钢结构在现代制造中扮演着重要的角色,焊接是钢结构建造过程中的重要技术手段。可靠的焊接工艺设计是钢结构焊接质量的保证。焊接专家系统在焊接工艺设计中承担着越来越重要的比重。如何编制更为科学、更为智能、更为实用的焊接工艺设计专家系统是焊接工作者面对的重要课题。本文以提高焊接专家系统性能为出发点,以钢结构焊接工艺为研究对象和数据源,对钢结构焊接工艺的优化算法和焊接专家系统的推理机制展开研究,并将研究成果以焊接专家系统软件的形式呈现。首先,对焊接工艺相关的知识进行整理,将焊接工艺知识归纳为工艺要素和评价要素两类。设计知识表示方法,在此基础上建立焊接工艺知识库,为焊接工艺设计专家系统推理机制研究和工艺算法优化奠定数据基础。其次,研究用遗传算法对焊接工艺中的隐含规则进行挖掘的方法。先建立规则的可靠性评价体系,用可量化的数学变量评价规则的可靠性。然后重点研究应用遗传算法解决模糊规则挖掘问题的建模方法,再设计基于遗传算法的焊接工艺设计不确定规则提取模型,并通过多次模型训练找到较好的运算经验参数。再次,用子命题划分并独立求解的思想设计焊接专家系统的推理机制。设计基于规则的焊接专家系统的推理实现机制,并对焊接工艺设计中存在的不确定规则的使用提供解决方案。同时,设计基于案例的焊接专家的推理实现机制,采用精确匹配和不精确匹配相结合的原则检索案例库。最终设计基于规则的推理和基于案例的推理相结合的混合推理方式的焊接工艺推理机制,以充分发挥两种推理方式的优势。最后,在以上研究的基础上编制焊接工艺设计专家系统,使设计思想转化为软件实现。编制的焊接工艺设计专家系统在工程应用中的用户体验上有很大提升。