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      針對(duì)電牽引采煤機(jī)概念設(shè)計(jì)的相關(guān)研究

      2015-10-29 23:38唐文凱
      科技與創(chuàng)新 2015年20期
      關(guān)鍵詞:設(shè)計(jì)流程概念設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案

      唐文凱

      摘 要:電牽引采煤機(jī)的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜,并且就現(xiàn)狀來(lái)看,在設(shè)計(jì)時(shí),大部分還是以設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)為依據(jù),在實(shí)際應(yīng)用上還存在一定不足。在電牽引采煤機(jī)的概念設(shè)計(jì)中,需要根據(jù)屬性權(quán)重給出各屬性相似度和整體相似度的計(jì)算方法,選擇最為貼近的實(shí)例,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行修改,最終獲得最合適的設(shè)計(jì)方案。研究分析了電牽引采煤機(jī)的概念設(shè)計(jì)。

      關(guān)鍵詞:電牽引采煤機(jī);概念設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)流程;設(shè)計(jì)方案

      中圖分類號(hào):TD421.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.107

      概念設(shè)計(jì)即設(shè)計(jì)工作的初級(jí)階段,設(shè)計(jì)的合理性在很大程度上決定了產(chǎn)品的最終性能,但同時(shí)受到外界各因素的影響也比較大,因此在電牽引采煤機(jī)概念設(shè)計(jì)中,必須做好對(duì)整個(gè)過(guò)程的管理。使用基于實(shí)例推理技術(shù)和規(guī)則推理技術(shù)集成的推理模式來(lái)模擬專家設(shè)計(jì)思路,并完成各項(xiàng)程序的編譯,實(shí)現(xiàn)電牽引采煤機(jī)總體技術(shù)參數(shù)的設(shè)計(jì)。

      1 電牽引采煤機(jī)概念設(shè)計(jì)分析

      概念設(shè)計(jì),即由粗到精、由抽象到具體的過(guò)程。整個(gè)過(guò)程中存在很多不確定因素,并且受到多方面因素的限制,并不能很好地把握各類信息的模糊性與不完整性。概念設(shè)計(jì)時(shí),需要控制好4個(gè)因素,即用戶需求分析、原理分析、控制約束和設(shè)計(jì)目標(biāo)分析。工作人員需要在完成用戶需求分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合原理分析和控制約束分析確定基本功能和輔助功能,確定電牽引采煤機(jī)的核心功能,最終完成設(shè)計(jì)目標(biāo)分析,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。

      2 基于實(shí)例推理采煤機(jī)概念設(shè)計(jì)分析

      2.1 設(shè)計(jì)流程

      電牽引采煤機(jī)概念設(shè)計(jì)以原始設(shè)計(jì)參數(shù)為依據(jù),并從實(shí)例庫(kù)中檢索與修改,確定與實(shí)際需求最相符的設(shè)計(jì)方案。首先要收集不同廠家、不同型號(hào)電牽引采煤機(jī)的主要技術(shù)參數(shù),按照一定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織成實(shí)例庫(kù);然后用戶輸入設(shè)計(jì)要求,按照檢索策略進(jìn)行屬性相似度計(jì)算和整體相似度計(jì)算,采取實(shí)例檢索的方式獲得相似度最高的實(shí)例;最后結(jié)合設(shè)計(jì)要求調(diào)整和修改相應(yīng)參數(shù),從而獲得最佳的方案,并將最終設(shè)計(jì)結(jié)果存入實(shí)例庫(kù)內(nèi)。

      2.2 開(kāi)發(fā)工具

      常用的開(kāi)發(fā)工具有UG軟件,其具有比較強(qiáng)大的二次開(kāi)發(fā)功能,因此可以完成電牽引采煤機(jī)的概念設(shè)計(jì)。利用UG/Open(API、MenuScript)工具可以完成菜單與交互式界面的設(shè)計(jì),然后融入到UG中,將其與采煤機(jī)建模、采煤機(jī)參數(shù)化設(shè)計(jì)配套使用,達(dá)到人機(jī)交互的目的,提高操作的便捷性。VC++軟件是一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境,提供了多種多樣數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)技術(shù),例如MFC ODBC、ODBC API和ADO等。其中,SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)具有安全、可靠的存儲(chǔ)功能,所有實(shí)例均可存儲(chǔ)在其中,這樣在設(shè)計(jì)時(shí),可在VC++6.0中應(yīng)用MFC編譯界面,通過(guò)ADO技術(shù)與SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連接,選擇合適的實(shí)例來(lái)完成推理。

