帶式輸送機(jī)是廣泛應(yīng)用在冶金、礦山、石油、煤炭、港口、電站等各個(gè)行業(yè)的通用型輸送設(shè)備。由于組成帶式輸送機(jī)的基本部件有幾十種，每種又包括若干類型，加之不同的地形、工況、布置形式又有多種變化，使得帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù)相當(dāng)繁重，尤其部件的選型涉及較多的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)與規(guī)則。隨著國內(nèi)外市場的迅速發(fā)展，帶式輸送機(jī)市場的競爭也日趨激烈。為了適應(yīng)用戶要求，必須向新產(chǎn)品、多品種方向發(fā)展，因此，以往的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的需要，采用現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)方法和CAD技術(shù)，增強(qiáng)投標(biāo)競爭能力，是生產(chǎn)廠家亟待解決的一項(xiàng)課題。
本文所述帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)和選型專家系統(tǒng)，將參數(shù)輸入、設(shè)計(jì)計(jì)算、部件選型集合在一起，從而提高了設(shè)計(jì)效率，縮短了設(shè)計(jì)周期，并很好地應(yīng)用了原有的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與規(guī)則，提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，且能快速生成產(chǎn)品投標(biāo)報(bào)價(jià)表。
1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
專家系統(tǒng)是基于知識(shí)的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，它擁有某個(gè)特殊領(lǐng)域內(nèi)專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，并能像專家那樣運(yùn)用這些知識(shí)，通過推理作出智能決策。
本文所研究的帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)和選型專家系統(tǒng)，主要由參數(shù)輸入、設(shè)計(jì)計(jì)算、部件選型、知識(shí)庫、推理機(jī)、評(píng)價(jià)修改、用戶界面等組成。
下面簡要敘述各模塊的主要功能。
(1)系統(tǒng)用戶界面采用友好的中文圖形化用戶界面，用鼠標(biāo)操作即可方便地進(jìn)入各模塊進(jìn)行工作。通過幫助信息可了解系統(tǒng)各模塊的功能及操作方法，方便設(shè)計(jì)者使用。
(2)參數(shù)輸入模塊有原始參數(shù)輸入和缺省參數(shù)檢查修改2項(xiàng)，前一項(xiàng)用于輸入用戶要求的具體設(shè)計(jì)參數(shù)，后一項(xiàng)則是為了方便設(shè)計(jì)人員適應(yīng)不同的設(shè)計(jì)條件。系統(tǒng)給出了全部變量缺省參數(shù)表，設(shè)計(jì)人員可在表中檢查修改參數(shù)項(xiàng)。
(3)設(shè)計(jì)計(jì)算模塊在完成了參數(shù)輸入與檢查之后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行圓周驅(qū)動(dòng)力、主要阻力、附加阻力、傾斜阻力和電機(jī)軸功率等主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算。
(4)部件選型模塊 根據(jù)計(jì)算結(jié)果查詢數(shù)據(jù)庫，利用推理機(jī)和知識(shí)庫，自動(dòng)選擇輸送機(jī)的各個(gè)部件，如滾筒、托輥、驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)架、中間架、支腿、拉緊裝置、清掃器、導(dǎo)料槽、頭部漏斗等。
