基于KBE汽車覆蓋件沖壓工藝方案設計探究*

田 博

(西北工業(yè)集團有限公司，陜西 西安 710043)

1 前言

汽車覆蓋件不僅存在形狀復雜、外部輪廓相對大、原材料的厚度卻相對小、關鍵尺寸大小要求嚴格、精確度高，而且零部件在制作成型時，由于毛料部分的變化很復雜，不容易把握，各種力分布沒有規(guī)律，操作性要求十分嚴格，需要許多道的程序才能完成，制作難度高。因此，該方案的設計十分復雜，而且需要十分豐富的臨床一線經(jīng)驗，在該方案的設計當中，會涉及大量的數(shù)據(jù)、圖形、動態(tài)知識等因素的處理，這就使得對該工藝方案的要求十分嚴格，能夠系統(tǒng)的處理多方面的復雜數(shù)據(jù)，并能綜合這些數(shù)據(jù)，很好的表達出來。先進的知識工程，能夠具有很高的計算能力，可以處理各種知識的表達，以及根據(jù)不同的情況，應用各方面的知識，進行嚴謹?shù)耐评頉Q策，十分適合對覆蓋件工藝方案的決策。

2 知識工程KBE在工藝方案設計上的應用

汽車覆蓋件的工藝設計難度比較高，其過程十分復雜多變，存在模糊不清晰。需要根據(jù)零件全面的信息，包括幾何數(shù)據(jù)信息、圖樣信息等，在工藝設計經(jīng)驗、專業(yè)知識以及其他具體條件的影響下，通過計算和判斷，形成最合理的方案。

由于汽車行業(yè)的重要性，許多機構(gòu)都投入了大量的人力物力解決相關的問題，在該工藝方案的問題上，華中科大和上海交大都取得了比較好的研究成果，在簡化工藝設計方面有很好的幫助，但是對于工程的關鍵——決策，依然只能依靠專家的經(jīng)驗來完成，而且根據(jù)權威的研究顯示，要解決復雜的圖形知識和嚴謹?shù)耐评韱栴}，任何單一的決策方法都不可靠，要想全面而有效的解決決策問題，必須依靠多樣的知識表達模式以及更智能的決策技術。

知識工程KBE，是一種通過綜合驅(qū)動、繁衍、應用知識，來解決實際工程問題的新型智能設計辦法?？梢栽诶^承、綜合、管理等方面很好的管理知識，對于設計知識來說，這些顯得尤為重要，而且其開放性，可以及時、有效的處理各種領域的知識，使得大規(guī)模的知識處理，能在一個開發(fā)、集成性強的環(huán)境中運行。對于汽車覆蓋件沖壓工藝方案的設計，有十分明顯的積極促進作用。

基于KBE的方案設計系統(tǒng)，需要許多關鍵的核心技術，具體包括:①完整、全面、標準化的沖壓工藝方面知識的表達，以及工藝知識相關的模具技術，其中包括如何獲取相關技術，如何表達知識，以及怎樣構(gòu)建知識模型等方面;②與沖壓工藝相關的知識驅(qū)動的特點設計，包括定義相關的特點，將各種特點進行分類以及從設計特點到工藝特點的關鍵轉(zhuǎn)變技術，以及其他;③全面準確處理各種知識的技術，以及關鍵工藝的方案設計，主要有綜合知識方面的推理技術、知識的發(fā)展技術、對圖形圖像的推理能力以及最重要的方案決策技術等[1]。

3 知識的表達及工藝知識模型的建立

圖1為覆蓋件工藝知識模型圖，很顯然可知，在模型試圖模擬完備的臨場沖壓工藝，通過充分利用各類信息和知識，并以此為基礎，應用于知識工程，針對沖壓工藝特點，通過結(jié)合不同的知識表達模式，在各模式之間實現(xiàn)相互配合和表達，完善該方案體系。

圖1 覆蓋件工藝知識模型圖

4 基于KBE方面的工藝特征設計

圖2表達的是基于KBE的設計特征到工藝特征的轉(zhuǎn)換推理。

圖2 基于KBE的特征設計

工藝特征在上述模型以及沖壓工藝的設計當中，有重要的作用，是他們的基本單元，根據(jù)設計的各方面特點:形狀、精確度、質(zhì)量等，準確定位工藝特征的類型，以及相對應的具體知識。通過映射工藝特征，來獲得相關的知識，從模型中獲取一些具體的數(shù)據(jù)，再根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息，推理轉(zhuǎn)化相關知識，實現(xiàn)從模型到實例的轉(zhuǎn)化。

5 基于KBE方面的工藝方案設計

該方案的設計過程如圖3，以工藝特征模型為對象，經(jīng)過邏輯化嚴謹?shù)耐评恚约捌渌麑χR加工的工具，在模型和知識庫的基礎上，形成成型的工藝方案，在產(chǎn)品工藝路線、工序分工方面，都有系統(tǒng)的任務，到最后確定模具的規(guī)格式樣等。由于在工藝特征的模型中，工藝的特征和相關的圖形信息知識聯(lián)系很緊湊，在生成確定的工藝路線時，同時實現(xiàn)對各個路線任務的分配工作，并且據(jù)此形成各工序的模型，有利于信息的同步以及對信息的處理。當然，根據(jù)不同的情況，還可以采取其他辦法調(diào)整或修改方案，就像前面提到的，關鍵的決策技術，還是得依靠專業(yè)人員的一線經(jīng)驗，由此可見汽車覆蓋件的沖壓工藝方案，具有很大的復雜性和數(shù)據(jù)信息的龐大性。

圖3 設計過程圖

6 結(jié)語

應用KBE知識工程的辦法來完善覆蓋件沖壓工藝方案的設計，逐步實現(xiàn)該工藝的智能化，使得知識能夠進行多種描述和應用，有效解決工藝方案中關鍵的決策問題，提高了該方案設計的質(zhì)量和效率，實現(xiàn)從經(jīng)驗到系統(tǒng)知識的轉(zhuǎn)變。

[1]張永利.基于工藝過程的工藝知識建模方法研究[J].中國制造業(yè)信息化，2010(9):5－8.