田 博

(西北工業(yè)集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710043)

1 前言

汽車覆蓋件不僅存在形狀復(fù)雜、外部輪廓相對(duì)大、原材料的厚度卻相對(duì)小、關(guān)鍵尺寸大小要求嚴(yán)格、精確度高，而且零部件在制作成型時(shí)，由于毛料部分的變化很復(fù)雜，不容易把握，各種力分布沒有規(guī)律，操作性要求十分嚴(yán)格，需要許多道的程序才能完成，制作難度高。因此，該方案的設(shè)計(jì)十分復(fù)雜，而且需要十分豐富的臨床一線經(jīng)驗(yàn)，在該方案的設(shè)計(jì)當(dāng)中，會(huì)涉及大量的數(shù)據(jù)、圖形、動(dòng)態(tài)知識(shí)等因素的處理，這就使得對(duì)該工藝方案的要求十分嚴(yán)格，能夠系統(tǒng)的處理多方面的復(fù)雜數(shù)據(jù)，并能綜合這些數(shù)據(jù)，很好的表達(dá)出來。先進(jìn)的知識(shí)工程，能夠具有很高的計(jì)算能力，可以處理各種知識(shí)的表達(dá)，以及根據(jù)不同的情況，應(yīng)用各方面的知識(shí)，進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评頉Q策，十分適合對(duì)覆蓋件工藝方案的決策。

2 知識(shí)工程KBE在工藝方案設(shè)計(jì)上的應(yīng)用

汽車覆蓋件的工藝設(shè)計(jì)難度比較高，其過程十分復(fù)雜多變，存在模糊不清晰。需要根據(jù)零件全面的信息，包括幾何數(shù)據(jù)信息、圖樣信息等，在工藝設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)知識(shí)以及其他具體條件的影響下，通過計(jì)算和判斷，形成最合理的方案。

由于汽車行業(yè)的重要性，許多機(jī)構(gòu)都投入了大量的人力物力解決相關(guān)的問題，在該工藝方案的問題上，華中科大和上海交大都取得了比較好的研究成果，在簡(jiǎn)化工藝設(shè)計(jì)方面有很好的幫助，但是對(duì)于工程的關(guān)鍵——決策，依然只能依靠專家的經(jīng)驗(yàn)來完成，而且根據(jù)權(quán)威的研究顯示，要解決復(fù)雜的圖形知識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评韱栴}，任何單一的決策方法都不可靠，要想全面而有效的解決決策問題，必須依靠多樣的知識(shí)表達(dá)模式以及更智能的決策技術(shù)。

知識(shí)工程KBE，是一種通過綜合驅(qū)動(dòng)、繁衍、應(yīng)用知識(shí)，來解決實(shí)際工程問題的新型智能設(shè)計(jì)辦法。可以在繼承、綜合、管理等方面很好的管理知識(shí)，對(duì)于設(shè)計(jì)知識(shí)來說，這些顯得尤為重要，而且其開放性，可以及時(shí)、有效的處理各種領(lǐng)域的知識(shí)，使得大規(guī)模的知識(shí)處理，能在一個(gè)開發(fā)、集成性強(qiáng)的環(huán)境中運(yùn)行。對(duì)于汽車覆蓋件沖壓工藝方案的設(shè)計(jì)，有十分明顯的積極促進(jìn)作用。

基于KBE的方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)，需要許多關(guān)鍵的核心技術(shù)，具體包括:①完整、全面、標(biāo)準(zhǔn)化的沖壓工藝方面知識(shí)的表達(dá)，以及工藝知識(shí)相關(guān)的模具技術(shù)，其中包括如何獲取相關(guān)技術(shù)，如何表達(dá)知識(shí)，以及怎樣構(gòu)建知識(shí)模型等方面;②與沖壓工藝相關(guān)的知識(shí)驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)，包括定義相關(guān)的特點(diǎn)，將各種特點(diǎn)進(jìn)行分類以及從設(shè)計(jì)特點(diǎn)到工藝特點(diǎn)的關(guān)鍵轉(zhuǎn)變技術(shù)，以及其他;③全面準(zhǔn)確處理各種知識(shí)的技術(shù)，以及關(guān)鍵工藝的方案設(shè)計(jì)，主要有綜合知識(shí)方面的推理技術(shù)、知識(shí)的發(fā)展技術(shù)、對(duì)圖形圖像的推理能力以及最重要的方案決策技術(shù)等[1]。

