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級進模設(shè)計的低成本知識庫系統(tǒng)框架 S. Kumara,?, R. Singh b a Department of Mechanical Engineering, Hindu College of Engineering, Sonepat, Haryana, India b Department of Mechanical Engineering, C.R. State College of Engineering, Murthal, Haryana, India 摘要 ：本文提出一種級進模設(shè)計的低成本的知識庫系統(tǒng)框架。建立這個系統(tǒng)的目的是把級進模設(shè)計的主要活動部件劃分成不同的模塊。每個模塊設(shè)計通過用戶界面與用戶互動形式。文中詳細闡述了知識庫系統(tǒng)模塊程序。系統(tǒng)中的每個模塊通過AutoLISP語言編碼裝載到AutoCAD的快捷區(qū)域。這種設(shè)置更利于設(shè)計過程中的建模并且可以在PC/AT。經(jīng)測試，每個模塊的建立可以快捷地提示在用戶的工作區(qū)域內(nèi)。一個重要模塊DIEGAGE是為模具測量裝置的選擇而設(shè)計的。該模塊可以輸出前間隔裝置。后間隔裝置以及模具測量裝置間距的優(yōu)化尺寸。一個例子說明了所開發(fā)模塊DIEGAGE的有用性。提出的系統(tǒng)框架可以靈活地適應(yīng)每個模塊新獲得的內(nèi)容。該系統(tǒng)框架能夠為中小型的企業(yè)可以負擔(dān)得起。 關(guān)鍵字：知識庫系統(tǒng)框架，級進模設(shè)計，模具測量裝置。 1 .引言 級進模由于它的高生產(chǎn)力，高精密度和相對低經(jīng)濟費用在大規(guī)模金屬板的生產(chǎn)中用途廣泛。級進模設(shè)計是復(fù)雜和專業(yè)的設(shè)計過程[1]。級進模生產(chǎn)產(chǎn)品的不同的本質(zhì)要求其具有高級知識的設(shè)計師，他可能經(jīng)過幾年實踐經(jīng)驗才能達到設(shè)計師的水平。想要設(shè)計一個級進模要考慮全局的發(fā)展，模具的組分和模具材料的選擇和輔助部件的設(shè)計，選擇部件和模具制造是主要的工作[2-3]。完成這些任務(wù)要求有專門的技術(shù)，還要進行大量沉悶漫長的手工操作，這不僅浪費時間而且比較容易出差錯。并且模具設(shè)計專家在獲取的知識的時間內(nèi)經(jīng)常不是在一家公司里工作。每當專家退休或離開公司，他的設(shè)計就暫停了。 目前，大多數(shù)計算機輔助的模具設(shè)計系統(tǒng)已經(jīng)達到了可以提供畫面的協(xié)助和主要簡單演算的階段。所以一種先進的系統(tǒng)是級進模設(shè)計所需要的。本文為級進模設(shè)計提出一個低成本的知識庫系統(tǒng)(KBS)框架。這種方法充分的描述了不同的KBS模塊的框架。提出的KBS發(fā)展方案是更加容易實施。 2.級進模設(shè)計中關(guān)于開發(fā)KBS模塊的基本的考慮因素[11-13] 對開發(fā)級進模設(shè)計KBS介紹如下： 1. 辨別重要的級進模設(shè)計活動。并且清楚地決定這樣任務(wù)是否是在建立知識庫系統(tǒng)是可實行的； 2. 著重學(xué)習(xí)每個活動部件設(shè)計的經(jīng)濟可行性和專業(yè)化； 3. 級進模的設(shè)計過程和辨別各種各樣的模塊使用，用知識庫系統(tǒng)模塊的形式來使用元件邏輯計劃的知識庫系統(tǒng)模件框架； 4. 