郑德宇基于实例推理的模具设计研究

基于实例推理的模具设计技术研究【摘要】随着我国经济社会的发展，模具设计领域也得到迅速的进步。模具设计多建立在以往的设计方案之上。基于设计经验的合理化组织以及重用可以起到缩短模具整体设计的周期，从而提高模具设计的效率。本文通过状态空间法的分析，把模具设计的理论进行技术探讨，以期实现模具设计的效率的提高。【关键词】模具设计；实例推理；设计技术0.引言在实际的模具设计中，设计经验有着关键性的作用。模具设计者可以通过其设计经验，进行组合、调整、修改以往的设计方案，进一步创造出新的一套设计方案。与此同时，在现实的生产过程中，已积累的众多模具类型、数量以及其装配关系一致的模具，都可以成为新一套设计的基础，是符合基于实例推理的模具设计技术（CBR）的应用领域的。该技术可以对以往的抽象知识进行规制的构建和演算操作，基于已有的实例解决问题，通过修正改进，实现新的知识。CBR技术应用在模具设计中，可以提高模具设计的智能化程度[1]。1.基于实例推理技术的模具设计系统模具设计是一个极为复杂的过程，如果要实现全过程的智能化，那么在当前的技术和环境下是无法实现的，只能实现局部的自动化。基于实例推理模具设计技术的流程如图1：图12.模具实例的表示模具设计实例的表示是对实例的内容及机构的确定，在在实例推理技术的基础之上进行的。设计实例的表示方法直接关系到推理的效率和准确度，准确、有效、完整的表达设计实例是进行基于实例模具设计的重要性步骤。在冲模设计的的设计实例包括部件、组件、零件等装配单元组[2]。其中，零件是构成冲模设计的最小的单元，工作零件是作为凸模、凹模以及凹凸模。冲模设计主要是对凸、凹模零件的刃口尺寸进行设计以及模具的总体设计。冲模及其零件的实例模型如图2所示：图2道具实例的表示模型冲裁模工艺构件工作零件凹模、凸模等定位零件导尺、定位板等压料、卸料零部件卸料板、压边图等辅助构建导向零件导柱、导套等固定零件上（下）模座、模柄等固紧其他零件螺钉、销钉等3.基于相似度理论的实例检索策略3.1相似度模具设计实例的相似度是判断其他实例间相似性的尺度，用于判定实例库中与新问题最相似的实例。但是，其相似度是存在变化的。假设对象是X、Y相似的度则应sim（X,Y）表示，则sim（X,Y）∈[0,1],同时满足以下条件的对称性即：sim（X,Y）=sim（Y，X）；其自反性为：sim（X,X）=sim（X,X）。如果用元组（P1，P2，....,Pn）表示匹配的新问题描述，元组（u1，u2，...un）表示库中检索到的案例描述，那么它们的加权平均的相似度的计算公式可表示为：其中，P表示要进行匹配的新问题的描述；Pi是P的第一个属性；u表示实例库中的源实例，ui是u的第一个属性；m表示的是问题描述部分的属性值，wi表示第一个属性的局部相似度权重。3.2算法的描述在基于实例推理的模具设计技术系统中，设计实例的检索是极其重要的环节，它是与系统采用的索引机制存在着密切的关系，与信息数据库系统中的查询功能存在不同。在基于实例推理的模具设计技术系统的实例检索中存在不精确的内容，具有一定的模糊性。另外，基于实例推理的模具设计技术系统的实例检索的条件只是对实例问题部分属性的描述，而不是全部的描述。假设实例u∈R，如果存在实例c∈R，对所有的实例c1∈R，使得sim（u，c）≥sim（u，c1）则是成立的，那么将实例c称为实例u的最近邻居NNc，记作为：NNc（u，c）可以相互推到出R：sim（u，c）≧sim（u，c1）。在实际的系统应用中，把设计实例的u用问题实例p代替，可以找出与新问题最为相似的实例。然而，当设计实例库中的某个实例c是问题实例P的最近邻居时，其解决方案几倍称之为问题实例P所代表的新问题建议解[3]。基于设计实例相似度的计算，应用NN算法可以更为迅速、快捷的进行实例检索，很大的提高了磨具设计人员对过去的模具实例的参考价值。3.4实例检索实例检索是基于实例推理的模具设计技术研究中重要内容。它是根据新问题的描述基于某一种评价标准则从实例中检索出相对匹配程度、水平较高、对新的问题求解最有实用的实例。检索的实例是系统工作的起点，其准确与否跟CBD系统的效果存在很大程度上的联系。该种实例检索是在特定的实例库中进行的，与我们生活中互联网的检索是存在很大区别的。实例检索大致的索引标准有：（1）预见性；（2）可表示的实例用途；（3）充分的简洁与抽象，可在后续操作中拓展；（4）十分具体，方便后续操作的识别。实例检索采用的是由上到下的检索方式，形成检索字典和问题描述缩小查找范围[4]。准确无误的检索到模具设计实例的相关信息，也是系统的重要体现。随着研究的不断创新和发展，形成了较为便捷的方式，归纳推理以及引导策略。4.结语基于实例推理的模具设计技术是对以往知识的重新使用的重要方式，它的实质是采用解决旧问题的解决措施把新问题进行解决。利用基于实例推理的设计技术，把模具设计中的问题，运用过往的设计知识进行再次利用，再配以科学、恰当的检索算法，对模具设计及模具的制造，有着积极重要的作用和意义。丹青文化