(5)評(píng)價(jià)修改模塊為了提高整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)靈活性，在完成了參數(shù)輸入、設(shè)計(jì)計(jì)算、部件選型的工作之后，設(shè)計(jì)人員還可以通過評(píng)價(jià)修改模塊直接對輸出結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)修改，也可以加入一些非標(biāo)部件等。
(6)輸出產(chǎn)品報(bào)價(jià)模塊經(jīng)過前面幾個(gè)模塊的工作之后，系統(tǒng)已生成了包括主要技術(shù)參數(shù)，計(jì)算結(jié)果，部件的名稱、規(guī)格代號(hào)、數(shù)量、裝配簡圖及說明等項(xiàng)內(nèi)容的投標(biāo)報(bào)價(jià)明細(xì)表。
2、設(shè)計(jì)計(jì)算
帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)最大特點(diǎn)是設(shè)計(jì)變量多，而且變量之間相互關(guān)聯(lián)，相互影響，變量之間的關(guān)系復(fù)雜。為此，我們將膠帶、托輥、滾筒等部件的規(guī)格、技術(shù)參數(shù)等存人數(shù)據(jù)庫，將各種參數(shù)的關(guān)聯(lián)及匹配關(guān)系，如帶速、帶寬與輸送能力的匹配關(guān)系，改向滾筒直徑匹配，傳動(dòng)形式與傳送功率，以及設(shè)計(jì)規(guī)則和經(jīng)驗(yàn)存人知識(shí)庫。在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，可快速查找和匹配，使設(shè)計(jì)人員能快速而準(zhǔn)確地完成設(shè)計(jì)計(jì)算工作。
3、部件選型
根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果和地形、工況、布置形式等條件，帶式輸送機(jī)基本部件的選取通常是～項(xiàng)非常繁瑣的工作+它受以下幾方面因素的制約：(1)要遵守國家和行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；(2)要符合一定的設(shè)計(jì)規(guī)則；(3)需要多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)；(4)本企業(yè)的設(shè)備、工藝、生產(chǎn)能力；(5)成本核算要經(jīng)濟(jì)合理等。為此，我們建立了一個(gè)以知識(shí)庫和推理機(jī)為核心的選型專家系統(tǒng)，用來模擬優(yōu)秀設(shè)計(jì)師的邏輯思維行為，以便快速地對復(fù)雜問題作出高水平的解答。
3.1知識(shí)庫
知識(shí)庫是用來存放本領(lǐng)域?qū)＜姨峁┑脑O(shè)計(jì)規(guī)則、經(jīng)驗(yàn)等知識(shí)的。知識(shí)庫里的知識(shí)分為“事實(shí)”和“規(guī)則”， “事實(shí)”在系統(tǒng)里可以不斷地改變，“規(guī)則”是關(guān)于如何根據(jù)現(xiàn)有事實(shí)和規(guī)則得到新的事實(shí)。而知識(shí)的表達(dá)是建立專家系統(tǒng)的關(guān)鍵，它們的形式、內(nèi)容、組織方式等直接影響到專家系統(tǒng)刻畫領(lǐng)域的能力，同時(shí)也會(huì)影響到推理機(jī)制、解釋機(jī)制等專家系統(tǒng)中其他組成部分的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法。由于我們要建立的專家系統(tǒng)是一個(gè)專用系統(tǒng)，在對多種知識(shí)表達(dá)方式的比較研究之后，我們采用了面向?qū)ο蟮闹R(shí)表示法。
面向?qū)ο蟮闹R(shí)表示法+是將一些單一的知識(shí)表示方法（產(chǎn)生式規(guī)則、框架及過程）按照面向?qū)ο蟮乃枷虢M織起來，形成面向?qū)ο蟮闹R(shí)表示方法。例如：如果帶寬小于500，則傳動(dòng)滾筒直徑等于500，可信度因子等于1.0。這條規(guī)則可寫成：由于面向?qū)ο蟮闹R(shí)表示法包容了產(chǎn)生式規(guī)則、框架等單一的知識(shí)表示法，因而具有很強(qiáng)的知識(shí)表示能力及良好的體系結(jié)構(gòu)。它使得各種單一的表示方法互補(bǔ)，揚(yáng)長避短，因而具有各種知識(shí)表示方法的優(yōu)點(diǎn)。它能夠精確地表示部件選型所需的各種知識(shí)，清晰地表示各部件之間的裝配層次及其相互關(guān)系和屬性等，并可封裝它們的處理過程，繼承父層的選型及裝配關(guān)系。
