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畢業(yè)設計(論文)外文資料翻譯 系 別： 機電信息系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： 姓 名： 學 號： 附 件： 1. 原文； 2. 譯文 2013年03月 基于知識的機械設計獨立研究 Phyo圍林，西坪，張保元智，陳瑞（機械工程及自動化，北京大學航空航天學院，100191北京，中國） 摘要：大多數(shù)KBE系統(tǒng)的研究應用都依賴于一些CAD軟件，使得知識難以復用到其他CAD軟件。獨立的基于知識的系統(tǒng)是獨立于CAD軟件；因此可重復使用的知識自由。本文介紹了機械設計獨立的基于知識的系統(tǒng)。一個詳細討論了典型的設計提出了設計過程的實現(xiàn)基于知識工程的基礎設計，結構無關的知識。主要的知識工程主要是解釋。實施KBE的作為一個案例是蝸輪蝸桿減速器的設計。通過減速器的設計獨立的知識系統(tǒng)的實現(xiàn)?；贙BE系統(tǒng)獨立工作，使知識的使用獨立的CAD軟件，從而提高其便攜性和與協(xié)同異構CAD系統(tǒng)的工作。 關鍵詞：知識工程；獨立的知識庫；減速器； 1 引言 產(chǎn)品設計程序取決于設計者的經(jīng)驗嚴重。用設計師的知識和經(jīng)驗，產(chǎn)品制造商可降低產(chǎn)品的成本，生產(chǎn)出高質量的產(chǎn)品。設計師必須，然而，借鑒如過去經(jīng)驗的工程知識經(jīng)驗，具體的設計規(guī)則和程序。大多數(shù)設計師需要得到正確的幾何信息，并找到nongeometric參數(shù)從力學特征信息這是非常耗時的手工設計手冊參數(shù)化建模的CAD系統(tǒng)基于幾何關系部分。部分可以變換不同尺寸容易。然而，非幾何對產(chǎn)品設計的知識不可能是管理方便的[ 1 ]。一些商業(yè)的CAD系統(tǒng)忽略這個問題。因此，基于知識的工程（KBE）已經(jīng)提出了滿足工程設計要求的方法自去年1980的。KBE的知識庫系統(tǒng)的一個子集（KBS）這是一個自旋從人工智能（AI）。KBE方法捕捉和結構的知識，用定義的工程方法和程序[ 2 ]。典型的基于知識的系統(tǒng)是基于面向對象的編程語言和緊一個幾何建模工具的集成，人工智能，設計者的經(jīng)驗，數(shù)據(jù)庫等。圖1是典型的KBE設計架構。 近年來，CAx應用，人工智能KBE技術已發(fā)展為設計和制造系統(tǒng)。李察Curran，WIM J.C.費爾哈根，噸H. Van der Laan MJT范托倫納入知識優(yōu)化設計與制造（knomad）方法KBE環(huán)境[ 3 ]的分析利用制造知識。C.B.查普曼，馬丁關入欄中描述了基于知識的工程系統(tǒng)（KBES）擴展當前的能力汽車白車身（BIW）工程師[ 4 ]。巴勃羅bermell加西亞和IP盛風機應用KBE對風的設計和制造系統(tǒng)飛機短艙采用風洞試驗模型和生產(chǎn)規(guī)則和組合面向對象的知識表示方法[ 5 ]。大多數(shù)的KBE系統(tǒng)的應用前研究人員都依賴于一些CAD軟件，這使得他們很不方便知識可以重復使用在其他CAD軟件。獨立的基于知識的系統(tǒng)獨立于CAD軟件知識；可重復使用在不同CAD軟件自由UG，CATIA，Solidworks等。 2 知識建模的2個目標 本研究的目標是獲得知識利用獨立驅動的參數(shù)化模型基于知識的系統(tǒng)。