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1、傳統(tǒng)的客車總布置系統(tǒng)與基于知識(shí)工程的客車虛擬總布置系統(tǒng)對(duì)比 　　摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各種輔助設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)，知識(shí)工程利用計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)將設(shè)計(jì)開發(fā)更趨于自動(dòng)化。知識(shí)工程是以知識(shí)為前提的工程，是一種用智能軟件代替專家進(jìn)行工作的系統(tǒng)。本文分析了傳統(tǒng)的客車總布置系統(tǒng)與基于知識(shí)工程的客車虛擬總布置系統(tǒng)，對(duì)比得知，基于知識(shí)工程的客車虛擬總布置系統(tǒng)，可提高客車總體設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，可滿足對(duì)客車系列化的開發(fā)需求。 下載論文網(wǎng) 　　關(guān)鍵詞：知識(shí)工程；客車虛擬；總布置系統(tǒng)；對(duì)比 　　中圖分類號(hào)： U469 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（

2、2016）13-134-2 　　0 引言 　　總布置在汽車設(shè)計(jì)中是一項(xiàng)非常重要、非常復(fù)雜的設(shè)計(jì)過程，總布置設(shè)計(jì)的好壞，直接關(guān)系到車身上各個(gè)零部件、總成件的連接關(guān)系、搭接間隙、是否存在干涉、是否符合設(shè)計(jì)要求和法律規(guī)定，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和開發(fā)周期起著至關(guān)重要的作用。本文就客車總布置系統(tǒng)的傳統(tǒng)流程及基于知識(shí)工程的虛擬總布置系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)比，進(jìn)而可知知識(shí)工程對(duì)于客車總布置系統(tǒng)的重要性。 　　1 客車總布置系統(tǒng)的傳統(tǒng)流程 　　1.1 競(jìng)爭(zhēng)車型對(duì)比研究 　　在新產(chǎn)品開發(fā)之前，首先要選擇一些客車的競(jìng)爭(zhēng)品牌，進(jìn)行廣泛對(duì)比，為新產(chǎn)品在未來市場(chǎng)上的精準(zhǔn)定位奠定基礎(chǔ)。 　　1.2 編制設(shè)計(jì)任務(wù)書 　　客車

3、設(shè)計(jì)任務(wù)書即為客車設(shè)計(jì)說明書，是設(shè)計(jì)人員依據(jù)市場(chǎng)需求和生產(chǎn)現(xiàn)狀，對(duì)客車的設(shè)計(jì)項(xiàng)目提出的具體任務(wù)和技術(shù)指標(biāo)，主要包含技術(shù)原理、結(jié)構(gòu)功能、技術(shù)參數(shù)、用途范圍和使用要求等。其主要作用是全面闡述新產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路，向后續(xù)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)部門明確產(chǎn)品必須達(dá)到的基本目標(biāo)，以保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理性和質(zhì)量可靠性。 　　1.3 造型工程可行性分析 　　對(duì)比標(biāo)桿、設(shè)計(jì)任務(wù)書完成后便進(jìn)入造型工程可行性分析階段，此階段的主要任務(wù)是通過制作小比例油泥模型，對(duì)外觀評(píng)審?fù)瓿珊?，再制?：1油泥模型，此過程需要進(jìn)行多次總布置驗(yàn)證，多方面驗(yàn)證造型的可行性。這個(gè)階段費(fèi)時(shí)最長(zhǎng)，一般需要1年左右的時(shí)間，且不包含后期從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)階段伴隨的設(shè)計(jì)、

4、試驗(yàn)和不斷的修改的設(shè)計(jì)改進(jìn)的時(shí)間。 　　1.4 人機(jī)工程設(shè)計(jì)及校核 　　此階段主要是從人體姿態(tài)角度、座椅使用舒適性、內(nèi)部空間尺寸的合理性等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核，以人為中心，通過測(cè)量分析人體的尺寸，研究驗(yàn)證車內(nèi)空間布置和設(shè)備，使客車適應(yīng)人的需要，設(shè)計(jì)一個(gè)最佳的人-車-環(huán)境系統(tǒng)。 　　1.5 法規(guī)符合性校核 　　客車生產(chǎn)和銷售必須滿足銷售區(qū)域的汽車法規(guī)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，中國(guó)有汽車相關(guān)的國(guó)標(biāo)GB、國(guó)家推薦GB/T、汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T，出口到國(guó)外的還需要符合當(dāng)?shù)氐姆ㄒ?guī)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家政策，還要遵守質(zhì)量缺陷召回制度。 　　1.6 性能計(jì)算、硬點(diǎn)確定以及總布置圖繪制 　　客車的設(shè)計(jì)任務(wù)書確定后，還要根

