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1、傳統(tǒng)的客車總布置系統(tǒng)與基于知識工程的客車虛擬總布置系統(tǒng)對比 　　摘 要：隨著科學技術(shù)的進步，各種輔助設計軟件的開發(fā)，知識工程利用計算機或網(wǎng)絡平臺將設計開發(fā)更趨于自動化。知識工程是以知識為前提的工程，是一種用智能軟件代替專家進行工作的系統(tǒng)。本文分析了傳統(tǒng)的客車總布置系統(tǒng)與基于知識工程的客車虛擬總布置系統(tǒng)，對比得知，基于知識工程的客車虛擬總布置系統(tǒng)，可提高客車總體設計的效率和質(zhì)量，可滿足對客車系列化的開發(fā)需求。 下載論文網(wǎng) 　　關鍵詞：知識工程；客車虛擬；總布置系統(tǒng)；對比 　　中圖分類號： U469 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（

2、2016）13-134-2 　　0 引言 　　總布置在汽車設計中是一項非常重要、非常復雜的設計過程，總布置設計的好壞，直接關系到車身上各個零部件、總成件的連接關系、搭接間隙、是否存在干涉、是否符合設計要求和法律規(guī)定，對產(chǎn)品質(zhì)量和開發(fā)周期起著至關重要的作用。本文就客車總布置系統(tǒng)的傳統(tǒng)流程及基于知識工程的虛擬總布置系統(tǒng)進行簡單的對比，進而可知知識工程對于客車總布置系統(tǒng)的重要性。 　　1 客車總布置系統(tǒng)的傳統(tǒng)流程 　　1.1 競爭車型對比研究 　　在新產(chǎn)品開發(fā)之前，首先要選擇一些客車的競爭品牌，進行廣泛對比，為新產(chǎn)品在未來市場上的精準定位奠定基礎。 　　1.2 編制設計任務書 　　客車

3、設計任務書即為客車設計說明書，是設計人員依據(jù)市場需求和生產(chǎn)現(xiàn)狀，對客車的設計項目提出的具體任務和技術(shù)指標，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)品設計思路，向后續(xù)設計、生產(chǎn)部門明確產(chǎn)品必須達到的基本目標，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 　　對比標桿、設計任務書完成后便進入造型工程可行性分析階段，此階段的主要任務是通過制作小比例油泥模型，對外觀評審完成后，再制作1：1油泥模型，此過程需要進行多次總布置驗證，多方面驗證造型的可行性。這個階段費時最長，一般需要1年左右的時間，且不包含后期從設計到量產(chǎn)階段伴隨的設計、

4、試驗和不斷的修改的設計改進的時間。 　　1.4 人機工程設計及校核 　　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行設計和校核，以人為中心，通過測量分析人體的尺寸，研究驗證車內(nèi)空間布置和設備，使客車適應人的需要，設計一個最佳的人-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)和相關產(chǎn)業(yè)政策，中國有汽車相關的國標GB、國家推薦GB/T、汽車行業(yè)標準QC/T，出口到國外的還需要符合當?shù)氐姆ㄒ?guī)標準和國家政策，還要遵守質(zhì)量缺陷召回制度。 　　1.6 性能計算、硬點確定以及總布置圖繪制 　　客車的設計任務書確定后，還要根

5、據(jù)結(jié)構(gòu)變化重新計算動力性、軸荷分配、轉(zhuǎn)彎直徑和燃油經(jīng)濟性。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， 硬點確定后繪制整車總布置圖。 　　2 知識工程的引入 　　知識工程，簡稱KBE ，其概念是美國斯坦福大學教授1977在第五屆國際人工智能會議上提出的，從20世紀90年代開始，知識工程技術(shù)被工業(yè)領域廣泛應用。最初主要是用類似CAD的軟件設計飛機沖壓件，其實是把專業(yè)領域方面的知識，還有一些歷史資料、參數(shù)等相互結(jié)合，并與三維的設計軟件進行結(jié)合，共同應用到設計當中，使得所涉及的產(chǎn)品能夠趨于智能化，并且在此過程當中，知識得到了積累和更新，使得知識得以保存。 　　知識工程的客車虛擬總布置設計

