帶式輸送機是廣泛應(yīng)用在冶金、礦山、石油、煤炭、港口、電站等各個行業(yè)的通用型輸送設(shè)備。由于組成帶式輸送機的基本部件有幾十種，每種又包括若干類型，加之不同的地形、工況、布置形式又有多種變化，使得帶式輸送機的設(shè)計任務(wù)相當繁重，尤其部件的選型涉及較多的知識、經(jīng)驗與規(guī)則。隨著國內(nèi)外市場的迅速發(fā)展，帶式輸送機市場的競爭也日趨激烈。為了適應(yīng)用戶要求，必須向新產(chǎn)品、多品種方向發(fā)展，因此，以往的設(shè)計方法已經(jīng)不能滿足當前的需要，采用現(xiàn)代化的設(shè)計方法和CAD技術(shù)，增強投標競爭能力，是生產(chǎn)廠家亟待解決的一項課題。
    本文所述帶式輸送機設(shè)計和選型專家系統(tǒng)，將參數(shù)輸入、設(shè)計計算、部件選型集合在一起，從而提高了設(shè)計效率，縮短了設(shè)計周期，并很好地應(yīng)用了原有的設(shè)計經(jīng)驗與規(guī)則，提高了產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量，且能快速生成產(chǎn)品投標報價表。1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    專家系統(tǒng)是基于知識的計算機軟件系統(tǒng)，它擁有某個特殊領(lǐng)域內(nèi)專家的知識和經(jīng)驗，并能像專家那樣運用這些知識，通過推理作出智能決策。
    本文所研究的帶式輸送機的設(shè)計和選型專家系統(tǒng)，主要由參數(shù)輸入、設(shè)計計算、部件選型、知識庫、推理機、評價修改、用戶界面等組成。
    下面簡要敘述各模塊的主要功能。
    (1)系統(tǒng)用戶界面采用友好的中文圖形化用戶界面，用鼠標操作即可方便地進入各模塊進行工作。通過幫助信息可了解系統(tǒng)各模塊的功能及操作方法，方便設(shè)計者使用。
    (2)參數(shù)輸入模塊有原始參數(shù)輸入和缺省參數(shù)檢查修改2項，前一項用于輸入用戶要求的具體設(shè)計參數(shù)，后一項則是為了方便設(shè)計人員適應(yīng)不同的設(shè)計條件。系統(tǒng)給出了全部變量缺省參數(shù)表，設(shè)計人員可在表中檢查修改參數(shù)項。
    (3)設(shè)計計算模塊在完成了參數(shù)輸入與檢查之后，系統(tǒng)自動進行圓周驅(qū)動力、主要阻力、附加阻力、傾斜阻力和電機軸功率等主要參數(shù)的設(shè)計計算。
    (4)部件選型模塊  根據(jù)計算結(jié)果查詢數(shù)據(jù)庫，利用推理機和知識庫，自動選擇輸送機的各個部件，如滾筒、托輥、驅(qū)動裝置、機架、中間架、支腿、拉緊裝置、清掃器、導料槽、頭部漏斗等。
    (5)評價修改模塊為了提高整個系統(tǒng)的設(shè)計靈活性，在完成了參數(shù)輸入、設(shè)計計算、部件選型的工作之后，設(shè)計人員還可以通過評價修改模塊直接對輸出結(jié)果進行評價修改，也可以加入一些非標部件等。
    (6)輸出產(chǎn)品報價模塊經(jīng)過前面幾個模塊的工作之后，系統(tǒng)已生成了包括主要技術(shù)參數(shù)，計算結(jié)果，部件的名稱、規(guī)格代號、數(shù)量、裝配簡圖及說明等項內(nèi)容的投標報價明細表。
2、設(shè)計計算
    帶式輸送機設(shè)計的一個最大特點是設(shè)計變量多，而且變量之間相互關(guān)聯(lián)，相互影響，變量之間的關(guān)系復(fù)雜。為此，我們將膠帶、托輥、滾筒等部件的規(guī)格、技術(shù)參數(shù)等存人數(shù)據(jù)庫，將各種參數(shù)的關(guān)聯(lián)及匹配關(guān)系，如帶速、帶寬與輸送能力的匹配關(guān)系，改向滾筒直徑匹配，傳動形式與傳送功率，以及設(shè)計規(guī)則和經(jīng)驗存人知識庫。在設(shè)計計算時，可快速查找和匹配，使設(shè)計人員能快速而準確地完成設(shè)計計算工作。
3、部件選型
    根據(jù)設(shè)計計算結(jié)果和地形、工況、布置形式等條件，帶式輸送機基本部件的選取通常是～項非常繁瑣的工作+它受以下幾方面因素的制約：(1)要遵守國家和行業(yè)的標準規(guī)定；(2)要符合一定的設(shè)計規(guī)則；(3)需要多年的設(shè)計經(jīng)驗；(4)本企業(yè)的設(shè)備、工藝、生產(chǎn)能力；(5)成本核算要經(jīng)濟合理等。為此，我們建立了一個以知識庫和推理機為核心的選型專家系統(tǒng)，用來模擬優(yōu)秀設(shè)計師的邏輯思維行為，以便快速地對復(fù)雜問題作出高水平的解答。
3.1知識庫
