基于實例的油泵設計
更新時間:2009-07-01
不論是CAxD(Computer Aided x-application Design),還是DFx(Design for x-),也不論是基于約束的設計方法,還是基于實例的推理技術,zui終都要進行設計方案的評價、多方案排序及再設計。在油泵方案設計階段,就是對噴射性能進行評價。
*實例的提取就是在實例庫中抽取其特征與設計任務特征zui為相似的實例或?qū)嵗?。設計任務包括設計目標、約束和初始條件。相似實例的搜索實際上是在多屬性空間中的決策,因而基于索引特征的加權(quán)和是典型的搜索策略。當實例表示為集合時,實例間的距離可定義為兩個實例的交集;當實例表示為狀態(tài)空間向量時,實例間的距離可定義為代數(shù)上向量間的距離。這三種都屬于zui近鄰搜索策略。當設計實例有足夠多時,也可采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡的提取策略。基于神經(jīng)網(wǎng)絡的提取策略可通過多個成功和失敗實例的訓練,使提取決策排除人為因素的干擾,具有自適應和自學習的能力。提出了基于知識和可視化技術的油泵設計方法。在方案設計階段,可采用基于實例的設計方法或基于模型的設計方法,實例的設計方法將利用大量方案設計實例庫支持主參數(shù)的設計,基于模型的方案設計是利用長期總結(jié)出來的設計流程、設計模型設計的。由于燃油噴射系統(tǒng)的復雜性,設計模型中存在大量的經(jīng)驗系數(shù)。我們利用數(shù)據(jù)庫知識發(fā)現(xiàn)技術,從以往的設計任務、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及調(diào)試評價等數(shù)據(jù)庫中挖掘設計知識,找出設計經(jīng)驗系數(shù)的選取規(guī)律。燃油噴射過程以動畫形式表現(xiàn),噴射性能結(jié)果以模糊評價技術進行評判,并由模糊再設計專家系統(tǒng)輔助進行再設計。提出了基于約束的產(chǎn)品族設計方法來支持詳細設計,并以裝配仿真來評價。本文研究了這些關鍵技術,開發(fā)了相應的軟件,并在工廠得到應用。
設計實例由設計實例的數(shù)據(jù)、實例的求解知識和實例的索引三部分組成。油泵設計采用面向?qū)ο蟮闹R表達方法,即將多種單一知識表達方法(規(guī)則、框架和過程),按照面向?qū)ο笤O計原則組成一種混合的知識表達形式。以油泵為中心,將靜態(tài)屬性和動態(tài)行為特征,以及設計處理知識“封裝”在表達對象的結(jié)構(gòu)中。該方法允許將復雜的油泵對象分解成若干個簡單對象,成為一個樹狀結(jié)構(gòu)(如圖2)。同時,一個復雜的實例也可逐步分解為一些較為簡單的實例。
分解程度有兩種情況:①如果支持詳細設計,可分解至零件級,但可能導致實例庫結(jié)構(gòu)龐大、復雜;②如果支持方案設計,可分解至能進行方案設計評價(噴射性能評價)的結(jié)構(gòu)特征和主關鍵零件特征參數(shù)一級
*實例的提取就是在實例庫中抽取其特征與設計任務特征zui為相似的實例或?qū)嵗?。設計任務包括設計目標、約束和初始條件。相似實例的搜索實際上是在多屬性空間中的決策,因而基于索引特征的加權(quán)和是典型的搜索策略。當實例表示為集合時,實例間的距離可定義為兩個實例的交集;當實例表示為狀態(tài)空間向量時,實例間的距離可定義為代數(shù)上向量間的距離。這三種都屬于zui近鄰搜索策略。當設計實例有足夠多時,也可采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡的提取策略。基于神經(jīng)網(wǎng)絡的提取策略可通過多個成功和失敗實例的訓練,使提取決策排除人為因素的干擾,具有自適應和自學習的能力。提出了基于知識和可視化技術的油泵設計方法。在方案設計階段,可采用基于實例的設計方法或基于模型的設計方法,實例的設計方法將利用大量方案設計實例庫支持主參數(shù)的設計,基于模型的方案設計是利用長期總結(jié)出來的設計流程、設計模型設計的。由于燃油噴射系統(tǒng)的復雜性,設計模型中存在大量的經(jīng)驗系數(shù)。我們利用數(shù)據(jù)庫知識發(fā)現(xiàn)技術,從以往的設計任務、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及調(diào)試評價等數(shù)據(jù)庫中挖掘設計知識,找出設計經(jīng)驗系數(shù)的選取規(guī)律。燃油噴射過程以動畫形式表現(xiàn),噴射性能結(jié)果以模糊評價技術進行評判,并由模糊再設計專家系統(tǒng)輔助進行再設計。提出了基于約束的產(chǎn)品族設計方法來支持詳細設計,并以裝配仿真來評價。本文研究了這些關鍵技術,開發(fā)了相應的軟件,并在工廠得到應用。
設計實例由設計實例的數(shù)據(jù)、實例的求解知識和實例的索引三部分組成。油泵設計采用面向?qū)ο蟮闹R表達方法,即將多種單一知識表達方法(規(guī)則、框架和過程),按照面向?qū)ο笤O計原則組成一種混合的知識表達形式。以油泵為中心,將靜態(tài)屬性和動態(tài)行為特征,以及設計處理知識“封裝”在表達對象的結(jié)構(gòu)中。該方法允許將復雜的油泵對象分解成若干個簡單對象,成為一個樹狀結(jié)構(gòu)(如圖2)。同時,一個復雜的實例也可逐步分解為一些較為簡單的實例。
分解程度有兩種情況:①如果支持詳細設計,可分解至零件級,但可能導致實例庫結(jié)構(gòu)龐大、復雜;②如果支持方案設計,可分解至能進行方案設計評價(噴射性能評價)的結(jié)構(gòu)特征和主關鍵零件特征參數(shù)一級
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