram)。以三元模型為例，近似認(rèn)為任意詞Wi的出現(xiàn)概率只同它緊接的前面的兩個(gè)詞有關(guān)。重要的是這些概率參數(shù)都是可以通過大規(guī)模語(yǔ)料庫(kù)來估值的。比如三元概率有P(wi|wi-2wi-1)≈ count(wi-2 wi-1… wi)/ count(wi-2 wi-1)式中count(…)表示一個(gè)特定詞序列在整個(gè)語(yǔ)料庫(kù)中出現(xiàn)的累計(jì)次數(shù)。統(tǒng)計(jì)語(yǔ)言模型有點(diǎn)像天氣預(yù)報(bào)的方法。用來估計(jì)概率參數(shù)的大規(guī)模語(yǔ)料庫(kù)好比是一個(gè)地區(qū)歷年積累起來的氣象紀(jì)錄，而用三元模型來做天氣預(yù)報(bào)，就像是根據(jù)前兩天的天氣情況來預(yù)測(cè)今天的天氣。天氣預(yù)報(bào)當(dāng)然不可能百分之百正確。這也算是概率統(tǒng)計(jì)方法的一個(gè)特點(diǎn)吧。(摘自黃昌寧論文《中文信息處理的主流技術(shù)是什么?》)

條件: 該模型基于這樣一種假設(shè)，第n個(gè)詞的出現(xiàn)只與前面N-1個(gè)詞相關(guān)，而與其它任何詞都不相關(guān)，整句的概率就是各個(gè)詞出現(xiàn)概率的乘積。這些概率可以通過直接從語(yǔ)料中統(tǒng)計(jì)N個(gè)詞同時(shí)出現(xiàn)的次數(shù)得到。常用的是二元的Bi-Gram和三元的Tri-Gram。

問題：

雖然我們知道元模型中, n越大約束力越強(qiáng),但由于計(jì)算機(jī)容量和速度的限制及數(shù)據(jù)的稀疏,很難進(jìn)行大n的統(tǒng)計(jì)。

二、馬爾可夫模型以及隱馬爾可夫模型

思想：

馬爾可夫模型實(shí)際上是個(gè)有限狀態(tài)機(jī)，兩兩狀態(tài)間有轉(zhuǎn)移概率；隱馬爾可夫模型中狀態(tài)不可見，我們只能看到輸出序列，也就是每次狀態(tài)轉(zhuǎn)移會(huì)拋出個(gè)觀測(cè)值；當(dāng)我們觀察到觀測(cè)序列后，要找到最佳的狀態(tài)序列。隱馬爾科夫模型是一種用參數(shù)表示的用于描述隨機(jī)過程統(tǒng)計(jì)特性的概率模型，是一個(gè)雙重隨機(jī)過程，由兩個(gè)部分組成：馬爾科夫鏈和一般隨機(jī)過程。其中馬爾科夫鏈用來描述狀態(tài)的轉(zhuǎn)移，用轉(zhuǎn)移概率描述。一般隨機(jī)過程用來描述狀態(tài)與觀察序列之間的關(guān)系，用觀察值概率描述。因此，隱馬爾可夫模型可以看成是能夠隨機(jī)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移并輸出符號(hào)的有限狀態(tài)自動(dòng)機(jī)，它通過定義觀察序列和狀態(tài)序列的聯(lián)合概率對(duì)隨機(jī)生成過程進(jìn)行建模。每一個(gè)觀察序列可以看成是由一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列生成，狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程是依據(jù)初始狀態(tài)概率分布隨機(jī)選擇一個(gè)初始狀態(tài)開始，輸出一個(gè)觀察值后再根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣隨機(jī)轉(zhuǎn)移到下一狀態(tài)，直到到達(dá)某一預(yù)先指定的結(jié)束狀態(tài)為止，在每一個(gè)狀態(tài)將根據(jù)輸出概率矩陣隨機(jī)輸出一個(gè)觀察序列的元素。

一個(gè) HMM有 5個(gè)組成部分，通常記為一個(gè)五元組{S,K, π,A,B}，有時(shí)簡(jiǎn)寫為一個(gè)三元組{π ,A,B}，其中：①S是模型的狀態(tài)集，模型共有 N個(gè)狀態(tài)，記為 S={s1,s2, ?,sN}；②K是模型中狀態(tài)輸出符號(hào)的集合，符號(hào)數(shù)為 M，符號(hào)集記為K={k1,k2,?,kM}；③是初始狀態(tài)概率分布，記為 ={ 1, 2,?, N}，其中 i是狀態(tài) Si作為初始狀態(tài)的概率；④A是狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣，記為A={aij},1≤i≤N,1≤j≤N。其中 aij是從狀態(tài) Si轉(zhuǎn)移到狀態(tài) Sj的概率；⑤B是符號(hào)輸出概率矩陣，記為B={bik},1≤i≤N,1≤k≤M。其中 bik是狀態(tài) Si輸出 Vk的概率。要用HMM解決實(shí)際問題，首先需要解決如下 3個(gè)基本問題：①給定一個(gè)觀察序列 O=O1O2?OT和模型{ π,A,B}，如何高效率地計(jì)算概率P(O|λ)，也就是在給定模型的情況下觀察序列O的概率；②給定一個(gè)觀察序列 O=O1O2?OT和模型{ π,A,B}，如何快速地選擇在一定意義下“最優(yōu)”的狀態(tài)序列Q=q1q2?qT，使得該狀態(tài)序列“最好地解釋”觀察序列；③給定一個(gè)觀察序列 O=O1O2?OT，以及可能的模型空間，如何來估計(jì)模型參數(shù)，也就是說，如何調(diào)節(jié)模型{π,A,B}的參數(shù)，使得 P(O|λ)最大。

問題：

隱馬模型中存在兩個(gè)假設(shè)：輸出獨(dú)立性假設(shè)和馬爾可夫性假設(shè)。其中，輸出獨(dú)立性假設(shè)要求序列數(shù)據(jù)嚴(yán)格相互獨(dú)立才能保證推導(dǎo)的正確性，而事實(shí)上大多數(shù)序列數(shù)據(jù)不能被表示 2 成一系列獨(dú)立事件。

三、最大熵模型

最大熵原理原本是熱力學(xué)中一個(gè)非常重要的原理，后來被廣泛應(yīng)用于自然語(yǔ)言處理方面。其基本原理很簡(jiǎn)單：對(duì)所有的已知事實(shí)建模，對(duì)未知不做任何假設(shè)。也就是建模時(shí)選擇這樣一個(gè)統(tǒng)計(jì)概率模型，在滿足約束的模型中選擇熵最大的概率模型。若將詞性標(biāo)注或者其他自然語(yǔ)言處理任務(wù)看作一個(gè)隨機(jī)過程，最大熵模型就是從所有符合條件的分布中，選擇最均勻的分布，此時(shí)熵值最大。

求解最大熵模型，可以采用拉格朗日乘數(shù)法，其計(jì)算公式為：

p?y?x??1??exp???ifi(x,y)?Z?(x)?i?