    知識庫是用來存放本領(lǐng)域?qū)＜姨峁┑脑O(shè)計規(guī)則、經(jīng)驗等知識的。知識庫里的知識分為“事實”和“規(guī)則”，  “事實”在系統(tǒng)里可以不斷地改變，“規(guī)則”是關(guān)于如何根據(jù)現(xiàn)有事實和規(guī)則得到新的事實。而知識的表達是建立專家系統(tǒng)的關(guān)鍵，它們的形式、內(nèi)容、組織方式等直接影響到專家系統(tǒng)刻畫領(lǐng)域的能力，同時也會影響到推理機制、解釋機制等專家系統(tǒng)中其他組成部分的結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方法。由于我們要建立的專家系統(tǒng)是一個專用系統(tǒng)，在對多種知識表達方式的比較研究之后，我們采用了面向?qū)ο蟮闹�識表示法。
    面向?qū)ο蟮闹�識表示法+是將一些單一的知識表示方法（產(chǎn)生式規(guī)則、框架及過程）按照面向?qū)ο蟮乃枷虢M織起來，形成面向?qū)ο蟮闹�識表示方法。例如：如果帶寬小于500，則傳動滾筒直徑等于500，可信度因子等于1.0。這條規(guī)則可寫成：由于面向?qū)ο蟮闹�識表示法包容了產(chǎn)生式規(guī)則、框架等單一的知識表示法，因而具有很強的知識表示能力及良好的體系結(jié)構(gòu)。它使得各種單一的表示方法互補，揚長避短，因而具有各種知識表示方法的優(yōu)點。它能夠精確地表示部件選型所需的各種知識，清晰地表示各部件之間的裝配層次及其相互關(guān)系和屬性等，并可封裝它們的處理過程，繼承父層的選型及裝配關(guān)系。
3.2推理機
    推理機的功能是根據(jù)一定的推理策略，從知識庫中選擇有關(guān)的知識，對用戶提供的證據(jù)進行推理，得出理想的結(jié)論。這一過程是根據(jù)一定的原則從已知事實推出新的事實的思維過程。推理機的控制過程和策略確定知識的選擇，而推理方法確定具體知識的運用。在該系統(tǒng)中，采用與面向?qū)ο蟮闹�識表示法相應(yīng)的推理與推理機。
    面向?qū)ο蟮闹�識表示法是一種混合知識表示法，它在知識表示的語法與語義上是復(fù)雜的，因此決定了它的推理機也較復(fù)雜。目前，它支持框架推理、產(chǎn)生式推理、方法推理、基于實例的類比推理，這些推理構(gòu)成了推理機。
    框架推理對框架槽求值，繼承屬性定義、屬性結(jié)構(gòu)和屬性值，檢查值類約束和值的數(shù)目約束。
    產(chǎn)生式規(guī)則推理使用正向推理方法。即可根據(jù)用戶提供的信息，在知識庫中尋找能與之相匹配的規(guī)則，找到后，將知識塊的結(jié)論部分作為中間結(jié)果，利用它繼續(xù)與知識庫中的規(guī)則匹配，直到得出最終結(jié)論。這種正向推理比較簡單，容易實現(xiàn)，但目的性不強，還需用啟發(fā)性知識來控制中間結(jié)論的選取。在系統(tǒng)中采用了“深度優(yōu)先”策略，即新產(chǎn)生的事實先進行數(shù)據(jù)驅(qū)動，而且l條規(guī)則只能被利用1次，引用完以后就會從規(guī)則庫中刪去，從而保證了系統(tǒng)能快速地選出正確的部件型號。
    方法推理使用信息驅(qū)動推理實現(xiàn)方法的提取、方法的匹配和方法的執(zhí)行。
    類比推理采用基于實例的推理方法，它選擇1個已解決以前設(shè)計問題的特定設(shè)計解，并把選擇的特定設(shè)計解轉(zhuǎn)換成1個新的設(shè)計問題的解。基于實例的推理分3步：實例提取、實例匹配和實例轉(zhuǎn)換。實例轉(zhuǎn)換是對匹配選中的解進行再設(shè)計，修改原解中與新的設(shè)計要求相矛盾的部分，增加滿足新的設(shè)計要求的部分，形成新的解。
    系統(tǒng)可根據(jù)用戶提供的信息，協(xié)調(diào)各種推理方法的使用。
4、結(jié)束語
    本文所述工作用Visual C++語言編程，最終建立起1個帶式輸送機設(shè)計和選型專家系統(tǒng)模塊，其具有如下特點：
    (1)友好的中文圖形化用戶界面，使用方便。
    (2)精簡了需輸入的原始設(shè)計參數(shù)個數(shù)，減少了設(shè)計者的工作量。
    (3)采用開放式數(shù)據(jù)連接，提高了訪問數(shù)據(jù)庫的靈活性，能適應(yīng)各種不同格式的數(shù)據(jù)庫。
    (4)在部件選型階段應(yīng)用了面向?qū)ο蟮膶＜蚁到y(tǒng)，大大提高了設(shè)計和選型過程的智能化。
    (5)在計算和選型工作完成后，可輸出產(chǎn)品的投標報價表。
將專家系統(tǒng)應(yīng)用于帶式輸送機的設(shè)計和選型，可以利用專家經(jīng)驗和設(shè)計、選型方法快速完成預(yù)定工作。不但可以縮短設(shè)計周期，降低成本，而且能提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量和中標率，為企業(yè)帶來好的經(jīng)濟效益。該成果有些內(nèi)容尚待進一步研究和完善。
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