因此，關系幾何和非幾何屬性之間是知識框架的基本概念模型。的幾何描述是唯一一個信息產(chǎn)品的總模型[ 6 ]。圖2是幾何和nongeometric的關系屬性。在參數(shù)化建模產(chǎn)品，實體與幾何參數(shù)例如布爾原始，直線或圓弧在一個線框，或一個圓角操作。這些參數(shù)控制和發(fā)揮各種幾何屬性，如高度，寬度，長度，體積和該模型的區(qū)域。他們還控制位置這些實體模型內。 功率，重量，材料，生命，速度比，負載和工藝是包含在nongeometric屬性，意味著他們的設計參數(shù)。幾何和非幾何屬性是相互關聯(lián)的。例如，節(jié)線速度該蠕蟲是VW =πdwnw / 12。幾何性數(shù)據(jù)倉庫（徑）和非幾何屬性的大眾（節(jié)線速度）是相互依賴。對KBE模型包含幾何和輸入非幾何屬性，包括設計規(guī)格，設計實踐，工程師的專業(yè)知識，材料性能和結構分析。的關鍵研究內容將是獲得幾何參數(shù)從非幾何參數(shù)。的輸出是知識模型，滿足客戶要求。 3 知識獲取和表示知識獲取是從知識轉型它的存在（被默許或明確的）轉換成形式，可以用在一個以知識為基礎的系統(tǒng)。的收集領域知識的過程知識轉換成計算機表示：KA包括獲取，收集，分析，建模和驗證知識工程的知識和知識管理項目[ 3 ]和涉及打破，分組，構建鏈接起來，和控制知識。一個重要的問題是如何從一個專家的知識提取如何在一個表示引起的知識基于知識的系統(tǒng)。嘉能解決考慮到問題的目的和功能所需的信息。KBE系統(tǒng)使用相結合的“規(guī)則”和“面向對象的知識表示為表示方法。圖3是知識的表示圖研究工作為控制和修改知識需要收集的各種形式的知識，包括數(shù)學公式，規(guī)則，經(jīng)驗，參數(shù)化模型，為機械式和圖設計的參數(shù)化模型。知識對典型設計模式的實現(xiàn)，設計知識可以分類如下： （1）的數(shù)學公式：在機械設計，有許多領域的數(shù)學形式知識。許多設計零件尺寸等，材料，強度等需要復雜的數(shù)學計算和推導，得到他們的適當?shù)闹怠?shù)學公式包括表達式（算術表式，邏輯表達式，等等），微分方程積分方程等，用于設計部分的傳輸有一定的約束關系。例如：數(shù)學公式蝸桿的接觸應力是惠普惠普和Nσ=σZ與應力循環(huán)方程1 60 L H n =×γ×N×T。 （2）類規(guī)則：知識驅動模型在知識工程（KBE）是基于專為捕捉語言工程規(guī)則。如果蝸桿頭等于1，效率的估計范圍是0.65到0.75；當蝸輪頭等于2，效率0.75 ~ 085的范圍內；蝸桿頭時大于2，有效范圍：0.85。如果條件是滿意的，那么結論部分執(zhí)行。蝸輪蝸桿的階級統(tǒng)治的樣品表達如下： 如果（worm_z = 1）{效率=“0.65 ~ 0.75”；} 如果（worm_z = 2）{效率=“0.75 ~ 0.85”；} 如果（worm_z > 2）{效率=“> 0.85”；} （3）設計表：有許多工程標準件的知識往往存在于表形式，圖4是一個表模塊的關系，蝸桿和蝸桿直徑系數(shù)，直徑用于確定產(chǎn)品尺寸的家庭。表中的數(shù)據(jù)是離散的二進制映射，可以按照一定的關系數(shù)據(jù)庫中的存儲使用腳本語言規(guī)則。這個腳本語言相關的語法和語言解釋器解釋的映射表，表示使用形式。 （4）專長：專長來填補所扮演的角色詳細的階段和知識之間的差距概念階段，協(xié)助設計人員進行決策。例如，專家告訴工作溫度范圍應該更有資格，大于95或小于95℃℃。 （5）參數(shù)化模型的參數(shù)化模型文件（如UG。PRT文件）存儲產(chǎn)品的歷史建模，建模過程包含載體專業(yè)技術和知識。參數(shù)化模型提供的知識建模過程。因此，幾何模型可以很快改變，可以被看作是一類幾何實例模型；面向對象方法可用于這個知識的組織和表達。比如說呢，蝸桿的幾何模型的設計有幾個幾何參數(shù)如表1所示。 （6）圖表：圖表是一種常見的工程二維表達知識協(xié)調系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)表示的符號，如在條形圖中的線條，線圖等。因此，知識是實現(xiàn)包括各種形式的工程規(guī)則，公式，幾何模型，設計表格和圖表建立獨立的基于知識的系統(tǒng)。它還介紹了幾何表示包括零件的復雜性和性能設計過程自動化。 4 獨立的基于知識的設計建筑機械設計工程師總是面臨想要得到正確的幾何問題信息，參數(shù)和需要找到nongeometric從力學特征信息手動設計手冊。信息是困難的口頭交流和正式的設計一個知識庫目的。知識翻譯可以解決這些問題。知識翻譯（KI）是基于知識的構建解釋第（3）得到的參數(shù)化模型平均知識驅動的參數(shù)化模型。的翻譯原則的知識結構（KI）是圖5所示。知識的翻譯可以解析知識就像電腦文件編譯器分析源代碼文件。例如，在C語言源代碼，用C寫的，但我們可自動保存。CPP的格式，然后編譯器可以生成一個可執(zhí)行文件后編譯。1Ki解決得到幾何參數(shù)結合機械工程設計參數(shù)和知識文檔。一些的典型的設計參數(shù)為功率，速度，速度和壽命等，知識文檔包括如果比規(guī)則表達的部分（2）和工程知識，幾何參數(shù)是壓力角，基音周期的直徑蝸輪，模塊等。獨立基礎設計知識建筑分為三層，如圖所示圖6。核心層主要造型層系統(tǒng)和鏈接的用戶層和幾何模型層。知識和經(jīng)驗存儲在知識庫的形式知識文件和數(shù)據(jù)庫文件。知識庫的知識經(jīng)營飼料知識管理模塊。知識推理模塊獲取非幾何值參數(shù)從用戶層和給出的值幾何參數(shù)根據(jù)知識存儲在知識庫。CAD支持模塊使用模擬功能的CAD軟件根據(jù)輸出值與它溝通從核心層的幾何參數(shù)。然后幾何建模層更新CAD模型。 5 案例研究選擇在這個案例KBE技術的實現(xiàn)是一個蝸輪蝸桿減速器。完整的產(chǎn)品裝配包括功能，如蝸輪，蝸桿軸等的實施工具用于這個項目UG/Open API和C + +開發(fā)系統(tǒng)用戶界面，MFC和微軟的訪問數(shù)據(jù)庫。建模和裝配的實現(xiàn)UGNX平臺3。當點擊“文件>執(zhí)行> NX Open”選擇指定的路徑的DLL文件，用戶界面。會彈出如圖7所示，輸入設計參數(shù)，獨立的基于知識的系統(tǒng)將自動執(zhí)行的設計過程減速器與基于幾何方法通過確定速度為基礎的方法的過程中，權力與生活。表2和表3輸入設計輸出參數(shù)和幾何參數(shù)典型的設計。圖8是獨立的過程減速器設計的知識基礎。 6 結論 大多數(shù)的KBE系統(tǒng)依賴于一些CAD軟件使得知識重用難以實現(xiàn)。本文提出了獨立基于知識的系統(tǒng)，以避免這一缺點。在解釋知識驅動的原理工程，設計獨立的知識構造體系。最終，獨立實現(xiàn)了基于知識的減速器設計系統(tǒng)?；讵毩⒌闹R系統(tǒng)的應用改變了KBE系統(tǒng)依賴CAD軟件，提高了便攜性和可肥沃的異構協(xié)同工作CAD系統(tǒng)。