5、據(jù)結(jié)構(gòu)變化重新計(jì)算動(dòng)力性、軸荷分配、轉(zhuǎn)彎直徑和燃油經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)車身的邊界條件和各總成的布置要求確定布置硬點(diǎn)， 硬點(diǎn)確定后繪制整車總布置圖。 　　2 知識(shí)工程的引入 　　知識(shí)工程，簡(jiǎn)稱KBE ，其概念是美國(guó)斯坦福大學(xué)教授1977在第五屆國(guó)際人工智能會(huì)議上提出的，從20世紀(jì)90年代開始，知識(shí)工程技術(shù)被工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。最初主要是用類似CAD的軟件設(shè)計(jì)飛機(jī)沖壓件，其實(shí)是把專業(yè)領(lǐng)域方面的知識(shí)，還有一些歷史資料、參數(shù)等相互結(jié)合，并與三維的設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行結(jié)合，共同應(yīng)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中，使得所涉及的產(chǎn)品能夠趨于智能化，并且在此過程當(dāng)中，知識(shí)得到了積累和更新，使得知識(shí)得以保存。 　　知識(shí)工程的客車虛擬總布置設(shè)計(jì)

6、KBE系統(tǒng)是吸取了大量客車設(shè)計(jì)過程當(dāng)中的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)、標(biāo)準(zhǔn)和一些成功的案例，模仿專家技術(shù)團(tuán)隊(duì)的思想以三維的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)施，從而形成了客車虛擬總布置系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能夠做到總體設(shè)計(jì)參數(shù)，總布置方案，總體選擇，從而得到滿足設(shè)計(jì)要求的客車的總體布置圖及效果。 　　3 知識(shí)工程的設(shè)計(jì)理念 　　KBE是繼承一些專家所積攢的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)等的再次利用，是一種知識(shí)的重復(fù)利用，把以往CAD等技術(shù)的知識(shí)應(yīng)用到人工智能化和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。KBE在知識(shí)獲取、知識(shí)的表示、知識(shí)庫三方面最為突出。 　　3.1 知識(shí)獲取 　　知識(shí)獲取是知識(shí)工程研究的核心問題，它將一些研究的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)跟公知常識(shí)相結(jié)合，從中進(jìn)行選取、分類，梳

7、理成一套完整的信息、知識(shí)體系，為今后的系統(tǒng)應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)?？蛙嚨能嚿沓艘路f的外觀，最重要的是安全可靠的行駛，這就需要知識(shí)工程獲取關(guān)于車身材料、制造工藝要求、空氣動(dòng)力學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品、專家小組的評(píng)審建議等等一些相關(guān)的知識(shí)。 　　3.2 知識(shí)的表示 　　知識(shí)表示是為了方便運(yùn)用和掌握知識(shí)而設(shè)立的，在客車虛擬總布置系統(tǒng)設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)采用兩種方式。一種是根據(jù)規(guī)則進(jìn)行推理；另一種是根據(jù)實(shí)例進(jìn)行推理。 　　第一種方式所依據(jù)的是事件的因果關(guān)系。第二種方式是利用類比推理的方法，將所得的問題跟實(shí)例進(jìn)行對(duì)比，如果相似度在規(guī)定的范圍內(nèi)，可以使用同樣的方法解決這類問題。 　　3.3 知識(shí)庫

