帶式輸送機是廣泛應用在冶金、礦山、石油、煤炭、港口、電站等各個行業的通用型輸送設備。由于組成帶式輸送機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，使得帶式輸送機的設計任務相當繁重，尤其部件的選型涉及較多的知識、經驗與規則。隨著國內外市場的迅速發展，帶式輸送機市場的競爭也日趨激烈。為了適應用戶要求，必須向新產品、多品種方向發展，因此，以往的設計方法已經不能滿足當前的需要，采用現代化的設計方法和CAD技術，增強投標競爭能力，是生產廠家亟待解決的一項課題。
    本文所述帶式輸送機設計和選型專家系統，將參數輸入、設計計算、部件選型集合在一起，從而提高了設計效率，縮短了設計周期，并很好地應用了原有的設計經驗與規則，提高了產品設計質量，且能快速生成產品投標報價表。1、系統結構
    專家系統是基于知識的計算機軟件系統，它擁有某個特殊領域內專家的知識和經驗，并能像專家那樣運用這些知識，通過推理作出智能決策。
    本文所研究的帶式輸送機的設計和選型專家系統，主要由參數輸入、設計計算、部件選型、知識庫、推理機、評價修改、用戶界面等組成。
    下面簡要敘述各模塊的主要功能。
    (1)系統用戶界面采用友好的中文圖形化用戶界面，用鼠標操作即可方便地進入各模塊進行工作。通過幫助信息可了解系統各模塊的功能及操作方法，方便設計者使用。
    (2)參數輸入模塊有原始參數輸入和缺省參數檢查修改2項，前一項用于輸入用戶要求的具體設計參數，后一項則是為了方便設計人員適應不同的設計條件。系統給出了全部變量缺省參數表，設計人員可在表中檢查修改參數項。
    (3)設計計算模塊在完成了參數輸入與檢查之后，系統自動進行圓周驅動力、主要阻力、附加阻力、傾斜阻力和電機軸功率等主要參數的設計計算。
    (4)部件選型模塊  根據計算結果查詢數據庫，利用推理機和知識庫，自動選擇輸送機的各個部件，如滾筒、托輥、驅動裝置、機架、中間架、支腿、拉緊裝置、清掃器、導料槽、頭部漏斗等。
    (5)評價修改模塊為了提高整個系統的設計靈活性，在完成了參數輸入、設計計算、部件選型的工作之后，設計人員還可以通過評價修改模塊直接對輸出結果進行評價修改，也可以加入一些非標部件等。
    (6)輸出產品報價模塊經過前面幾個模塊的工作之后，系統已生成了包括主要技術參數，計算結果，部件的名稱、規格代號、數量、裝配簡圖及說明等項內容的投標報價明細表。
2、設計計算
    帶式輸送機設計的一個最大特點是設計變量多，而且變量之間相互關聯，相互影響，變量之間的關系復雜。為此，我們將膠帶、托輥、滾筒等部件的規格、技術參數等存人數據庫，將各種參數的關聯及匹配關系，如帶速、帶寬與輸送能力的匹配關系，改向滾筒直徑匹配，傳動形式與傳送功率，以及設計規則和經驗存人知識庫。在設計計算時，可快速查找和匹配，使設計人員能快速而準確地完成設計計算工作。
3、部件選型
    根據設計計算結果和地形、工況、布置形式等條件，帶式輸送機基本部件的選取通常是～項非常繁瑣的工作+它受以下幾方面因素的制約：(1)要遵守國家和行業的標準規定；(2)要符合一定的設計規則；(3)需要多年的設計經驗；(4)本企業的設備、工藝、生產能力；(5)成本核算要經濟合理等。為此，我們建立了一個以知識庫和推理機為核心的選型專家系統，用來模擬優秀設計師的邏輯思維行為，以便快速地對復雜問題作出高水平的解答。
3.1知識庫