為每個模塊開發(fā)功能目標； 5. 處理每個模型的模具設(shè)計功能目標，為每個模塊選擇適當?shù)挠布?，硬件的選擇取決于內(nèi)存要求、處理速度和需要的配置和選擇一種適當?shù)挠嬎銠C語言； 6. 分析重要的各種因素，以介紹的形式在知識庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的每個模塊上和應(yīng)用專業(yè)數(shù)據(jù)領(lǐng)域、事務(wù)有目的的做決定； 7. 推薦為每個模塊的制造構(gòu)筑生產(chǎn)慣例; 8. 用從級進模的設(shè)計專家那里獲取的領(lǐng)域知識進行每個模塊核實和測試； 9. 辨認適當?shù)闹R表達技術(shù)，并利用已獲取的知識為每個模塊編制的適當?shù)谋嬲J的語言； 10. 確認和評估知識庫系統(tǒng)的實施。記住上述考慮，為級進模的設(shè)計和修建KBS模塊開發(fā)一個知識庫系統(tǒng)框架。 3. 級進模設(shè)計中知識庫系統(tǒng)模塊的開發(fā)程序 開發(fā)級進模設(shè)計知識庫系統(tǒng)模塊方法概要地顯示在圖1。在以下段是每步的的簡要說明。 模具設(shè)計專家為每個模塊的證明生產(chǎn)慣例 獲取知識以領(lǐng)域數(shù)據(jù)、事實、評斷、經(jīng)驗主義的規(guī)則、專家意見，規(guī)則等不同的模塊對象的形式。 為級進模設(shè)計過程辨認每個模塊 為每個模塊構(gòu)筑生產(chǎn)慣例 為每個模塊程序化生產(chǎn)慣例 適當?shù)挠布陀嬎銠C語言的證明 知識庫的建筑 選擇搜索策略 準備用戶界面 圖1.級進模設(shè)計和KBS模塊的發(fā)展的做法 3.1知識的來源 為級進模的每個模塊設(shè)計的知識可能是出版或未出版的，分析的或者經(jīng)驗得出的，這些知識的來源各種各樣，包括從熟練的級進模設(shè)計師、車間工程師、手冊、專題論文、研究學(xué)報、編目和工業(yè)小冊子等。從書中得到的信息不是總能應(yīng)用于實踐。通過工業(yè)小冊子得到的信息是通過書中獲得的學(xué)術(shù)上的知識和實際的應(yīng)用，從工業(yè)專家那里獲得的是經(jīng)驗的知識之間的知識。獲取知識的過程是從模具設(shè)計專家那里，并向?qū)＜姨岢鰩讉€典型的問題，讓專家通過解答談話。在口頭分析期間，專家需要解釋做出了一個決定的原因。 3.2. 生產(chǎn)規(guī)則構(gòu)成 生產(chǎn)最佳的手段是利用今天的專家為設(shè)計人員解決問題。生產(chǎn)慣例的句法是 如果〈情況〉 然后〈行動〉 有時稱LHS的生產(chǎn)慣例的情況(左邊)包含一個或更多情況，而行動部分，有時稱RHS (右邊)包含一個或更多行動。 3.3. 生產(chǎn)的確認 必須通過從模具設(shè)計專家提出經(jīng)驗的“如果”狀況再確認為每個模塊構(gòu)筑生產(chǎn)慣例，然后繼續(xù)“如果—然后”。 3.4. 生產(chǎn)序列 生產(chǎn)慣例以無特定結(jié)構(gòu)(任意)或構(gòu)造的方式安排知識庫框架的每個模塊。在后一種情況下，因為他們否定了以某一等級制度的設(shè)計方式，規(guī)則傾向于更加簡單和更加簡要的方式。 3.5. 適當?shù)挠布陀嬎銠C語言的證明 以內(nèi)存要求、處理速度和需要的配置為基礎(chǔ)選擇適當?shù)挠布亍＝裉?，因為它開始便宜樂，大多KBS模塊在PC/AT得到發(fā)展。早期的知識庫系統(tǒng)在從FORTRAN獲得的語言接口。然后輸出面向?qū)ο蟮恼Z言例如KEE, OPS, PROLOG, TURBO PROLOG和 LISP。