3.2推理機(jī)
推理機(jī)的功能是根據(jù)一定的推理策略，從知識(shí)庫中選擇有關(guān)的知識(shí)，對用戶提供的證據(jù)進(jìn)行推理，得出理想的結(jié)論。這一過程是根據(jù)一定的原則從已知事實(shí)推出新的事實(shí)的思維過程。推理機(jī)的控制過程和策略確定知識(shí)的選擇，而推理方法確定具體知識(shí)的運(yùn)用。在該系統(tǒng)中，采用與面向?qū)ο蟮闹R(shí)表示法相應(yīng)的推理與推理機(jī)。
面向?qū)ο蟮闹R(shí)表示法是一種混合知識(shí)表示法，它在知識(shí)表示的語法與語義上是復(fù)雜的，因此決定了它的推理機(jī)也較復(fù)雜。目前，它支持框架推理、產(chǎn)生式推理、方法推理、基于實(shí)例的類比推理，這些推理構(gòu)成了推理機(jī)。
框架推理對框架槽求值，繼承屬性定義、屬性結(jié)構(gòu)和屬性值，檢查值類約束和值的數(shù)目約束。
產(chǎn)生式規(guī)則推理使用正向推理方法。即可根據(jù)用戶提供的信息，在知識(shí)庫中尋找能與之相匹配的規(guī)則，找到后，將知識(shí)塊的結(jié)論部分作為中間結(jié)果，利用它繼續(xù)與知識(shí)庫中的規(guī)則匹配，直到得出最終結(jié)論。這種正向推理比較簡單，容易實(shí)現(xiàn)，但目的性不強(qiáng)，還需用啟發(fā)性知識(shí)來控制中間結(jié)論的選取。在系統(tǒng)中采用了“深度優(yōu)先”策略，即新產(chǎn)生的事實(shí)先進(jìn)行數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，而且l條規(guī)則只能被利用1次，引用完以后就會(huì)從規(guī)則庫中刪去，從而保證了系統(tǒng)能快速地選出正確的部件型號(hào)。
方法推理使用信息驅(qū)動(dòng)推理實(shí)現(xiàn)方法的提取、方法的匹配和方法的執(zhí)行。
類比推理采用基于實(shí)例的推理方法，它選擇1個(gè)已解決以前設(shè)計(jì)問題的特定設(shè)計(jì)解，并把選擇的特定設(shè)計(jì)解轉(zhuǎn)換成1個(gè)新的設(shè)計(jì)問題的解。基于實(shí)例的推理分3步：實(shí)例提取、實(shí)例匹配和實(shí)例轉(zhuǎn)換。實(shí)例轉(zhuǎn)換是對匹配選中的解進(jìn)行再設(shè)計(jì)，修改原解中與新的設(shè)計(jì)要求相矛盾的部分，增加滿足新的設(shè)計(jì)要求的部分，形成新的解。
系統(tǒng)可根據(jù)用戶提供的信息，協(xié)調(diào)各種推理方法的使用。
4、結(jié)束語
本文所述工作用Visual C++語言編程，最終建立起1個(gè)帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)和選型專家系統(tǒng)模塊，其具有如下特點(diǎn)：
(1)友好的中文圖形化用戶界面，使用方便。
(2)精簡了需輸入的原始設(shè)計(jì)參數(shù)個(gè)數(shù)，減少了設(shè)計(jì)者的工作量。
(3)采用開放式數(shù)據(jù)連接，提高了訪問數(shù)據(jù)庫的靈活性，能適應(yīng)各種不同格式的數(shù)據(jù)庫。
(4)在部件選型階段應(yīng)用了面向?qū)ο蟮膶＜蚁到y(tǒng)，大大提高了設(shè)計(jì)和選型過程的智能化。
(5)在計(jì)算和選型工作完成后，可輸出產(chǎn)品的投標(biāo)報(bào)價(jià)表。
將專家系統(tǒng)應(yīng)用于帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)和選型，可以利用專家經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)、選型方法快速完成預(yù)定工作。不但可以縮短設(shè)計(jì)周期，降低成本，而且能提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量和中標(biāo)率，為企業(yè)帶來好的經(jīng)濟(jì)效益。該成果有些內(nèi)容尚待進(jìn)一步研究和完善。
（轉(zhuǎn)載請注明：富通更新能源帶式輸送機(jī)
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