??Z?(x)??exp???ifi(x,y)?y?i?為歸一化因子 ,?i是對(duì)應(yīng)特征的權(quán)重，fi表示其中,一個(gè)特征。每個(gè)特征對(duì)詞性選擇的影響大小由特征權(quán)重學(xué)習(xí)算法自動(dòng)得到。

?i決定，而這些權(quán)值可由GIS或IIS

四、支持向量機(jī)

原理：

支持向量機(jī)的主要思想可以概括為兩點(diǎn):(1)它是針對(duì)線性可分情況進(jìn)行分析,對(duì)于線性不可分的情況, 通過使用非線性映射算法將低維輸入空間線性不可分的樣本轉(zhuǎn)化為高維特征空間使其線性可分,從而使得高維特征空間采用線性算法對(duì)樣本的非線性特征進(jìn)行線性分析成為可能;(2)它基于結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)最小化理論之上在特征空間中建構(gòu)最優(yōu)分割超平面,使得學(xué)習(xí)器得到全局最優(yōu)化,并且在整個(gè)樣本空間的期望風(fēng)險(xiǎn)以某個(gè)概率滿足一定上界。

支持向量機(jī)的目標(biāo)就是要根據(jù)結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)最小化原理,構(gòu)造一個(gè)目標(biāo)函數(shù)將兩類模式盡可能地區(qū)分開來, 通常分為兩類情況來討論,：(1)線性可分；(2)線性不可分。

線性可分情況

在線性可分的情況下,就會(huì)存在一個(gè)超平面使得訓(xùn)練樣本完全分開,該超平面可描述為: w ·x + b = 0(1)其中,“·”是點(diǎn)積, w 是n 維向量, b 為偏移量。

最優(yōu)超平面是使得每一類數(shù)據(jù)與超平面距離最近的向量與超平面之間的距離最大的這樣的平面.3 最優(yōu)超平面可以通過解下面的二次優(yōu)化問題來獲得： 滿足約束條件： , i = 1 ,2 ,3 ,......, n.(3)

在特征數(shù)目特別大的情況,可以將此二次規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化為其對(duì)偶問題：

(4)

(5)(6 滿足約束條件:

這里

(7)

是Lagrange 乘子，是最優(yōu)超平面的法向量，是最優(yōu)超平面的偏移量,在這類優(yōu)化問題的求解與分析中, KKT條件將起到很重要的作用,在(7)式中,其解必須滿足：

從式(5)可知,那些

(8)

= 0 的樣本對(duì)分類沒有任何作用,只有那些

> 0 的樣本才對(duì)分類起作用,這些樣本稱為支持向量,故最終的分類函數(shù)為：

根據(jù)f(x)的符號(hào)來確定X 的歸屬。線性不可分的情況

(9)對(duì)于線性不可分的情況,可以把樣本X 映射到一個(gè)高維特征空間H,并在此空間中運(yùn)用原空間的函 數(shù)來實(shí)現(xiàn)內(nèi)積運(yùn)算,這樣將非線性問題轉(zhuǎn)換成另一空間的線性問題來獲得一個(gè)樣本的歸屬.根據(jù)泛函的有關(guān)理論,只要一種核函數(shù)滿足Mercer 條件,它就對(duì)應(yīng)某一空間中的內(nèi)積,因此只要在最優(yōu)分類面上采用適當(dāng)?shù)膬?nèi)積函數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)這種線性不可分的分類問題.此時(shí)的目標(biāo)函數(shù)為：

0）

（1 4 其分類函數(shù)為:（11）

內(nèi)積核函數(shù) ：

目前有三類用的較多的內(nèi)積核函數(shù)：第一類是

（12）

我們所能得到的是p階多項(xiàng)式分類器，第二類是徑向基函數(shù)（RBF），也稱作高斯核函數(shù)：

第三類是Sigmoid函數(shù)

特點(diǎn)：

概括地說，支持向量機(jī)就是首先通過內(nèi)積函數(shù)定義的非線性變換將輸入空間變換到另一個(gè)高維空間，在這個(gè)空間中求最優(yōu)分類面。SVM分類函數(shù)形式上類似于一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，輸出是中間節(jié)點(diǎn)的線性組合，每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)輸入樣本與一個(gè)支持向量的內(nèi)積，因此也叫做支持向量網(wǎng)絡(luò)。

SVM方法的特點(diǎn)：

① 非線性映射是SVM方法的理論基礎(chǔ),SVM利用內(nèi)積核函數(shù)代替向高維空間的非線性映射;② 對(duì)特征空間劃分的最優(yōu)超平面是SVM的目標(biāo),最大化分類邊際的思想是SVM方法的核心;③ 支持向量是SVM的訓(xùn)練結(jié)果,在SVM分類決策中起決定作用的是支持向量。

SVM 是一種有堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)的新穎的小樣本學(xué)習(xí)方法。它基本上不涉及概率測(cè)度及大數(shù)定律等,因此不同于現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)方法。從本質(zhì)上看,它避開了從歸納到演繹的傳統(tǒng)過程,實(shí)現(xiàn)了高效的從訓(xùn)練樣本到預(yù)報(bào)樣本的“轉(zhuǎn)導(dǎo)推理”,大大簡(jiǎn)化了通常的分類和回歸等問題。

SVM 的最終決策函數(shù)只由少數(shù)的支持向量所確定,計(jì)算的復(fù)雜性取決于支持向量的數(shù)目,而不是樣本空間的維數(shù),這在某種意義上避免了“維數(shù)災(zāi)難”。少數(shù)支持向量決定了最終結(jié)果,這不但可以幫助我們抓住關(guān)鍵樣本、“剔除”大量冗余樣本,而且注定了該方法不但算法簡(jiǎn)單,而且具有較好的“魯棒”性。這種 “魯棒”性主要體現(xiàn)在: ①增、刪非支持向量樣本對(duì)模型沒有影響;②支持向量樣本集具有一定的魯棒性;③有些成功的應(yīng)用中,SVM 方法對(duì)核的選取不敏感

五、條件隨機(jī)場(chǎng)

原理：

條件隨機(jī)場(chǎng)(CRFs)是一種基于統(tǒng)計(jì)的序列標(biāo)記識(shí)別模型，由John Lafferty等人在2001年首次提出。它是一種無向圖模型，對(duì)于指定的節(jié)點(diǎn)輸入值，它能夠計(jì)算指定的節(jié)點(diǎn)輸出值上的條件概率，其訓(xùn)練目標(biāo)是使得條件概率最大化。線性鏈?zhǔn)荂RFs中常見的特定圖結(jié)構(gòu)之一，它由指定的輸出節(jié)點(diǎn)順序鏈接而成。一個(gè)線性鏈與一個(gè)有限狀態(tài)機(jī)相對(duì)應(yīng)，可用于解決序列數(shù)據(jù)的標(biāo)注問題。在多數(shù)情況下，CRFs均指線性的CRFs。用x=(x1,x2,…,xn)表示要進(jìn)行標(biāo)注的數(shù)據(jù)序列，y=(y1,y2,…,yn)表示對(duì)應(yīng)的結(jié)果序列。例如對(duì)于中文詞性標(biāo)注任務(wù)，x可以表示一個(gè)中文句子x=(上海，浦東，開發(fā)，與，法制，建設(shè)，同步)，y則表示該句子中每個(gè)詞的詞性序列y=(NR,NR,NN,CC,NN,NN,VV)。

對(duì)于(X，Y)，C由局部特征向量f和對(duì)應(yīng)的權(quán)重向量λ確定。對(duì)于輸入數(shù)據(jù)序列x和標(biāo)注結(jié)果序列y，條件隨機(jī)場(chǎng)C的全局特征表示為

F?y,x???f?y,x,i?i ⑴

其中i遍歷輸入數(shù)據(jù)序列的所有位置，f(y,x，i)表示在i位置時(shí)各個(gè)特征組成的特征向量。于是，CRFs定義的條件概率分布為

p?(Y,X)?其中 exp????F?Y,X???Z??X?

