[發(fā)明專利]機(jī)器智能參與設(shè)計(jì)決策的冷擠壓件智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110002403.6
• 申請日: 2011-01-07
• 公開（公告）號: CN102063550A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊慶華;孟彬;潘雋
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N5/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種冷擠壓件的智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

設(shè)計(jì)是一個復(fù)雜的分析、綜合與決策活動，其構(gòu)成成分可以分為三類：智力創(chuàng)造、分析計(jì)算和設(shè)計(jì)表達(dá)。其中，智力創(chuàng)造包括設(shè)計(jì)過程中的推理、綜合、類比等需要通過思維活動來實(shí)現(xiàn)的工作，是整體設(shè)計(jì)構(gòu)思的階段，也是設(shè)計(jì)中最為核心的部分；分析計(jì)算是通過數(shù)學(xué)方法，具體是借助各類分析軟件對產(chǎn)品的行為進(jìn)行分析或?qū)π阅苓M(jìn)行仿真和模擬，以確定方案的可行性；設(shè)計(jì)表達(dá)是將設(shè)計(jì)的結(jié)果以圖形、文字或數(shù)字的形式表述出來。傳統(tǒng)的CAD系統(tǒng)大多是輔助設(shè)計(jì)者完成后兩類設(shè)計(jì)工作：在分析計(jì)算方面，主要以有限元分析技術(shù)為代表，包括各類專用的工程計(jì)算系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)；設(shè)計(jì)表達(dá)方面，包括早期設(shè)計(jì)開發(fā)的一二維繪圖技術(shù)和今天已被廣泛采用的產(chǎn)品三維造型技術(shù)，以及由產(chǎn)品三維表達(dá)帶來的增值功能，如干涉檢查、虛擬裝配等。即使傳統(tǒng)的CAD系統(tǒng)已經(jīng)能夠強(qiáng)有力地輔助設(shè)計(jì)人員完成后兩類工作，但是其智能化水平還有待提高，大多數(shù)的CAD軟件都是作為獨(dú)立的分析設(shè)計(jì)平臺而存在，尚無整合了典型分析計(jì)算和設(shè)計(jì)表達(dá)類CAD軟件的設(shè)計(jì)平臺出現(xiàn)，現(xiàn)有的一些CAD軟件的協(xié)調(diào)工作大多僅僅局限于通過軟件各自的接口來實(shí)現(xiàn)，接口的應(yīng)用需要設(shè)計(jì)人員具有非常高的二次開發(fā)能力，這大大提高了設(shè)計(jì)人員利用接口實(shí)現(xiàn)軟件平臺協(xié)同工作的門檻。而作為設(shè)計(jì)核心的智力創(chuàng)造，傳統(tǒng)的CAD系統(tǒng)并沒有對其提供有力的輔助和支持。在當(dāng)前設(shè)計(jì)模式下，智力創(chuàng)造涉及的推理、綜合、聯(lián)想、類比、學(xué)習(xí)等智力型勞動仍然由人類專家來完成。而人類專家主導(dǎo)設(shè)計(jì)有其局限性，具體表現(xiàn)在：設(shè)計(jì)人員獨(dú)立開展設(shè)計(jì)工作需要較高水平的知識和經(jīng)驗(yàn)的積累，而這些知識和經(jīng)驗(yàn)的積累通常需要很多年的時間才能掌握，這與工業(yè)生產(chǎn)追求高效的原則相矛盾；而且，在老設(shè)計(jì)人員實(shí)際解決問題的過程中往往無法清晰地表述具體用到了哪些知識，無法將含蓄不清的知識轉(zhuǎn)化為精確的物理符號，使得老設(shè)計(jì)人員無法將知識準(zhǔn)確、完整地傳遞給新設(shè)計(jì)人員，因而造成長期積累的知識和經(jīng)驗(yàn)流失。

