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

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)

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〔編輯：王霞〕