    知識庫是用來存放本領域專家提供的設計規則、經驗等知識的。知識庫里的知識分為“事實”和“規則”，  “事實”在系統里可以不斷地改變，“規則”是關于如何根據現有事實和規則得到新的事實。而知識的表達是建立專家系統的關鍵，它們的形式、內容、組織方式等直接影響到專家系統刻畫領域的能力，同時也會影響到推理機制、解釋機制等專家系統中其他組成部分的結構和實現方法。由于我們要建立的專家系統是一個專用系統，在對多種知識表達方式的比較研究之后，我們采用了面向對象的知識表示法。
    面向對象的知識表示法+是將一些單一的知識表示方法（產生式規則、框架及過程）按照面向對象的思想組織起來，形成面向對象的知識表示方法。例如：如果帶寬小于500，則傳動滾筒直徑等于500，可信度因子等于1.0。這條規則可寫成：由于面向對象的知識表示法包容了產生式規則、框架等單一的知識表示法，因而具有很強的知識表示能力及良好的體系結構。它使得各種單一的表示方法互補，揚長避短，因而具有各種知識表示方法的優點。它能夠精確地表示部件選型所需的各種知識，清晰地表示各部件之間的裝配層次及其相互關系和屬性等，并可封裝它們的處理過程，繼承父層的選型及裝配關系。
3.2推理機
    推理機的功能是根據一定的推理策略，從知識庫中選擇有關的知識，對用戶提供的證據進行推理，得出理想的結論。這一過程是根據一定的原則從已知事實推出新的事實的思維過程。推理機的控制過程和策略確定知識的選擇，而推理方法確定具體知識的運用。在該系統中，采用與面向對象的知識表示法相應的推理與推理機。
    面向對象的知識表示法是一種混合知識表示法，它在知識表示的語法與語義上是復雜的，因此決定了它的推理機也較復雜。目前，它支持框架推理、產生式推理、方法推理、基于實例的類比推理，這些推理構成了推理機。
    框架推理對框架槽求值，繼承屬性定義、屬性結構和屬性值，檢查值類約束和值的數目約束。
    產生式規則推理使用正向推理方法。即可根據用戶提供的信息，在知識庫中尋找能與之相匹配的規則，找到后，將知識塊的結論部分作為中間結果，利用它繼續與知識庫中的規則匹配，直到得出最終結論。這種正向推理比較簡單，容易實現，但目的性不強，還需用啟發性知識來控制中間結論的選取。在系統中采用了“深度優先”策略，即新產生的事實先進行數據驅動，而且l條規則只能被利用1次，引用完以后就會從規則庫中刪去，從而保證了系統能快速地選出正確的部件型號。
    方法推理使用信息驅動推理實現方法的提取、方法的匹配和方法的執行。
    類比推理采用基于實例的推理方法，它選擇1個已解決以前設計問題的特定設計解，并把選擇的特定設計解轉換成1個新的設計問題的解。基于實例的推理分3步：實例提取、實例匹配和實例轉換。實例轉換是對匹配選中的解進行再設計，修改原解中與新的設計要求相矛盾的部分，增加滿足新的設計要求的部分，形成新的解。
    系統可根據用戶提供的信息，協調各種推理方法的使用。
4、結束語
    本文所述工作用Visual C++語言編程，最終建立起1個帶式輸送機設計和選型專家系統模塊，其具有如下特點：
    (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計參數個數，減少了設計者的工作量。
    (3)采用開放式數據連接，提高了訪問數據庫的靈活性，能適應各種不同格式的數據庫。
    (4)在部件選型階段應用了面向對象的專家系統，大大提高了設計和選型過程的智能化。
    (5)在計算和選型工作完成后，可輸出產品的投標報價表。
將專家系統應用于帶式輸送機的設計和選型，可以利用專家經驗和設計、選型方法快速完成預定工作。不但可以縮短設計周期，降低成本，而且能提高產品設計質量和中標率，為企業帶來好的經濟效益。該成果有些內容尚待進一步研究和完善。
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