3 知識(shí)的表達(dá)及工藝知識(shí)模型的建立

圖1為覆蓋件工藝知識(shí)模型圖，很顯然可知，在模型試圖模擬完備的臨場(chǎng)沖壓工藝，通過充分利用各類信息和知識(shí)，并以此為基礎(chǔ)，應(yīng)用于知識(shí)工程，針對(duì)沖壓工藝特點(diǎn)，通過結(jié)合不同的知識(shí)表達(dá)模式，在各模式之間實(shí)現(xiàn)相互配合和表達(dá)，完善該方案體系。

圖1 覆蓋件工藝知識(shí)模型圖

4 基于KBE方面的工藝特征設(shè)計(jì)

圖2表達(dá)的是基于KBE的設(shè)計(jì)特征到工藝特征的轉(zhuǎn)換推理。

圖2 基于KBE的特征設(shè)計(jì)

工藝特征在上述模型以及沖壓工藝的設(shè)計(jì)當(dāng)中，有重要的作用，是他們的基本單元，根據(jù)設(shè)計(jì)的各方面特點(diǎn):形狀、精確度、質(zhì)量等，準(zhǔn)確定位工藝特征的類型，以及相對(duì)應(yīng)的具體知識(shí)。通過映射工藝特征，來獲得相關(guān)的知識(shí)，從模型中獲取一些具體的數(shù)據(jù)，再根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息，推理轉(zhuǎn)化相關(guān)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)從模型到實(shí)例的轉(zhuǎn)化。

5 基于KBE方面的工藝方案設(shè)計(jì)

該方案的設(shè)計(jì)過程如圖3，以工藝特征模型為對(duì)象，經(jīng)過邏輯化嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评?，以及其他?duì)知識(shí)加工的工具，在模型和知識(shí)庫(kù)的基礎(chǔ)上，形成成型的工藝方案，在產(chǎn)品工藝路線、工序分工方面，都有系統(tǒng)的任務(wù)，到最后確定模具的規(guī)格式樣等。由于在工藝特征的模型中，工藝的特征和相關(guān)的圖形信息知識(shí)聯(lián)系很緊湊，在生成確定的工藝路線時(shí)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)路線任務(wù)的分配工作，并且據(jù)此形成各工序的模型，有利于信息的同步以及對(duì)信息的處理。當(dāng)然，根據(jù)不同的情況，還可以采取其他辦法調(diào)整或修改方案，就像前面提到的，關(guān)鍵的決策技術(shù)，還是得依靠專業(yè)人員的一線經(jīng)驗(yàn)，由此可見汽車覆蓋件的沖壓工藝方案，具有很大的復(fù)雜性和數(shù)據(jù)信息的龐大性。

圖3 設(shè)計(jì)過程圖

6 結(jié)語

應(yīng)用KBE知識(shí)工程的辦法來完善覆蓋件沖壓工藝方案的設(shè)計(jì)，逐步實(shí)現(xiàn)該工藝的智能化，使得知識(shí)能夠進(jìn)行多種描述和應(yīng)用，有效解決工藝方案中關(guān)鍵的決策問題，提高了該方案設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)驗(yàn)到系統(tǒng)知識(shí)的轉(zhuǎn)變。

[1]張永利.基于工藝過程的工藝知識(shí)建模方法研究[J].中國(guó)制造業(yè)信息化，2010(9):5－8.