罔和附表清单图和附表清单图２．１桥架设计系统主模块划分………．．……………………．．８图２．２主梁受力分析…．．…………．．．………………………９图２．３大车行走模块划分一…………………………………．１４图３．１知识获取的过程…．…．…．…．．………．．……………．１８图３．２自动化知识获取……．…………．．…．…………．……１９图３．３非自动化知识获取………………………………一…．１９图３．４建立基于知识的系统流程图……………………………．２０图３，５知识表示方法……．…………………………………２４图３．６产生式系统…………………………………………．２４图３．７新的ＣＢＲ循环图………．．．………一…………………２７图３．８ＣＢＲ一般过程．．………．……………………………．．２８图３．９桥架设计实例流程图……………．……………………３０图４．１ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓＡＰＩ层次结构…………．．．…………………３６图５．１车轮组建模型系统设计流程图一…………………………４０图５．２桥架系统设计总Ｅ－Ｒ图…．．．．…．…．……………．……．４１图５．３预览控件动态链接……………………………………．４３图５．４桥架系统设计流程图…．．……．．………．……………．．４６图５．５实例库系统流程图……………………………一……．４６图５．６基于ＣＢＲ的桥式起重机桥架系统登陆界面………．．………．．４７图５．７系统工作参数选择界面………………………………．．４７图５．８桥架系统方案选择界面………………………………．．４８图５．９桥架划分模块系统界面………………………………．．４８图５．１０主梁模块概要设计界面………………．………………４９图５．１１主梁模块详细设计界面……．．………………………．．４９图５．１２端梁模块详细设计页面……．．．………………………．５０图５．１３大车行走模块设计页面………………………………．５０图５．１４大车行走模块详细设计页面……………………………５１图５．１５桥架信息确认页面…．………………………………．５ｌＶｌＩ图和附表清单图５．１６系统总装模块设计…………………………………．．５２表２．１车轮组最大许用轮压（１【Ｎ）表……………………………．１５表３．１大车行走模块知识获取………………………………．．２ｌ表３．２起重机跨度系列表……………………………………２２表３．３通用桥式起重机的起升高度表……．……………………．２２表３．４结构构件材料的安全系数和许用应力…………………．．…２３表３．５常见知识表示方法及其特点……………………………．．２６表５．１三种数据提供源及其支撑的数据库软件……………．……．．４４１绪论１绪论１．１课题的研究背景与意义起重机械的最早的相关设计方法，一般采用采用古典力学和数学相结合的半理论、半经验的设计手段，其结果是：设计过程需要反复验算、损耗时间周期长，且设计的精度也很低。但是，机械产品的设计知识内容非常丰富，其形式多样，而企业工程师长期积累的设计经验和技能才是企业生存与发展的最终决定因素ＩｌＪ。长期以来，计算机辅助系统以几何模型为主要建模手段，在将特定领域的设计知识与及同类设计经验和历代相关专家积累的经验等运用到几何模型中出现很大的薄弱环节。故特定的领域知识缺少了实现重用的平台，新一代的设计者仍需进行大量重复性设计，来完成设计工作。这种情况特别影响设计者在产品设计的初始阶段的创新工作。为能使设计人员能集中时间与精力，在产品设计的初级阶段进行创新性的设计，计算机辅助系统应该帮助设计人员摆脱重复性的工作。为此，美国于１９９８年提出ＫＢＥ（ＫｎｏｗｌｅｄｇｅＢａｓｅｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，基于知识的工程）的概念，基于知识的工程的出现，使机械计算机辅助系统不仅利用计算机的延伸性，进一步提高了人类专家以创造性思维为核心的设计能力，已经尽可能的实现产品设计的自动化【２】。因为，人类专家的产品设计基本上取决于：领域专家对与特定领域知识的掌握、处理和应用。因此，设计过程的自动化就是对知识掌握、积累和运用的自动化。而基于知识工程的系统能够合理有效的解决特定领域设计知识的掌握、运用和积累等主要相关问题。这在一定程度上为解决传统计算机辅助系统存在的瓶颈问题提出了解决方法，并在设计原理的体现、领域知识的重用，以及设计制造环节是否可行等重要设计与制造方面提供了平台，同时提供了优化方案。这样能使用起重机的设计更多地采用有限元优化设计、可靠性设计、快速设计、反馈设计、自动化设计、绿色设计和智能化设计等先进设计方法来缩短产品设计周期。那么要集中解决企业中己有的大量工艺成熟的图纸和设计知识资源得不到充分的利用的问题，同时将零碎的设计资料，如引进新的技术和工艺等集中起来解决。为此，我们急需设计一个基于知识工程的起重机计算机辅助设计系统，以解决特定领域产品设计任务量大，设计易出现失误的问题，并能进一步优化设计参数，提供了优化方案的问题。在一定程度上解决产品设计水平不过多受人为因素影响。我们可以将基于知识工程的设计思想，运用到桥式起重机桥架的设计中，１绪论这样既解决了充分利用现有领域知识的难题，又可大大缩短产品设计的周期，最终在满足市场快速需求的基础上，提高市场占有率。这对提高企业效益和增强企业市场竞争力有重要意义。最近，起重机械被广泛应用于经济建设的多个领域，其产品已经形成多个系列，生产技术也在不断的增强。从国内看，在激烈的市场经济的调控下条件下，在起重机的设计方面，设计人员应更多地采用反馈设计、快速设计、自动化设计、绿色设计和智能化设计优化设计、机械自动化、智能机器人等先进设计方法和生产技术来进一步缩短产品设计的周期。同时集中解决企业中已有的大量工艺成熟的图纸和设计知识资源得不到充分的利用的问题。到目前为止，基于知识的工程（ＫｎｏｗｌｅｄｇｅＢａｓｅｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＫＢＥ）技术己成为解决这一关键问题的最有生命力的方法，这将特定领域机械产品的设计与制造推向智能化发展领域。基于知识的工程是当前国内外研究的热点。主要研究机构有英ＯｉｌＣａｍｂｆｉｄｇｅ大学、英国航空公司和英国劳斯莱斯汽车公司以及美国的密歇根州立大学等。其中，具有代表性的研究成果有：美洲虎（Ｊａｇｕａｒ）汽车知识工程系统、知识工程技术在ＣＡＤ软件中的应用方面；国达索系统公司在为数字化企业服务过程中，探索将知识工程技术融入ＣＡＸ领域：ＥＤＳ软件公司对知识工程进行了研究和开发，并在ＵＧｌ７．ｏ版本中推Ｗ，ＵＧ／Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅｆｕｓｉｏｎ知识应用处理模块。在国内，基于知识工程的的研究已有了很大的提升，但是研究层次较浅国内的许多科研机构与中、小企业只是对起重机械的结构形式、材料使用、装配方法、制造工艺等方面进行了较深入的研究。可喜的是，在此基础上，许多教育单位如中北大学机械工程学院、太原科技大学机械工程学院和大连理工大学机械工程学院，以及一些研究所进行了起重机的参数化设计、模块化设计和智能化设计的开发与研究，进行了有益的探索，并开发基于知识的二维或者三维计算机辅助设计的系统。１９７７年，美国计算机科学家费根。鲍姆教授在第五届国际人工智能会议上提出了知识工程的新的概念１３１，他认为：“知识工程是人工智能的原理和方法，并能为那些需要专家知识才能解决的应用难题提供求解的手段。另一个相似的概念是基于知识的工程【４】，即Ⅺ姬是指基于知识的工程。至今仍没有无一种公认的、较全面的的关于基于知识工程的定义。以是部分机构给出的定义：