開發(fā)了人工智能系統(tǒng)具體地。 LISP和PROLOG是應(yīng)用廣泛知識庫系統(tǒng)。然而，當處理介入圖解信息時的，LISP和PROLOG語言的用戶遇到困難。為此，AutoCAD和AutoLISP為級進模設(shè)計發(fā)展了更加強大的知識庫系統(tǒng)。 3.6. 知識庫的構(gòu)筑 知識庫包含領(lǐng)域知識，以生產(chǎn)慣例的形式表達，“如果—然后”知識庫系統(tǒng)的部分。為解決問題進行推斷機制操作。規(guī)則和知識庫由推斷機制一起連接。用戶輸入信息給推斷方法提供教導(dǎo)信息。并且什么過程從知識庫是需要的。 3.7. 搜索策略選擇 當搜尋解答到級進模的設(shè)計問題時，一般使用兩種戰(zhàn)略叫做正向鏈結(jié)和反向鏈結(jié)。正向鏈結(jié)是一種很好的技術(shù)，當所有在多數(shù)道路從任何一個最初或中間狀態(tài)立即時聚合或幾個目標狀態(tài)。反向鏈結(jié)是使用的一種高效率的技術(shù)，是在一種或幾種初始狀態(tài)的許多目標狀態(tài)中的任一種。 3.8. 用戶界面準備 知識庫系統(tǒng)模塊應(yīng)該是具有交互式的本質(zhì)。用戶界面的目的在每個模塊的發(fā)展是雙重的：(1)使用戶輸入根本金屬板組分數(shù)據(jù)；(2)為用戶受益顯示最優(yōu)方案選擇。在適當?shù)碾A段由閃動的AutoCAD提示完成對用戶在咨詢期間整理數(shù)據(jù)項。敬告消息或項目同樣在計算機屏幕上閃動，否定相關(guān)的生產(chǎn)慣例。上述做法為三個次級模塊被運用了FGAGE、一個重要模塊提出的框架DIEGAGE的即BGAGE和DISTGAGE的發(fā)展。 4. 為級進模設(shè)計提議的KBS結(jié)構(gòu) 為級進模設(shè)計提議的KBS結(jié)構(gòu)的有關(guān)描述見圖表1。 輸入金屬板零件數(shù)據(jù) 用戶界面 用戶 用KBS模塊設(shè)計/選擇模具設(shè)備 用KBS模塊選擇標準件、螺釘、銷釘、導(dǎo)套 建立板料的總體布置，模具構(gòu)成和模具附件 使用AutoCAD進行模具裝配。 用KBS模塊選擇模具結(jié) 構(gòu)件和模具附件 用KBS設(shè)計/選擇導(dǎo)正銷 用KBS設(shè)計/選擇脫模機彈簧 用KBS模塊選擇壓力 用KBS模塊檢查零件設(shè)計 用KBS模塊選擇模具類型 選擇級進模模具 用KBS模塊計劃進程 用KBS模塊鑒別操作順序 用KBS模塊決定工序順序 使用雙智能ACAD和ALISP為求解單排最佳的定位 用KBS模塊設(shè)計/選擇脫模機 用KBS模塊設(shè)計/選擇沖孔 用KBS模塊設(shè)計/選擇模具計數(shù)器 用KBS模塊設(shè)計模具墊塊 用KBS模塊設(shè)計沖模板、脫模板、上墊板 用KBS模塊設(shè)計/選擇模具止轉(zhuǎn)銷 表4.1 為級進模設(shè)計提議的KBS結(jié)構(gòu)的有關(guān)描述 在AutoLISP中用模塊化程序編成代碼嵌套于AutoCAD的快速界面。用戶用組織上的模塊通過用戶使用界面輸入零件數(shù)據(jù)相互作用的。KBS模塊是為了檢查零件的設(shè)計，檢查金屬板組織成分的設(shè)計特征，是出自于專業(yè)化生產(chǎn)觀。這種檢查有利于降低生產(chǎn)中的缺陷和選擇好材質(zhì)的材料。這種模塊的知識庫系統(tǒng)有檢查和給建議的特點。比如設(shè)計特征有孔，凸臺，內(nèi)輪廓，外輪廓，切口，凹口，輪轂，圓環(huán)，槽，彎曲等等，都有很好的實踐規(guī)則為依據(jù)。