汽车设计方案中的实例检索与重用机制研究.docVIP

汽车设计中的实例检索与重用机制研究-机械制造论文 汽车设计中的实例检索与重用机制研究 撰文/ 临工集团济南重机有限公司 郑金铎 王涛 赵忠立 鞠锦建 通过构建于知识库之中的汽车产品及其典型零部件实例库，记录和存储已完成的设计实例的基本属性和几何模型，基于相关实例检索与重用规则，可以迅速找到与新设计问题最接近或相似的零部件实例，提取并重用该实例，以减轻设计人员的重复劳动，提高设计效率。 一、引言目所谓实例检索，就是按照某种算法或规则，从产品成熟实例库中找到与新问题最相似的旧实例的过程。这与数据库系统中的检索查询系统是有区别的：数据库系统中的查询是精确的，而CBR（Case-Based Reasoning，基于实例的推理技术）系统中的实例检索往往带有一定的模糊性，是“不精确的”。这是因为CBR 系统只有在极个别的情况下，才能在产品实例库中找到与所描述新问题完全相同的实例，更多可能找到的是与新问题类似的实例。另一方面，在数据库系统中，查询可针对关系的任何一个或几个属性进行；而在CBR 系统中，实例检索的条件一般是实例的问题描述部分的属性，不是实例的全部属性。实例检索算法流程图如图1所示。 二、汽车产品及其零部件知识库的构建 汽车产品及其零部件知识库是基于KBE（KnowledgeBased Engineering，基于知识的工程，简称知识工程）技术提出的。KBE 技术是当前CAD 领域研究的热点。中国航天科技集团公司的杨海成教授对KBE 给出了一个经典的定义：KBE 是以给设计经验不足者以引导，同时最大限度地减少设计者的重复劳动为目标，综合利用各种设计理论和知识处理技术，通过知识的表达、重用与挖掘，对工程问题提供优化解决方案的计算机集成处理技术。通过知识（包括实例）重用，实现产品的快速设计。 在基于知识的CAD 系统中，通过将相关的工业设计标准、设计准则和企业设计经验等构建入库，实现知识库对特定汽车产品及其零部件设计进程的各个阶段的支持。同时，通过对设计进程相关实例信息的记录和提取，进行知识库的动态扩充。 其中构建的设计知识库中包括汽车产品实例库、典型零部件实例库，检索与重用的实例就来源于汽车产品实例库及其典型零部件实例库。产品实例库用于存储汽车产品三维设计完成的成熟实例；零部件实例库用于存储汽车零部件三维设计完成的零部件成熟实例。实例库为产品设计进程中的实例检索、重用和修改提供知识支持，也可为汽车新产品设计提供经验参考数据。 三、汽车产品及其零部件实例检索与重用 汽车产品及其零部件实例库用于存储汽车产品三维设计完成的成熟实例，通过特定的实例检索算法，在实例库中寻找最为接近的实例，设计人员根据具体情况决定是否实例重用。 表2 中各类实例与C 的相似度结果如下： SIM(C,C22L1200-110)=0.51；SIM (C,C25L1400-100)=0.95；SIM(C,C29L1100-100) =0.62 由计算结果可知，实例C25L1400-100 的相似度最大，最为相似，所以C25L1400-100 可以作为M 的最优解，在此基础上经过对实例简单修改，使其满足设计要求。 五、结语 本文基于相似性原理和相似度度量的算法规则，在汽车产品的成熟实例库中，可以迅速找到与新设计问题最接近或相似的产品实例，并列出其相似度值的大小，设计人员提取该实例，经过修改实现实例的重用，以减轻设计人员的重复劳动，提高设计效率。IM