⑵

Z??X???exp????F?y,x???y ⑶

給定一個(gè)輸入數(shù)據(jù)序列X，標(biāo)注的目標(biāo)就是找出其對(duì)應(yīng)的最可能的標(biāo)注結(jié)果序列了，即

y?argmaxp??y|x?y ⑷

由于Zλ(X)不依賴于y，因此有

y?argmaxp??y|x??argmax??F?y,x?yy ⑸

CRFs模型的參數(shù)估計(jì)通常采用L—BFGS算法實(shí)現(xiàn)，CRFs解碼過程，也就是求解未知串標(biāo)注的過程，需要搜索計(jì)算該串上的一個(gè)最大聯(lián)合概率，解碼過程采用Viterbi算法來完成。

CRFs具有很強(qiáng)的推理能力，能夠充分地利用上下文信息作為特征，還可以任意地添加其他外部特征，使得模型能夠獲取的信息非常豐富。CRFs通過僅使用一個(gè)指數(shù)模型作為在給定觀測(cè)序列條件下整個(gè)標(biāo)記序列的聯(lián)合概率，使得該模型中不同狀態(tài)下的不同特征權(quán)值可以彼此交替，從而有效地解決了其他非生成有向圖模型所產(chǎn)生的標(biāo)注偏置的問題。這些特點(diǎn)，使得CRFs從理論上講，非常適合中文詞性標(biāo)注。‘

總結(jié)

首先，CRF，HMM(隱馬模型)都常用來做序列標(biāo)注的建模，像詞性標(biāo)注，True casing。但隱馬模型一個(gè)最大的缺點(diǎn)就是由于其輸出獨(dú)立性假設(shè)，導(dǎo)致其不能考慮上下文的特征，限制了特征的選擇，而另外一種稱為最大熵隱馬模型則解決了這一問題，可以任意的選擇特征，但由于其在每一節(jié)點(diǎn)都要進(jìn)行歸一化，所以只能找到局部的最優(yōu)值，同時(shí)也帶來了標(biāo)記偏見的問題（label bias），即凡是訓(xùn)練語(yǔ)料中未出現(xiàn)的情況全都忽略掉，而條件隨機(jī)場(chǎng)則很好的解決了這一問題，他并不在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行歸一化，而是所有特征進(jìn)行全局歸一化，因此可以求得全局的最優(yōu)值。目前，條件隨機(jī)場(chǎng)的訓(xùn)練和解碼的開源工具還只支持鏈?zhǔn)降男蛄?，?fù)雜的尚不支持，而且訓(xùn)練時(shí)間很長(zhǎng)，但效果還可以。最大熵隱馬模型的局限性在于其利用訓(xùn)練的局部模型去做全局預(yù)測(cè)。其最優(yōu)預(yù)測(cè)序列只是通過viterbi算法將局部的最大熵模型結(jié)合而成的。條件隨機(jī)場(chǎng)，隱馬模型，最大熵隱馬模型這三個(gè)模型都可以用來做序列標(biāo)注模型。但是其各自有自身的特點(diǎn)，HMM模型是對(duì)轉(zhuǎn)移概率和表現(xiàn)概率直接建模，統(tǒng)計(jì)共現(xiàn)概率。而最大熵隱馬模型是對(duì)轉(zhuǎn)移概率和表現(xiàn)概率建立聯(lián)合概率，統(tǒng)計(jì)時(shí)統(tǒng)計(jì)的是條件概率。最大熵隱馬模型容易陷入局部最優(yōu)，是因?yàn)樽畲箪仉[馬模型只在局部做歸一化，而CRF模型中，統(tǒng)計(jì)了全局概率，在 做歸一化時(shí)，考慮了數(shù)據(jù)在全局的分布，而不是僅僅在局部歸一化，這樣就解決了MEMM中的標(biāo)記偏置的問題。

第五篇：課程設(shè)計(jì)

前言 第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章

目錄

????????????????1 設(shè)計(jì)的目的????????????????2 板材的矯正????????????????3 放樣工藝過程???????????????4 劃線（號(hào)料）???????????????6 下料工藝過程???????????????9 裝配——焊接工藝????????????13 焊接工藝制定??????????????19 課程設(shè)計(jì)總結(jié)?????????????22

前言

本次課程設(shè)計(jì)是幫助我院焊接專業(yè)的同學(xué)提高理論水平和實(shí)際操作技能，增強(qiáng)在科技飛速發(fā)展、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制下的競(jìng)爭(zhēng)能力。此次實(shí)訓(xùn)將以往單一實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合鉚工技術(shù)、裝焊技術(shù)，在工藝、材料、方法等方面的新進(jìn)展，本次課程設(shè)計(jì)包含了鋼材的基本知識(shí)、鋼材的矯正、放樣與號(hào)料、加工成形工藝、連接與裝配焊接工藝、產(chǎn)品質(zhì)量檢查、常用工具的使用與部件更換等內(nèi)容。

本次課程設(shè)計(jì)包含了“焊接結(jié)構(gòu)制造及實(shí)施”、“鉚工”、“焊接質(zhì)量檢測(cè)”、“機(jī)械制造基礎(chǔ)”等學(xué)科的相關(guān)知識(shí)及多種工程技術(shù)、理論與實(shí)際結(jié)合極為緊密的一次實(shí)踐。所以，本次課程設(shè)計(jì)按照制造業(yè)焊接產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)過程，以典型的焊接結(jié)構(gòu)為載體，以焊接結(jié)構(gòu)加工流程為主線，將焊接結(jié)構(gòu)制造分為基礎(chǔ)知識(shí)和制造工藝與實(shí)踐兩部分內(nèi)容，以點(diǎn)帶面、點(diǎn)面結(jié)合的進(jìn)行焊接工藝的編制與生產(chǎn)，并且在選 擇焊接制造件過程中廣泛吸收了一些國(guó)內(nèi)企業(yè)焊接結(jié)構(gòu)制造的經(jīng)驗(yàn)，貼近工程實(shí)踐，體系完整。通過對(duì)焊接結(jié)構(gòu)制造工藝過程中各個(gè)環(huán)節(jié)相關(guān)知識(shí)的操作、工藝編制等訓(xùn)練，使我們初步掌握現(xiàn)代化焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝流程，明確工藝工作的內(nèi)容及工藝人員的職責(zé)，熟悉焊接結(jié)構(gòu)的備料與裝配——焊接工藝編制方法，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際、分析問題的能力。幫助我們了解實(shí)際產(chǎn)品的制造工藝及一些典型的工藝要求，初步積累經(jīng)驗(yàn)，為以后走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。