      2.3 實(shí)例推理

      基于實(shí)例推理電牽引采煤機(jī)概念設(shè)計(jì),需要確定2個(gè)主要目標(biāo),即檢索出實(shí)例,最大程度地減少檢索實(shí)例數(shù)目,檢索出的實(shí)例要最大程度地與目標(biāo)匹配。在電牽引采煤機(jī)的概念設(shè)計(jì)中,輸入的參數(shù)主要包括采高H、煤質(zhì)硬度Y、截深B、牽引力P、煤層傾角J和牽引速度V等,實(shí)例推理的步驟為:

      第一步,根據(jù)用戶設(shè)計(jì)要求A,基于實(shí)例推理模型獲取實(shí)例Bi特征和實(shí)例總數(shù)n。A=(Ho,Bo,Yo,Jo,Po,Vo),B=(Hi,Bi,Yi,Ji,Pi,Vi)。

      第二步,按照一定順序?qū)τ脩粢驛和實(shí)例Bi特征參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,要求Hi,Bi,Yi,Ji,Pi,Vi均要大于Ho,Bo,Yo,Jo,Po,Vo,如果其中有任何一項(xiàng)不符合要求,則應(yīng)重復(fù)進(jìn)行第一步,提取實(shí)例Bi+1,直到i+1=n為止。

      第三步,在滿足第二步條件的基礎(chǔ)上,根據(jù)屬性特征權(quán)重計(jì)算得出實(shí)例Bi與用戶要求A的屬性相似度,公式為Sim(Ai,Bi)=1-min(AiBi)/max(AiBi)

      第四步,以實(shí)例B屬性相似度來(lái)計(jì)算實(shí)例整體相似度,計(jì)算公式為:

      . (1)

      第五步,比較實(shí)例相似度,選擇相似度最大的實(shí)例。如果此實(shí)例相似度在0.95以下,即可以通過(guò)規(guī)則推理來(lái)獲得最終合適的方案。

      3 應(yīng)用實(shí)例概念設(shè)計(jì)分析

      用戶輸入原始參數(shù)為:采高4.3 m、煤質(zhì)硬度4、截深0.8 m、牽引力35 kN、煤層傾角35°、牽引速度35 m/min,點(diǎn)擊實(shí)例推理,檢索相似度在98%以上的方案,獲得相應(yīng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。采煤機(jī)概念設(shè)計(jì)界面如圖1所示。

      圖1 采煤機(jī)概念設(shè)計(jì)界面

      對(duì)于檢索得到的實(shí)例,如果其中個(gè)別參數(shù)需要調(diào)整,設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合以往實(shí)際經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)修改推理結(jié)果。此實(shí)例中以實(shí)際經(jīng)驗(yàn)為依據(jù),將采煤機(jī)滾筒直徑由2.5調(diào)整到2.7,這樣就可以在調(diào)整后的滾筒直徑中輸入2.7,而不調(diào)整其他參數(shù)。調(diào)整完所有參數(shù)后,點(diǎn)擊“存入實(shí)例庫(kù)”,保存調(diào)整后的各項(xiàng)參數(shù),最終將新的實(shí)例存入到數(shù)據(jù)庫(kù)中,實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例的更新,不斷提高實(shí)例推理的效率。

      4 結(jié)束語(yǔ)

      電牽引采煤機(jī)概念設(shè)計(jì)需要掌握整個(gè)設(shè)計(jì)流程,做好每個(gè)細(xì)節(jié)的管理,尤其是基于實(shí)例推理進(jìn)行設(shè)計(jì),需要做好實(shí)例檢索,并根據(jù)用戶設(shè)計(jì)要求調(diào)整、修改各項(xiàng)參數(shù),獲得相似度最高的實(shí)例方案,爭(zhēng)取不斷提高設(shè)計(jì)效果。

      參考文獻(xiàn)

      [1]王劍.電牽引采煤機(jī)概念設(shè)計(jì)方法研究[J].煤礦機(jī)械,2015(04):118-120.

      [2]姚晶,楊兆建,丁華.基于實(shí)例推理的電牽引采煤機(jī)概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究[J].煤礦機(jī)械,2011(03):15-17.

      〔編輯:王霞〕

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