對于冷擠壓件的設(shè)計(jì)也是如此，現(xiàn)有的冷擠壓件設(shè)計(jì)存在的技術(shù)缺陷為：以人類專家主導(dǎo)設(shè)計(jì)、對用戶技術(shù)要求很高、工作效率低。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有冷擠壓件的以人類專家主導(dǎo)設(shè)計(jì)、對用戶技術(shù)要求很高、工作效率低的不足，本發(fā)明提供一種模擬人類智能設(shè)計(jì)冷擠壓件、對用戶的技術(shù)要求降低、工作效率高的機(jī)器智能參與設(shè)計(jì)決策的冷擠壓件智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種機(jī)器智能參與設(shè)計(jì)決策的冷擠壓件智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)，所述智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括：

設(shè)計(jì)型專家系統(tǒng)模塊，內(nèi)部含有大量的冷擠壓成形領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R與經(jīng)驗(yàn)，利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理冷擠壓成形領(lǐng)域問題，利用所述知識和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，所述設(shè)計(jì)型專家系統(tǒng)模塊包括：

知識庫，集合用于設(shè)計(jì)冷擠壓件的領(lǐng)域知識以及專家的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，包括產(chǎn)品實(shí)例庫、設(shè)計(jì)規(guī)則庫、設(shè)計(jì)參數(shù)庫和數(shù)值方法庫；產(chǎn)品實(shí)例庫是設(shè)計(jì)人員工作中長期累積下來的實(shí)例的集合，用于基于實(shí)例推理時產(chǎn)生新的目標(biāo)模型，同時作為原始學(xué)習(xí)模型以便設(shè)計(jì)中需要時調(diào)用；設(shè)計(jì)規(guī)則庫是與冷擠壓件有關(guān)的知識和經(jīng)驗(yàn)存儲的主要場所，將知識和經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以處理的符號形式以便于描述和編輯；設(shè)計(jì)參數(shù)庫主要存放著各種冷擠壓模具材料的化學(xué)成分、物理性能、推薦的熱加工和熱處理工藝參數(shù)及相應(yīng)的力學(xué)性能技術(shù)資料；數(shù)值方法庫存放著智能設(shè)計(jì)方法會用到的各類數(shù)值算法知識；

推理機(jī)，用于在用戶輸入冷擠壓件的性能要求后，由推理機(jī)制根據(jù)推理策略對知識庫進(jìn)行搜索；

動態(tài)數(shù)據(jù)庫，用于在工作時動態(tài)存儲設(shè)計(jì)過程中的信息，包括冷擠壓件的初始設(shè)計(jì)要求、中間結(jié)果及最終方案，由推理機(jī)制控制其刷新；

解釋機(jī)制，用于對用戶或工程師所提出的問題，給出一個回答；工程分析模塊，用于建立冷擠壓件初始設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)變量和優(yōu)化目標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系，然后對初始設(shè)計(jì)方案作優(yōu)化，并繪制出優(yōu)化后的圖形信息，包括：

仿真分析單元，以有限元軟件作為工具模擬出多組有代表性的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以作為后續(xù)建立非線性映射時的訓(xùn)練樣本；

計(jì)算優(yōu)化單元，用于將這多組試驗(yàn)數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，采用支持向量機(jī)的方法建立設(shè)計(jì)參數(shù)和優(yōu)化目標(biāo)之間的映射，利用這一映射再預(yù)測出多組試驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用原有和預(yù)測出的多組數(shù)據(jù)擬合出設(shè)計(jì)參數(shù)和優(yōu)化目標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系，將這一函數(shù)用于計(jì)算優(yōu)化，采用遺傳算法優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)，將優(yōu)化后的設(shè)計(jì)參數(shù)代入?yún)?shù)化的初始設(shè)計(jì)方案，得到優(yōu)化后的冷擠壓件設(shè)計(jì)方案；

參數(shù)化繪圖單元、用于將圖紙信息存入產(chǎn)品實(shí)例庫；