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例进行组合、修改而设计出新产品,因此CBR适合用于解决设计问题。由于大量机械产品的设计是对已有产品进行变型设计,因此现有产品模型就成了设计的出发点,直接利用现有产品就等于利用了以往的设计经验和知识。因此,将CBR用于机械产品CAD有广阔发展前景。
1．2 CBR的设计原理
产品设计是一个不断循环的过程,一般可分为概念设计、详细设计、分析评价三个阶段.产品概念设计的主要任务是:分析设计要求,确定产品功能及实现该功能的总体结构,规划详细设计任务及设计步骤.产品概念设计决定了产品的基本特征和性能,是整个产品设计过程的关键.研究表明占总成本5%的概念设计将决定产品总成本的70%.由于缺乏好的几何或分析模型,传统的CAD建模技术不能用于概念设计,这使得产品概念设计一直成为工程设计的瓶颈问题.在传统的人工产品概念设计中,大多采用类比设计或经验设计方法,在参考过去的相似设计实例的基础上进行适当修改调整而生成新的设计方案.有关资料表明:60%的机械产品设计是原来产品的改型或改进基于实例的推理 CBR 是一种类比推理方法,它利用人们以往求解类似问题的经验知识进行推理,从而获得当前问题的求解结果.基于实例的推理系统对知识、经验及信息的完备程度的要求远低于专家系统,且推理效率较高,为产品概念设计问题提供了一种可行的解决方法。
基于实例推理的产品概念设计原理如下：
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问题描述 基于实例推理的产品概念设计方法的基本概念和逻辑学依据是:概念1 实例是过去在满足特定要求下的设计方案,是专家经验和知识的体现形式.实例由
众多的实例属性及实例属性的特定操作方法构成.概念2 实例属性是指能够描述设计方案中某一功能或几何特征的参数.如减速器设计中的总传动比,各齿轮的齿数等.概念3 实例库是所有实例的集合.概念4 相似实例是指具有相似设计特征、相近设计参数的设计方案.概念5 相似度是实例相似程度的一种度量.基于实例推理的产品概念设计是建立在下述论点基础上的:论点1 具有一个或多个相似特征属性的实例是相似实例.相似性通常表现为实例的特征属性的值成比例或在限定的误差范围内.论点2 具有相似设计任务的实例是相似实例.论点3 相似实例具有相似的解、相似的求解过程和求解方法.即过去的相似实例可作为当前设计任务的参考.论点1、2为相似性判断提供了依据,论点3反映了基于实例推理的设计方法.
图1-1 CBR系统基本结构
1. 3 柴油机的零部件的分类和特点
成组技术(GT-group technology)揭示和利用事物间的相似性，按照一定的准则分类成组，同组事物能够采用同一方法进行处理，以便提高效益的技术，称为成组技术。在机械制造工程中，成组技术是计算机辅助制造的基础，将成组哲理用于设计、制造和管理等整个生产系统，改变多品种小批量生产方式，以获得最大的经济效益。成组技术的核心是成组工艺，它是把结构、材料、工艺相近似的零件组成一个零件族（组），按零件族制定工艺进行加工，从而扩大了批量、减少了品种、便于采用高效方法、提高了劳动生产率。零件的相似性是广义的，在几何形状、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性为基本相似性，以基本相似性为基础，在制造、装配等生产、经营、管理等方面所导出的相似性，称为二次相似性或派生相似性。
近年来，成组技术与数控技术、计算机技术相结合，水平有了很大提高，应用范围不断扩大，在产品设计、制造工艺、生产组织与管理等方面均有显著的应用效果，如新零件设计数可减少52%、生产准备时间可减少 69%、劳动生产率可提高33%、生
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产周期可关70%、零件成本可减少43%，并已发展成为柔性制造系统和集成制造系统的基础。
零件成组分类成的方法有：
①代码分组法：利用零件分类编码系统对零件进行编码，按零件代码，采用一定的相似性准则进行分组。各个国家或大企业均有自己的零件分类编码系统，比较典型的应用比较广泛的系统有捷克的VUOSO系统、德国的OPITZ系统、日本的KK-3系统和我国的JLBM-1系统；分组方法有特征位法、码域法和特征位码域法；
②生产流程分析法(PFA-production flow analysis)：是以零件的加工工艺过程为依据，通过分析进行分类，具体方法有关键机床法、顺序分枝法、聚类分析法、键合能法等。此外尚有势函数法、模糊模式识别法等。
同时具有以下的特点：
（1）采用GT的复合零件法生成虚拟件，能够完成同族相似零部件的系列化设计； （2）参数驱动技术采用尺寸分类描述的原则，实现虚拟件结构形状与尺寸的抽象，能够通过对参数加载不同的数据，实现图形结构的变化或取舍；
（3）分别采用图形类、数据库类和信息类描述图形中的实体、参数系列化取值和技术要求与标题栏信息，实现了图形与非图形信息的集成；
（4）采用文档模板类存储图形与标注实体，不但能够充分利用类库强大的资源，使图形的动态存储快速地响应图形结构的变化，而且使实体的储存更加有序，便于数据存取的串行化操作及绘图仪驱动程序的开发；
（5）全面的事件驱动机制，使设计过程所见即所得，实现了较好的面向对象功能。
1. 4 实例库建立的原则及标准
在程序中，几何图素的图形实例化是通过程序模块方式实现的，针对每一种图素编制相应的程序模块。通过程序模块实现拓扑结构相近的图素的参数化设计，用户可以采用不同的几何结构参数对该图素的几何形状进行控制。如对可以实现不同尺寸系列的设计，从而大大提高了程序的适应性和效率。当所有图素设计完成以后，通过总调度模块管理各种几何图素及其拼合，从而实现对整个柴油机设计的管理。
（1）当只需改变零件的几何尺寸，不改变零件拓扑结构时，用PART文件来建模 （2）当零件结构复杂，用GRIP程序来做，只要改变不同的工艺参数，调用不同的模块，生成不同的零件。（例如：一个由很多小零件拼合而成的零件，用程序来做装配，可以装配成新的不同零件。）
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此处省略 NNNNN
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