同時(shí)通過此次課程設(shè)計(jì)時(shí)理論與實(shí)踐的雙重結(jié)合，使我們收獲頗多。特別是進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作式的進(jìn)行分工合作很好的，鍛煉了我們的團(tuán)隊(duì)意思，使我們?cè)趫F(tuán)隊(duì)中找到自己合適的位置，以發(fā)揮最大的作用，同時(shí)也認(rèn)識(shí)到自己的不足，為以后的改進(jìn)提供了很好的機(jī)會(huì)。也提高了我們對(duì)一些常用工具有了一定的了解，并且懂得了使用和熟練的掌握他，讓我們?cè)谝院蟮那舐毢凸ぷ髦写蛳铝撕芎玫幕A(chǔ)，也增強(qiáng)了在職場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力和實(shí)踐操作能力，總之這次課程設(shè)計(jì)我們收獲橫多希望以后像這樣理論與實(shí)踐的相結(jié)合的課程多一些，讓我們?cè)诶碚摰幕A(chǔ)下進(jìn)行實(shí)踐的摸索，這樣可以讓我們更好的掌握所學(xué)的知識(shí)，并且運(yùn)用于實(shí)操中，使我們學(xué)有所知學(xué)有所成。

由于課程設(shè)計(jì)編者水平有有限，加上時(shí)間較緊，內(nèi)容難免存在某些需要機(jī)一步完善和改進(jìn)的地方甚至錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師予以包含諒解并予以指出以便進(jìn)行修改。

第一章：設(shè)計(jì)的目的：為了訓(xùn)練繪圖，對(duì)焊接結(jié)構(gòu)制造工藝的熟悉，還有鉚工中的放樣、劃線、下料、裝配、焊接、矯正，檢驗(yàn)等這些技術(shù)方面的練習(xí)。初步積累經(jīng)驗(yàn)，為了自己以后走上工作崗礎(chǔ)位

打

下

良

好的基.支撐座三視圖如圖所示

支撐座的組成：所用板材均為6mm厚的板材。肋板、底板、平板、立板、背板。本次課程設(shè)計(jì)的支撐座的材料是Q235鋼，材料的合理選用是鋼結(jié)構(gòu)承載能力的根本保證和追求經(jīng)濟(jì)性的前提，Q235鋼塑性好，有一定的強(qiáng)度，用于制造受力不大的零件，對(duì)于支撐座的設(shè)計(jì)Q235鋼的使用性能完全可以勝任的，具有較好的塑性和焊接性能。而且所使用的鋼板為6mm，在鉚工中規(guī)定4mm以上厚度的鋼板為厚板，通常在把厚4~25mm的鋼板稱為中板，25mm以上的鋼板稱為厚板。

第二章 板材的矯正

板材的矯正可以分為四種，手工矯正，機(jī)械矯正，火焰矯正，高頻火焰矯正。

手工矯正是采用錘擊的方法來進(jìn)行矯正，由于手工矯正操作靈活簡(jiǎn)便，所以對(duì)較小變形的鋼材，在缺乏或不便使用矯正設(shè)備的場(chǎng)合下可以使用手工矯正。

（一）厚板的手工矯正

厚板的手工矯正通常采用以下兩種方法：

①直接錘擊凸起處 直接錘擊凸起處的錘擊量要大于材料的屈服極限，這樣才能使凸起處強(qiáng)制壓縮而被矯平。

②錘擊凸起區(qū)域的凹面 錘擊凹面可用較小的力量，使材料僅僅在凹面擴(kuò)展，迫使凸起處受到壓縮。由于厚板的厚度大，其凸起的斷面兩側(cè)邊緣可以看做是同心圓的兩個(gè)弧，凹面的弧長(zhǎng)小于凸面的弧長(zhǎng)，因此，矯正時(shí)應(yīng)錘擊凹面，使其表面擴(kuò)展，再加上鋼板厚度大，打擊力量小，結(jié)果凹面的表面擴(kuò)展并不能導(dǎo)致凸面隨之?dāng)U展，從而使厚鋼板得到矯平。對(duì)于厚板的扭曲變形，可沿其扭曲方向和位置，采用反變形的方法進(jìn)行矯正。

對(duì)于矯正后的厚板料，可用直尺檢查是否平直，若用尺得棱邊以不同的方向貼在板上進(jìn)行觀察，當(dāng)其隙縫大小一致時(shí)，說明板料已經(jīng)平直。

手工矯正厚板時(shí)，往往與加熱矯正等方法結(jié)合進(jìn)行。

第三章、放樣過程

放樣是制造金屬結(jié)構(gòu)的第一道工序，它對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、縮短生產(chǎn)周期、節(jié)約原材料都有著重要的作用。

所謂放樣就是根據(jù)產(chǎn)品圖樣，依照產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、制造工藝要求等，按一定比例，在放樣平臺(tái)上，準(zhǔn)確繪制結(jié)構(gòu)的全部或部分投影圖，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)的工藝性處理和必要的計(jì)算和展開，最后獲得產(chǎn)品制造所需要的數(shù)據(jù)、樣桿、樣板、和草圖的工藝過程。

金屬結(jié)構(gòu)的放樣線型放樣、結(jié)構(gòu)放樣、展開放樣三個(gè)過程，但是并不是所有的金屬結(jié)構(gòu)放樣都經(jīng)過這三個(gè)過程，有些構(gòu)件完全是由平板或桿件組成而無需進(jìn)行展開放樣。

(一)放樣的目的

1)詳細(xì)復(fù)核產(chǎn)品圖樣所表現(xiàn)的構(gòu)件各部分投影關(guān)系、尺寸及外部輪廓形狀是否正確和符合設(shè)計(jì)要求。

2)在不違背原設(shè)計(jì)要求的前提下，考慮工藝要求、所用材料、設(shè)備能力和加工條件等因素而進(jìn)行綜合處理。3)利用放樣圖，可以確定復(fù)雜構(gòu)件的在縮小比例圖樣中無法表達(dá)、而在實(shí)際制造中又必須明確的尺寸。

4)利用放樣圖，結(jié)合必要的計(jì)算，可以求出構(gòu)件用料的真是形狀和尺寸，有時(shí)還要畫出與之連接的構(gòu)建的位置線。5)利用放樣圖可以設(shè)計(jì)構(gòu)件加工或裝配時(shí)所需的胎具和模具，滿足制造工藝要求。6)為后續(xù)工序提供施工依據(jù)。

7)某些構(gòu)件還可以直接利用放樣圖進(jìn)行裝配時(shí)的定位。即所謂的“地樣裝配”。(二)放樣程序與放樣過程

放樣的方法有多種，但在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中形成啦以實(shí)尺放樣為主的放樣方法，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，又出現(xiàn)啦比例放樣、計(jì)算機(jī)放樣等新的工藝，并逐步推廣使用，在目前廣泛應(yīng)用的還是實(shí)尺放樣。

實(shí)尺放樣就是采用1:1的比例，根據(jù)圖樣的形狀和尺寸，用基本的作圖方法，以產(chǎn)品的實(shí)際大小，放到放養(yǎng)臺(tái)上的工作。那下面我就簡(jiǎn)單的介紹一下線型放樣。

(1)線型放樣 就是根據(jù)結(jié)構(gòu)制造需要，繪制構(gòu)件整體或局部輪廓的投影基本線型。注意的問題有：

1)根據(jù)所要繪圖樣的大小和數(shù)量多少，安排好圖樣在放樣臺(tái)上的位置。

2)選取放樣畫線基準(zhǔn)。3)首先要畫基準(zhǔn)線，其次才能畫其他的線。

4)畫出設(shè)計(jì)要求必須保證的輪廓線型為主，因工藝需要可能變化的線型可以不畫。

5)必須嚴(yán)格遵守正投影規(guī)律。

6)對(duì)于具有復(fù)雜線型的金屬結(jié)構(gòu)，往往采取采用平行于投影面的翻面剖切，畫出一組或幾組線型，來表示結(jié)構(gòu)的完整形狀和尺寸。7)放樣應(yīng)該在光線充足的地方，以便于看圖和劃線。(三)放樣時(shí)的注意事項(xiàng)： ①放樣開始之前必須看懂圖紙。