8、 　　知識(shí)庫顧名思義是用來儲(chǔ)存知識(shí)的地方，這些知識(shí)可能包括多方面的：理論性的、經(jīng)驗(yàn)性的、實(shí)例性的等等。知識(shí)庫從一些機(jī)構(gòu)獲取知識(shí)，同時(shí)為推理提供知識(shí)，它們之間是相互聯(lián)系的，不可分割的。進(jìn)行客車虛擬總布置系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，將以往客車設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)作為開頭，再融入新思路，新技術(shù)，這樣既包含了以前的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、數(shù)據(jù)等，同時(shí)又包含創(chuàng)新技術(shù)。知識(shí)庫種類有很多，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況合理的選擇。 　　4 客車虛擬總布置 　　基于知識(shí)工程的客車虛擬總布置系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析平臺(tái)是要為客車的實(shí)際生產(chǎn)建立一套基于總布置系統(tǒng)設(shè)計(jì)的專用工具，在功能上滿足需求。 　　4.1 客車虛擬總布置系統(tǒng)工作步驟 　　首先打開系統(tǒng)，保證系統(tǒng)是在

9、開啟的狀態(tài)下，在主頁面當(dāng)中我們可以選擇四大模塊，分別為添加、刪除、維護(hù)的知識(shí)庫管理和維護(hù)模塊，用以布置駕駛區(qū)、例如座椅的安裝位置、儀表板的放置位置、方向盤的擺放等的駕駛區(qū)布置模塊；其次是車身內(nèi)乘客區(qū)模塊的布置，主要是布置座椅的數(shù)量、空調(diào)的擺放、安裝位置等；最后一個(gè)模塊式參數(shù)調(diào)校模塊，主要是在原始數(shù)據(jù)傳入后，系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并從原始的知識(shí)庫中尋找類似的數(shù)據(jù)，進(jìn)而進(jìn)行參數(shù)化修改，完成對(duì)所有零件參數(shù)的微調(diào)及校準(zhǔn)。并依據(jù)國(guó)家或行業(yè)、企業(yè)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將不合適的零件進(jìn)行調(diào)整或修改，保證所有參數(shù)的正確性。 　　4.2 計(jì)算客車虛擬總布置系統(tǒng) 　　我們要把客車的總體參數(shù)，以及車身的基本參數(shù)輸入到計(jì)算表中，

10、經(jīng)過多次的計(jì)算，將結(jié)果做成三維虛擬裝配，對(duì)零部件進(jìn)行虛擬裝配和干涉檢驗(yàn)，并對(duì)主要受力件進(jìn)行性能分析，最后得出客車的總布置結(jié)果，確定一個(gè)合理的結(jié)果。 　　5 對(duì)比 　　傳統(tǒng)的客車總布置系統(tǒng)技術(shù)主要是依賴軟件進(jìn)行繪圖，僅僅將設(shè)計(jì)人員從手工繪圖中解救出來，軟件起到的作用是為常規(guī)設(shè)計(jì)提供某些幫助和支持，但不能對(duì)設(shè)計(jì)工程師的思維活動(dòng)提供有效的幫助；知識(shí)工程的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的自動(dòng)化和智能化、并行化，有效地提高了客車生產(chǎn)能力以及產(chǎn)品更新?lián)Q代的車身開發(fā)能力，縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低設(shè)計(jì)成本，使產(chǎn)品最大限度系列化，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率，增加了產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 　　6 結(jié)語 　　總布置系統(tǒng)的設(shè)

11、計(jì)直接決定了后期產(chǎn)品的制造問題，傳統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代客車產(chǎn)品的開發(fā)需要，KBE功能為客車設(shè)計(jì)提供了非?？旖莸募夹g(shù)手段，順應(yīng)了設(shè)計(jì)需求，展現(xiàn)了其強(qiáng)大的應(yīng)用前景。 　　參 考 文 獻(xiàn) 　　[1] 羅海玉.參數(shù)化設(shè)計(jì)及其關(guān)鍵技術(shù)[J].甘肅科技縱橫， 　　2003，32（5）：23-25. 　　[2] 陳明星，沈蔭紅.CATIA環(huán)境下基于知識(shí)的機(jī)械產(chǎn)品參數(shù)化造型設(shè)計(jì)研究[J].機(jī)械，2003，30（6）：57-59. 　　[3] 胡運(yùn)發(fā)，數(shù)據(jù)與知識(shí)工程導(dǎo)論[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.4 　　[4] 王智明，楊旭，平海濤.知識(shí)工程及專家系統(tǒng)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006：34-36. 　　[5] 李學(xué)志，李若松.CATIA實(shí)用教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004：223-226.