KBS模塊為模具類型的選擇，鑒定模具生產(chǎn)有保障的產(chǎn)品類型都用最佳的方法。大規(guī)模的生產(chǎn)要求適度的和有承受最佳操作包括于零件生產(chǎn)中。這種模塊鑒別級進模能承受的金屬板材料，從專業(yè)化生產(chǎn)觀來檢查零件的設(shè)計和級進模的驗證，坯料模型的設(shè)計進程，求解單排的最佳定位，使用雙智能AutoCAD和AutoLISP的聯(lián)接。KBS模塊的計劃進程和順序鑒別專業(yè)化生產(chǎn)操作和它們的操作順序。級進模的幾個工序的鑒別是以其他模塊為框架的，這是為了判斷級進模的幾個工序的命令。KBS模塊是為了選擇最初的求解壓力和顯示最小強度要求在必要的金屬板操作運行中，是為了鑒別最合適的使用壓力的基本原理是固定不變的，是為了每一個依次待選壓力機的操作價值。模具構(gòu)件的類型和它們的尺寸都是有利于使用KBS模塊選擇模座，脫模板，沖孔模板，固定板，脫模機，沖孔，導(dǎo)料板，模具計數(shù)器，模具止轉(zhuǎn)銷，模具套，級進模緊固件，選擇脫模彈簧負載，彈簧數(shù)量，彈簧大小決定了使用KBS模塊開發(fā)的這個目的。計算彈簧的數(shù)量和彈簧的大小的主要因素是脫模力，板料厚度和板料的材質(zhì)。為了在每個工序設(shè)置和找出準確地脫模位置，導(dǎo)正銷，模具計數(shù)器和模具止轉(zhuǎn)銷都是使用KBS模塊經(jīng)過選擇地。級進模所有KBS模塊地輸出是保存在不同的文件夾中。保存在這些文件夾中的數(shù)據(jù)利用于建模中板料的總體布置，模具的構(gòu)件，模具的附件，和使用AutoCAD和AutoLISP的聯(lián)接使模具裝配的過程變得簡單。模塊中選擇模具材料會使模具構(gòu)件鑒別合適的模具材料和模具附件通過使用KBS路徑。這些模塊依靠各種因素提高了產(chǎn)品規(guī)則結(jié)構(gòu)，比如超前的操作，工作部分的材質(zhì)，生產(chǎn)率和質(zhì)量，準確度和生產(chǎn)要求，壓力和壓力機的使用，包括模具類型和技術(shù)條件，模具的設(shè)計，模具安裝的準確性和規(guī)范性，模具材料的最新利用性，材料的特性，包括材料的抗磨損力，抗高溫和抗變形力，并且容易配合不論什么機構(gòu)，什么樣的熱處理和什么樣的場地。 已提議的KBS模塊結(jié)構(gòu)程序是借助于程序的描述來開發(fā)的。 4總結(jié) 當前工作已經(jīng)考慮并且分析了修建KBS是級進模設(shè)計的基本元素。傳統(tǒng)級進模設(shè)計的主要活動是模塊的形式的辨認。為級進模設(shè)計提出了一種低成本的的KBS框架。在相當程度解釋了KBS模塊的發(fā)展。同樣運用了FGAGE三個次級模塊、一個主要模塊提出的框架DIEGAGE即BGAGE和DISTGAGE的發(fā)展。每個模塊規(guī)則編碼成AutoLISP語言并且裝載入AutoCAD快捷區(qū)域。 這個安排可以管理PC/AT促進連接的設(shè)計過程。從模塊獲得的那些的DIEGAGE發(fā)現(xiàn)合理和非常相似于實際的生產(chǎn)方式。級進模設(shè)計KBS提出的框架和方法學(xué)是能自動化模具設(shè)計過程。更新系統(tǒng)能力每個模塊知識庫系統(tǒng)支持修改，它的修改取決于最近獲取的新的模塊的知識和加工方法。使用提出的框架， KBS發(fā)展的過程使更加容易實施級進模設(shè)計變成可能。級進模設(shè)計的低成本知識庫系統(tǒng)框架在個人計算機就可以實施，即廉價并且對好用。 參考文獻 [1] H.S. 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