②放完樣要進(jìn)行兩個(gè)方面的檢查;一方面檢查是否有遺漏的工件和孔，另一方面檢查各部尺寸。

③如果圖紙看不清或?qū)ぷ鲌D有疑問，應(yīng)先向工程技術(shù)人員問清楚，并作出清晰的標(biāo)注和更正。

④放樣時(shí)不得將鋒利的工具如劃針立方在場(chǎng)地上，用完的鋼卷尺要隨時(shí)放好。

⑤需要保存的式樣圖，應(yīng)注意保護(hù)存放，不得涂抹和踐踏。⑥樣板、樣桿用完后，應(yīng)妥善保管，避免銹蝕和丟失。

第四章 劃線(號(hào)料)過程

利用樣板、樣桿、號(hào)料草圖及放樣得出的數(shù)據(jù)，在板料和型鋼上劃出零件真實(shí)的輪廓和孔口真實(shí)形狀，以及與零件相連接構(gòu)件的位置、加工線等，并注出加工符號(hào)，這一過程稱為劃線，也稱號(hào)料。劃線是一項(xiàng)細(xì)致而重要的工作，必須按有關(guān)的技術(shù)要求進(jìn)行，同時(shí)，還 要著眼于產(chǎn)品的整個(gè)制造工藝過程，充分考慮用料問題，靈活而又準(zhǔn)確的在各種板料、型鋼及成形零件上進(jìn)行劃線。

(一)劃線工具

劃針、圓規(guī)、角尺、樣沖和曲線尺等。

(二)為了保證劃線質(zhì)量，必須嚴(yán)格遵守下列規(guī)則： ① 垂直線必須用作圖法畫，不能用量角器或直角尺，更不能使用目測(cè)法劃線。

② 用圓規(guī)在鋼板上畫圓，圓弧或分量尺寸時(shí)，為防止圓規(guī)腳尖的滑動(dòng)，必須先沖出樣沖眼。(三)注意事項(xiàng)：

① 校隊(duì)鋼材牌號(hào)和規(guī)則是否與圖紙的要求相符，對(duì)于重要產(chǎn)品所用的鋼材，應(yīng)有合格的質(zhì)量證明文件，鋼材的化學(xué)成分與力學(xué)性能應(yīng)符合圖紙所規(guī)定的要求。

② 劃線前鋼材表面應(yīng)該平整，如果表面呈波浪形或凸凹不平度過大時(shí)，就會(huì)影響劃線的準(zhǔn)確性，所以事先應(yīng)加以矯正。③ 鋼材的表面應(yīng)該干凈清潔，并檢查表面有無夾灰、麻點(diǎn)、裂紋等缺陷。

④ 劃線工具應(yīng)定期檢查校正，盡可能采取高效率的工夾具，以提高效率。

⑤ 熟悉產(chǎn)品圖樣和制造工藝。應(yīng)該根據(jù)制造工藝的要求，合理安排各零件劃線的先后順序以及零件在材料位置上的排布等。⑥ 正確使用劃線工具。

⑦ 劃線后，在零件的加工線、接縫線及孔的中心位置等處，應(yīng)根據(jù)加工需要打上沖眼。

⑧ 合理用料。利用各種方法，技巧，合理鋪排零件在材料上的位置，最大限度的提高材料的利用率，是劃線的一個(gè)重要內(nèi)容。生產(chǎn)中，常常采用下列方法來達(dá)到合理用料的目的：

集中套排

由于零件的材質(zhì)，規(guī)格是不同的，為了做到合理使用原材料，在零件數(shù)量較多時(shí)，可以將相同牌號(hào)的材料且厚度相同的零件集中在一起，統(tǒng)籌安排，長(zhǎng)短搭配，這樣就可以充分利用原材料，提高材料的利用率。

余料利用 由于每一張鋼板和每一張型鋼劃線后，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些形狀或長(zhǎng)度大小不一的余料。將它們集中起來利用，可最大限度的提高材料的利用率。

分塊排料法 生產(chǎn)中為了提高材料的利用率，在工藝許可的條件下，常用以小拼整的方法。

目前合理用料的工作已有計(jì)算機(jī)來完成也就是計(jì)算機(jī)排樣，并且與數(shù)控切割等先進(jìn)技術(shù)下料方法進(jìn)行配合。

劃線是對(duì)加工提供直接依據(jù)。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)劃線偏差加以控制。

第五章 下料工藝過程

下料是將零件或毛坯從原材料上分離下來的工序。在焊接結(jié)構(gòu)制 造中常用的下料方法有機(jī)械切割和熱切割兩大類。機(jī)械切割是指材料在常溫下利用切割設(shè)備進(jìn)行切割的方法，熱切割是利用氧乙炔焰、等離子弧進(jìn)行切割的方法。

一、機(jī)械切割 ㈠鋸割

鋸割主要用于管子、型鋼、圓鋼等的下料

⑴手工鋸割 一般用弓形鋸也可采用手工電鋸 ⑵機(jī)械鋸割 弓鋸床、帶鋸床、圓盤鋸床等。

㈡砂輪鋸割

根據(jù)砂輪磨削特性，采用高速旋轉(zhuǎn)的薄片砂輪進(jìn)行切割。

㈢剪切

利用剪板機(jī)將材料剪成一定外形尺寸的毛料。以作為后續(xù)沖壓、邊緣加工和焊接等工序的備料。

剪切設(shè)備 斜口剪床、平口剪床、圓盤剪床、振動(dòng)剪床、龍門剪床、聯(lián)合沖剪機(jī)。

(四)沖裁

沖裁是沖壓工序的一種。利用沖模將板料以封閉的輪廓與坯料分離的一種沖壓方法，稱為沖裁。

沖裁是下料的方法之一。板材的沖裁分類有兩種：若沖裁的目的是為了制取一定外形輪廓的工件，即被沖下的為所需要的部分，而剩余的為廢料，這種沖裁稱為落料。反之，若沖裁的目的是為了加工一形狀和外形尺寸的內(nèi)孔，沖下的為廢料，剩余的為所需部分，這種沖 裁稱為沖孔。

二 熱切割

(一)氣體火焰切割(氣割)⒈ 氣割原理

氣割的實(shí)質(zhì)是金屬在氧中的燃燒過程。它利用可燃?xì)怏w和氧氣混合燃燒形成的預(yù)熱火焰，將被切割金屬材料加熱到其燃燒溫度，由于很多金屬材料能在氧氣中燃燒并放出大量的熱，被加熱到燃點(diǎn)的金屬材料在高速噴射的氧氣流作用下，就會(huì)發(fā)生劇烈燃燒，產(chǎn)生氧化物，放出熱量，同時(shí)氧化物熔渣被氧氣流從切口處吹掉，使金屬分割下來達(dá)到切割的目的。

氣割過程包括三部：①火焰預(yù)熱——使金屬表面達(dá)到燃點(diǎn)；②噴氧燃燒——氧化、放熱；③吹除熔渣——金屬分離。

氣割的特點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、使用方便；生產(chǎn)效率高；成本低、適用范圍廣；可以切割各種形狀的金屬零件，厚度可達(dá)1000mm；主要切割碳鋼、低合金鋼；可用于毛坯；亦可用于開坡口或割孔。