6、KBE系統(tǒng)是吸取了大量客車設計過程當中的經(jīng)驗、知識、標準和一些成功的案例，模仿專家技術(shù)團隊的思想以三維的方法進行設計實施，從而形成了客車虛擬總布置系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能夠做到總體設計參數(shù)，總布置方案，總體選擇，從而得到滿足設計要求的客車的總體布置圖及效果。 　　3 知識工程的設計理念 　　KBE是繼承一些專家所積攢的知識、經(jīng)驗等的再次利用，是一種知識的重復利用，把以往CAD等技術(shù)的知識應用到人工智能化和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。KBE在知識獲取、知識的表示、知識庫三方面最為突出。 　　3.1 知識獲取 　　知識獲取是知識工程研究的核心問題，它將一些研究的知識、經(jīng)驗跟公知常識相結(jié)合，從中進行選取、分類，梳

7、理成一套完整的信息、知識體系，為今后的系統(tǒng)應用奠定了良好的基礎?？蛙嚨能嚿沓艘路f的外觀，最重要的是安全可靠的行駛，這就需要知識工程獲取關于車身材料、制造工藝要求、空氣動力學、人機工程學、競爭對手的產(chǎn)品、專家小組的評審建議等等一些相關的知識。 　　3.2 知識的表示 　　知識表示是為了方便運用和掌握知識而設立的，在客車虛擬總布置系統(tǒng)設計中經(jīng)常會采用兩種方式。一種是根據(jù)規(guī)則進行推理；另一種是根據(jù)實例進行推理。 　　第一種方式所依據(jù)的是事件的因果關系。第二種方式是利用類比推理的方法，將所得的問題跟實例進行對比，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 知識庫

8、 　　知識庫顧名思義是用來儲存知識的地方，這些知識可能包括多方面的：理論性的、經(jīng)驗性的、實例性的等等。知識庫從一些機構(gòu)獲取知識，同時為推理提供知識，它們之間是相互聯(lián)系的，不可分割的。進行客車虛擬總布置系統(tǒng)設計時，將以往客車設計結(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、經(jīng)驗、數(shù)據(jù)等，同時又包含創(chuàng)新技術(shù)。知識庫種類有很多，應該根據(jù)實際情況合理的選擇。 　　4 客車虛擬總布置 　　基于知識工程的客車虛擬總布置系統(tǒng)設計與分析平臺是要為客車的實際生產(chǎn)建立一套基于總布置系統(tǒng)設計的專用工具，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，在主頁面當中我們可以選擇四大模塊，分別為添加、刪除、維護的知識庫管理和維護模塊，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)進行數(shù)據(jù)處理，并從原始的知識庫中尋找類似的數(shù)據(jù)，進而進行參數(shù)化修改，完成對所有零件參數(shù)的微調(diào)及校準。并依據(jù)國家或行業(yè)、企業(yè)內(nèi)相關標準將不合適的零件進行調(diào)整或修改，保證所有參數(shù)的正確性。 　　4.2 計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)輸入到計算表中，

10、經(jīng)過多次的計算，將結(jié)果做成三維虛擬裝配，對零部件進行虛擬裝配和干涉檢驗，并對主要受力件進行性能分析，最后得出客車的總布置結(jié)果，確定一個合理的結(jié)果。 　　5 對比 　　傳統(tǒng)的客車總布置系統(tǒng)技術(shù)主要是依賴軟件進行繪圖，僅僅將設計人員從手工繪圖中解救出來，軟件起到的作用是為常規(guī)設計提供某些幫助和支持，但不能對設計工程師的思維活動提供有效的幫助；知識工程的應用實現(xiàn)了設計的自動化和智能化、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，提高設計質(zhì)量，降低設計成本，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)品市場競爭力。 　　6 結(jié)語 　　總布置系統(tǒng)的設

11、計直接決定了后期產(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功能為客車設計提供了非常快捷的技術(shù)手段，順應了設計需求，展現(xiàn)了其強大的應用前景。 　　參 考 文 獻 　　[1] 羅海玉.參數(shù)化設計及其關鍵技術(shù)[J].甘肅科技縱橫， 　　2003，32（5）：23-25. 　　[2] 陳明星，沈蔭紅.CATIA環(huán)境下基于知識的機械產(chǎn)品參數(shù)化造型設計研究[J].機械，2003，30（6）：57-59. 　　[3] 胡運發(fā)，數(shù)據(jù)與知識工程導論[M].北京：清華大學出版社，2003.4 　　[4] 王智明，楊旭，平海濤.知識工程及專家系統(tǒng)[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006：34-36. 　　[5] 李學志，李若松.CATIA實用教程[M].北京：清華大學出版社，2004：223-226.