⒉氣割使用氣體

氣割使用氣體分為兩類，即助燃?xì)怏w和可燃?xì)怏w。助燃?xì)怏w是氧氣，可燃?xì)怏w是乙炔氣或石油氣等。氣體火焰是助燃?xì)怏w和可燃?xì)怏w混合而成，形成火焰的溫度可達(dá)3150℃以上最適宜焊接和氣割。

純氧本身不能燃燒，但在高溫下非?；顫?，當(dāng)溫度不變而壓力增大時(shí)，氧氣可與油類發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng)而自然，產(chǎn)生強(qiáng)烈爆炸，所以要嚴(yán)防氧氣瓶與油脂接觸。乙炔氣又稱石油氣，為不飽和的碳?xì)浠衔铮且环N可燃?xì)怏w。乙炔溫度超過300℃或壓力超過0.15Mpa時(shí)，遇火就會(huì)爆炸。當(dāng)空氣中乙炔的體積分?jǐn)?shù)為2.2%~81%時(shí)，遇到明火常壓下也會(huì)爆炸，所以焊接和氣割現(xiàn)場(chǎng)要特別注意通風(fēng)。

氣割常用的可燃?xì)怏w為乙炔氣。⒊實(shí)現(xiàn)氣割的條件

1)金屬材料的燃點(diǎn)必須低于熔點(diǎn)。低燃點(diǎn)是金屬進(jìn)行氣割的基本條件，否則，氣割是金屬將在燃燒前現(xiàn)行熔化，使之變?yōu)槿鄹钸^程，不僅各口寬，極不整齊，而且易粘結(jié)，達(dá)不到切割質(zhì)量要求。2)燃燒生成的金屬氧化物的熔點(diǎn)，應(yīng)低于金屬本身的熔點(diǎn)，同時(shí)流動(dòng)性要好，否則，就會(huì)在割口表面形成固態(tài)氧化物，阻礙氧流與下層金屬的接觸，使切割過程不能正常進(jìn)行。3)金屬燃燒時(shí)，能放出大量的熱，而且金屬本身的導(dǎo)熱性能要差，以保證下層金屬有足夠的預(yù)熱溫度，使切割過程能連續(xù)進(jìn)行。4)金屬中阻礙氣割過程進(jìn)行和提高鋼淬硬性的雜質(zhì)要少。⒋氣割設(shè)備及工具

⑴氧氣瓶 氧氣瓶是儲(chǔ)存和運(yùn)送高壓氧氣的容器。氧氣瓶體上部裝有瓶閥，通過旋轉(zhuǎn)手輪可開關(guān)瓶閥并能控制氧氣的進(jìn) 出流量，瓶帽旋在瓶頭上，以保護(hù)瓶閥。

氧氣瓶外表應(yīng)涂成天藍(lán)色，并用黑漆表明“氧氣”字樣 ⑵乙炔瓶 是一種儲(chǔ)存和運(yùn)送乙炔的壓力容器，是用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)軋制而成的圓柱形無縫瓶體，外表為白色，并用紅漆標(biāo)注“乙炔”字樣，在使用乙炔時(shí)必須嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程。

⑶氧氣減壓器 是用來調(diào)節(jié)氧氣工作壓力的裝置。氣割時(shí)所需氧氣的壓力有一定的規(guī)范，要使氧氣瓶中的高壓氧氣轉(zhuǎn)變?yōu)闅飧钚枰姆€(wěn)定的低壓氧氣，就要用它來調(diào)節(jié)。⑷橡膠軟管 氧氣和乙炔氣是通過橡膠軟管輸送到割據(jù)中去的，氧氣的膠管工作壓力為1.5MPa,孔徑是φ8mm；乙炔膠管工作壓力為0.5MPa,孔徑為φ10mm.為了便于識(shí)辨氧氣管采用黑色，乙炔膠管為紅色，氧氣膠管與乙炔膠管的強(qiáng)度不同，不能混用或相互代替。

⑸割炬 割炬的作用是使乙炔氣和氧氣以一定的比例和方式混合，形成具有一定熱量和形狀的預(yù)熱火焰，并在預(yù)熱火焰的中心噴射切割氧氣進(jìn)行切割。

第六章 裝配——焊接工藝

裝配-焊接是焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中的核心，直接關(guān)系到焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì) 量和生產(chǎn)效率。同一種焊接結(jié)構(gòu)，由于其生產(chǎn)批量、生產(chǎn)條件不同，或由于結(jié)構(gòu)形式不同，可有不同的裝配方式、不同的焊接工藝、不同的裝配——焊接順序，及會(huì)有不同的工藝過程。

第一節(jié) 焊接裝配的基礎(chǔ)知識(shí)

裝配在焊接結(jié)構(gòu)制造過程中，將組成結(jié)構(gòu)的各個(gè)零件按照一定的位置、尺寸關(guān)系和精度要求組合起來的工序。在焊接結(jié)構(gòu)制造中，焊接的裝配是決定焊接質(zhì)量的關(guān)鍵工序，而焊件的裝配質(zhì)量又取決于零件下料和成形的尺寸精度。裝配在焊接結(jié)構(gòu)制造工藝中占有很重要的地位，這不僅是由于裝配工作的質(zhì)量好壞直接影響著產(chǎn)品的最終質(zhì)量，而且還因?yàn)檠b配工序的工作量大，約占整個(gè)產(chǎn)品制造的30﹪~40﹪。所以，提高裝配工作的效率和質(zhì)量，在縮短產(chǎn)品制造工期、降低生產(chǎn)成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量等方面，都具有重要的意義。

一 裝配的基本條件

在金屬結(jié)構(gòu)裝配中，將零件裝成部件的過程稱為部件裝配，簡(jiǎn)稱部裝；將零件或部件裝配成最終產(chǎn)品的過程成為總裝。通常裝配后的部件或整體結(jié)構(gòu)直接送入焊接工序，但有些產(chǎn)品要先進(jìn)行部件裝配-焊接，經(jīng)矯正變形后在進(jìn)行總裝。無論何種裝配方案都要滿足裝配的基本條件。

裝配的基本條件不是組成結(jié)構(gòu)件的零件，在裝配前應(yīng)該達(dá)到的尺寸精度、熱處理狀態(tài)等，而是指零件在裝配過程中應(yīng)遵循的基本準(zhǔn)則，只有遵循這些準(zhǔn)則才能裝配出合格的焊接結(jié)構(gòu)。

焊接結(jié)構(gòu)的裝配，必須具備三個(gè)基本條件：定位、夾緊和測(cè)量。裝配的三個(gè)基本條件是相輔相成的，定位是整個(gè)裝配工序的關(guān)鍵，定位后不進(jìn)行夾緊，正確定位的零件就不能保持其正確性，在隨后的裝配和焊接過程中位置會(huì)發(fā)生變化；夾緊是在定位基礎(chǔ)上的夾緊，如果沒有定位夾緊就失去了意義；而沒有測(cè)量，則無法判斷定位和夾緊的正確性，難以保證構(gòu)件的裝配質(zhì)量。但在有些情況下可以不進(jìn)行測(cè)量。

零件的正確定位尺寸，不一定與產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖上的定位尺寸一致，有時(shí)是采用生產(chǎn)工藝的角度，考慮焊接變形后的工藝尺寸。

二 零件的定位

⒈定位基準(zhǔn)及其選擇

⑴定位基準(zhǔn) 在結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)裝配過程中，必須根據(jù)一些指定的點(diǎn)、線、面，來確定零件和部件在結(jié)構(gòu)中的位置，這些作為依據(jù)的點(diǎn)、線、面，稱為定位基準(zhǔn)。

⑵定位基準(zhǔn)的選擇

合理的選擇定位基準(zhǔn)，對(duì)于保證裝配質(zhì)量，安排零部件裝配順序和提高裝配效率均有重要影響。定位基準(zhǔn)選擇時(shí)，應(yīng)著重考慮一下幾點(diǎn)：

1)裝配定位基準(zhǔn)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，這樣可以減少基準(zhǔn)不重合所帶來的誤差。2)同一構(gòu)件和其它構(gòu)件有連接或配合關(guān)系的各個(gè)部件，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)，這樣能保證構(gòu)件安裝時(shí)與其他構(gòu)件的正確連接和配合。3)應(yīng)選擇精度較高，又不易變形的零件表面或邊棱作為定位基準(zhǔn)，這樣能夠避免由于基準(zhǔn)面、線的變形造成的定位誤差。

4)所選擇的定位基準(zhǔn)應(yīng)便于裝配中的零件定位和測(cè)量。

在確定定位基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)綜合生產(chǎn)成本、生產(chǎn)批量、零件精度要求和疲勞強(qiáng)度等因素。例如以已裝配零件做基準(zhǔn)，可以大大簡(jiǎn)化工裝的設(shè)計(jì)和制造過程，但零件的位置、尺寸一定會(huì)受已裝配零件的裝配精度和尺寸的影響。如果前一零件尺寸精度或裝配精度低，則后一零件裝配精度也低。

在實(shí)際裝配中，有時(shí)定位基準(zhǔn)的選擇要完全符合上述所有的原則是不可能的。因此，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行分析，選出最有利的定位基準(zhǔn)。

⒉零件的定位方法

在焊接生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)零件的具體情況，選取零件的定位方法。根據(jù)定位方法的不同可以分為如下幾種：

⑴劃線定位

劃線定位是利用在零件表面或裝配臺(tái)表面劃出工件的中心線、接合線、輪廓線等作為定位線，來確定零件間的互相位置，通常用于簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)單的單件小批量裝配或總裝時(shí)的部分較小的零件的裝配。

⑵樣板定位

利用小塊鋼板或小塊型鋼作為、檔鐵，取材方便，也可以 用經(jīng)機(jī)械加工后的擋鐵提高精度。擋鐵的安置要保證構(gòu)件重點(diǎn)部位（點(diǎn)、線、面）的尺寸精度，也要便于零件間的裝拆。常用于鋼板與鋼板之間的角度裝配和容器上的各種管口的安裝。

⑶定位元件定位與胎夾具定位就不一一介紹了。

三、裝配中的定位焊

定位焊是用來固定各焊接零件之間的相互位置，以保證整個(gè)結(jié)構(gòu)件得到正確的幾何形狀和尺寸。定位焊有時(shí)也叫點(diǎn)固焊。定位焊所用的焊條應(yīng)和焊接時(shí)所用焊條相同，以保證焊接質(zhì)量。

進(jìn)行定位焊的注意事項(xiàng)： 1)

定位焊縫的引弧和熄弧處應(yīng)圓弧過渡，否則在焊正式焊縫時(shí)在該處易造成未焊透、夾雜的缺陷。

2)

定位焊縫有未焊透、夾渣、裂紋、氣孔等焊接缺陷時(shí)，應(yīng)鏟掉并重新焊接，不允許留在焊縫中。

3)

需預(yù)熱的焊件，定位焊時(shí)也應(yīng)預(yù)熱，預(yù)熱溫度與正式焊接時(shí)相同。

4)

由于定位焊為斷續(xù)焊，工件溫度較低，熱量不足而容易產(chǎn)生未焊透，故定位焊接電流應(yīng)比焊接正式焊縫時(shí)打10％~15％。

5)

定位焊的尺寸要按要求選用，對(duì)保證焊件尺寸起重要作用的部位，可適當(dāng)?shù)脑黾佣ㄎ缓缚p的尺寸和數(shù)量。

6)

在焊縫交叉處和焊縫方向急劇變化處不要進(jìn)行

定位焊，而應(yīng)該離開50mm左右。

7)

對(duì)于強(qiáng)行裝配的結(jié)構(gòu)，定位焊縫承受較大外力，應(yīng)根據(jù)具體情況適當(dāng)加大定位焊縫長(zhǎng)度，間距適當(dāng)縮小。

8)

必要時(shí)采用堿性低氫焊條，而且特別注意定位焊后應(yīng)盡快焊接，避免中途停頓和時(shí)間間隔過長(zhǎng)。

9)

定位焊所使用的焊條牌號(hào)和正式焊接所用的焊條相同，直徑可略細(xì)些，常用φ3.2mm和φ4mm的焊條。

四 裝配中的測(cè)量

測(cè)量是檢驗(yàn)定位質(zhì)量的一個(gè)工序，裝配中的測(cè)量包括；正確。合理的選擇測(cè)量基準(zhǔn)，準(zhǔn)確完成零件定位所需要的測(cè)量項(xiàng)目。在焊接結(jié)構(gòu)中常見的測(cè)量項(xiàng)目有；線性尺寸、平行度、垂直度、同軸度及角度等。當(dāng)然了這些測(cè)量都是很重要的，如果沒有這些測(cè)量那就很難保證裝配后的焊接結(jié)構(gòu)有的準(zhǔn)確性以及質(zhì)量的要求等。

測(cè)量所用的工具有鋼直尺、水平尺、90°角尺等。

五 裝配前的準(zhǔn)備

裝配前的準(zhǔn)備工作是裝配工藝的重要組成部分。充分細(xì)致的準(zhǔn)備工作，是高質(zhì)量高效率的完成裝配工作的有力保證。準(zhǔn)備工作通常包括一下幾個(gè)方面：

1)熟悉產(chǎn)品圖樣和工藝規(guī)程。要清楚各部件之間的關(guān)系和連接方法，并根據(jù)工藝規(guī)程選擇好裝配基準(zhǔn)和裝配方法。2)裝配現(xiàn)場(chǎng)和裝配設(shè)備的選擇。裝配所需要的操作空間要對(duì)周圍進(jìn)行清理，使之達(dá)到場(chǎng)地平整、清潔、人行道通暢。

3)裝配的工具準(zhǔn)備，如焊機(jī)，氣割設(shè)備，砂輪機(jī)等都必須安置在規(guī)定的場(chǎng)所。

4)零、部件的預(yù)檢和除銹。對(duì)零部件的表面進(jìn)行去毛刺，除銹等清理工作。對(duì)于已經(jīng)切割好的零件也要進(jìn)行檢查。

5)適當(dāng)?shù)膭澐植考?，可以提高生產(chǎn)效率，還可以減小焊接變形。

1.焊接結(jié)構(gòu)的裝配特點(diǎn)；

1)產(chǎn)品的零件由于精度低，裝配時(shí)需要進(jìn)行調(diào)整。

2)產(chǎn)品的連接大多采用焊接結(jié)構(gòu)，采用的是不可以拆的連接方式。返修困難，因此裝配時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格要求。

3)裝配時(shí)有大量的焊接工作，應(yīng)該掌握焊接的盈利和變形。在裝配時(shí)應(yīng)該采取措施，防止焊接后變形。

⒉裝配——焊接順序的類形： ①整裝整焊②分部件裝配③隨裝隨焊 ⒊裝配的質(zhì)量檢驗(yàn);裝配質(zhì)量的好壞將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，所以產(chǎn)品裝好后應(yīng)進(jìn)行檢查是否符合技術(shù)要求。

裝配質(zhì)量的檢驗(yàn)，包括裝配過程中的檢驗(yàn)和完工產(chǎn)品的檢驗(yàn)，主要內(nèi)容有：

1)按圖樣檢查產(chǎn)品各零、部件的裝配位置和主要尺寸是否正確。2)檢查產(chǎn)品各連接部位的連接形式是否正確，并根據(jù)技術(shù)條件、規(guī)范和圖樣來檢查。

3)檢查產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件上為連接、加固各零、部件所做的定位焊是不是符合要求，要使這種結(jié)構(gòu)在焊接后不產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。4)檢查產(chǎn)品連接部位焊縫處的金屬表面，不允許有油，鐵銹，以免焊接后造成不可避免的焊接缺陷。

5)檢查產(chǎn)品的表面質(zhì)量，對(duì)于剛才上的裂紋，起層、砂眼等等應(yīng)該根據(jù)技術(shù)要求酌情處理。

裝配質(zhì)量的檢驗(yàn)方法，主要是運(yùn)用測(cè)量技術(shù)和各種量具，儀器進(jìn)行檢查，有些檢驗(yàn)項(xiàng)目，比如表面質(zhì)量，也常用外觀檢驗(yàn)的方法。

第七章 焊接工藝制定 7.1 焊接方法的選擇

在支撐座的制造中，生產(chǎn)中常用的焊接方法有很多，但是我們選擇的是焊條電弧焊，使用焊條電弧焊應(yīng)該考慮其生產(chǎn)效率，但是由于是課程設(shè)計(jì)而且做的是支撐座生產(chǎn)成本也不是很高。由于工件材料是Q235，板厚均為6mm,屬于中厚板，選用手工電弧焊，其特點(diǎn)為：

⑴焊接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。

⑵工藝靈活，對(duì)焊接場(chǎng)所沒有什么特殊的要求。⑶可以在任何位置焊接 ⑷對(duì)各種鋼材的適應(yīng)性強(qiáng)

⑸焊條的品種齊全，可以達(dá)到和母材同樣的強(qiáng)度 ⑹焊縫金屬的力學(xué)性能好，特別是低溫韌性特別好 ⑺操作方便，容易控制焊接變形

7.2 焊接工藝參數(shù)的選擇

⒈焊接電流的選擇

選擇焊接電流時(shí)，應(yīng)該根據(jù)板材的厚度、焊條直徑、接頭形式、焊接位置等綜合因素考慮。如果焊接電流過小會(huì)使電弧不穩(wěn)，造成為焊透，夾渣以及焊縫成形不良等焊接缺陷。反之，焊接電流過大容易產(chǎn)生咬邊、焊穿，增加工件變形和金屬飛濺，也會(huì)使焊接接頭的組織由于過熱而發(fā)生變化。所以焊接時(shí)要合理選擇電流。

⒉電弧電壓的選擇和速度的選擇

焊條電弧焊的電弧電壓主要由電弧長(zhǎng)度決定：電弧長(zhǎng)度越大,電弧電壓越高；電弧長(zhǎng)度越短，電弧電壓越低。在焊接過程中，應(yīng)盡量使用短弧焊接。立焊。仰焊時(shí)弧長(zhǎng)應(yīng)比平焊更短些，以利于熔滴過渡。防止熔化金屬不滴。堿性焊條焊接時(shí)應(yīng)比酸性焊條焊接弧長(zhǎng)短些，以利于電弧的穩(wěn)定和防止氣孔。

焊接過程中，焊接速度應(yīng)該均勻適當(dāng)，既要保證焊透又要保證不焊穿，同時(shí)還要使焊縫寬度和余高符合設(shè)計(jì)要求。如果焊接過快；，融化能量不夠，易造成未融合，焊縫成形不良等缺陷；如果焊速過慢，使高溫停留時(shí)間增長(zhǎng)，熱影響區(qū)寬度增加，焊接焊頭的晶粒變粗，力學(xué)性能降低，同時(shí)使工件變形量增大。當(dāng)焊接較薄工件時(shí)，易形成燒穿。

⒊焊條直徑的選擇

焊條直徑一般根據(jù)工件厚度選擇，還要考慮接頭形式和焊接位置平焊位置焊接所選用的焊條直徑應(yīng)該比其他位置大些，立焊橫焊仰焊應(yīng)選用較細(xì)的焊條，一般不超過4.0毫米。T型接頭，搭接接頭都應(yīng)選用較大直徑的焊條。

4.焊接順序

在各部位點(diǎn)牢后在進(jìn)行焊接一般先焊肋板焊縫，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度，保證零件在裝配位置的穩(wěn)定性。先焊利縫，在焊水平的，對(duì)于長(zhǎng)焊縫應(yīng)該采取分段焊，以減少應(yīng)力集中，避免所帶來的傷害。在結(jié)構(gòu)中一些突變的地方一定要改成圓滑過渡，減少應(yīng)力突變。

焊接工藝制定的原則 ⑴技術(shù)上的可行性 ⑵經(jīng)濟(jì)上的合理性 ⑶良好的勞動(dòng)條件

本次的課程設(shè)計(jì)我們的支撐座雖然結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)要求是完全相同的焊接結(jié)構(gòu)，但是我們六個(gè)組的工藝過程是不一樣的，而且大家做出來的產(chǎn)品也是不一樣的，大家做的尺寸多少多有點(diǎn)誤差的，但是由于各組的焊接順序不同，做成的產(chǎn)品產(chǎn)生的應(yīng)力也是不同的，我們?cè)诤附又岸际遣扇∠日w點(diǎn)固好然后在焊接的方法。

第八章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 本次實(shí)訓(xùn)課無疑是將理論與實(shí)踐相結(jié)合的典型課程，讓我們受益匪淺。幾個(gè)小組成員之間相互配合、相互學(xué)習(xí)共同完成此次項(xiàng)目，讓我們直觀的領(lǐng)悟了眾人拾柴火焰高的真諦。期間，我們有爭(zhēng)議、有共識(shí)更讓我們對(duì)自己、對(duì)團(tuán)體有了新的認(rèn)識(shí)，我們應(yīng)該共鳴對(duì)此次實(shí)訓(xùn)課意義深刻的影響著我們，這是我們最基本、最直觀的體驗(yàn)。

至此，我要衷心的感謝老師們的辛勤指導(dǎo)，感謝他們給了我們這個(gè)鍛煉我們的機(jī)會(huì)，也感謝小組成員的幫助！

目錄

第八章 設(shè)計(jì)的目的????????????????2 第九章 板材的矯正????????????????3 第十章 放樣工藝過程???????????????4 第十一章 劃線（號(hào)料）???????????????6 第十二章 下料工藝過程???????????????9 第十三章 裝配——焊接工藝????????????13 第十四章 焊接工藝制定??????????????19 第八章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)?????????????22 25