带式输送机是广泛应用在冶金、矿山、石油、煤炭、港口、电站等各个行业的通用型输送设备。由于组成带式输送机的基本部件有几十种，每种又包括若干类型，加之不同的地形、工况、布置形式又有多种变化，使得带式输送机的设计任务相当繁重，尤其部件的选型涉及较多的知识、经验与规则。随着国内外市场的迅速发展，带式输送机市场的竞争也日趋激烈。为了适应用户要求，必须向新产品、多品种方向发展，因此，以往的设计方法已经不能满足当前的需要，采用现代化的设计方法和CAD技术，增强投标竞争能力，是生产厂家亟待解决的一项课题。
本文所述带式输送机设计和选型专家系统，将参数输入、设计计算、部件选型集合在一起，从而提高了设计效率，缩短了设计周期，并很好地应用了原有的设计经验与规则，提高了产品设计质量，且能快速生成产品投标报价表。
1、系统结构
专家系统是基于知识的计算机软件系统，它拥有某个特殊领域内专家的知识和经验，并能像专家那样运用这些知识，通过推理作出智能决策。
本文所研究的带式输送机的设计和选型专家系统，主要由参数输入、设计计算、部件选型、知识库、推理机、评价修改、用户界面等组成。
下面简要叙述各模块的主要功能。
(1)系统用户界面采用友好的中文图形化用户界面，用鼠标操作即可方便地进入各模块进行工作。通过帮助信息可了解系统各模块的功能及操作方法，方便设计者使用。
(2)参数输入模块有原始参数输入和缺省参数检查修改2项，前一项用于输入用户要求的具体设计参数，后一项则是为了方便设计人员适应不同的设计条件。系统给出了全部变量缺省参数表，设计人员可在表中检查修改参数项。
(3)设计计算模块在完成了参数输入与检查之后，系统自动进行圆周驱动力、主要阻力、附加阻力、倾斜阻力和电机轴功率等主要参数的设计计算。
(4)部件选型模块 根据计算结果查询数据库，利用推理机和知识库，自动选择输送机的各个部件，如滚筒、托辊、驱动装置、机架、中间架、支腿、拉紧装置、清扫器、导料槽、头部漏斗等。
(5)评价修改模块为了提高整个系统的设计灵活性，在完成了参数输入、设计计算、部件选型的工作之后，设计人员还可以通过评价修改模块直接对输出结果进行评价修改，也可以加入一些非标部件等。
(6)输出产品报价模块经过前面几个模块的工作之后，系统已生成了包括主要技术参数，计算结果，部件的名称、规格代号、数量、装配简图及说明等项内容的投标报价明细表。
2、设计计算
带式输送机设计的一个最大特点是设计变量多，而且变量之间相互关联，相互影响，变量之间的关系复杂。为此，我们将胶带、托辊、滚筒等部件的规格、技术参数等存人数据库，将各种参数的关联及匹配关系，如带速、带宽与输送能力的匹配关系，改向滚筒直径匹配，传动形式与传送功率，以及设计规则和经验存人知识库。在设计计算时，可快速查找和匹配，使设计人员能快速而准确地完成设计计算工作。
3、部件选型
根据设计计算结果和地形、工况、布置形式等条件，带式输送机基本部件的选取通常是～项非常繁琐的工作+它受以下几方面因素的制约：(1)要遵守国家和行业的标准规定；(2)要符合一定的设计规则；(3)需要多年的设计经验；(4)本企业的设备、工艺、生产能力；(5)成本核算要经济合理等。为此，我们建立了一个以知识库和推理机为核心的选型专家系统，用来模拟优秀设计师的逻辑思维行为，以便快速地对复杂问题作出高水平的解答。
3.1知识库
知识库是用来存放本领域专家提供的设计规则、经验等知识的。知识库里的知识分为“事实”和“规则”， “事实”在系统里可以不断地改变，“规则”是关于如何根据现有事实和规则得到新的事实。而知识的表达是建立专家系统的关键，它们的形式、内容、组织方式等直接影响到专家系统刻画领域的能力，同时也会影响到推理机制、解释机制等专家系统中其他组成部分的结构和实现方法。由于我们要建立的专家系统是一个专用系统，在对多种知识表达方式的比较研究之后，我们采用了面向对象的知识表示法。
面向对象的知识表示法+是将一些单一的知识表示方法（产生式规则、框架及过程）按照面向对象的思想组织起来，形成面向对象的知识表示方法。例如：如果带宽小于500，则传动滚筒直径等于500，可信度因子等于1.0。这条规则可写成：由于面向对象的知识表示法包容了产生式规则、框架等单一的知识表示法，因而具有很强的知识表示能力及良好的体系结构。它使得各种单一的表示方法互补，扬长避短，因而具有各种知识表示方法的优点。它能够精确地表示部件选型所需的各种知识，清晰地表示各部件之间的装配层次及其相互关系和属性等，并可封装它们的处理过程，继承父层的选型及装配关系。
3.2推理机
推理机的功能是根据一定的推理策略，从知识库中选择有关的知识，对用户提供的证据进行推理，得出理想的结论。这一过程是根据一定的原则从已知事实推出新的事实的思维过程。推理机的控制过程和策略确定知识的选择，而推理方法确定具体知识的运用。在该系统中，采用与面向对象的知识表示法相应的推理与推理机。
面向对象的知识表示法是一种混合知识表示法，它在知识表示的语法与语义上是复杂的，因此决定了它的推理机也较复杂。目前，它支持框架推理、产生式推理、方法推理、基于实例的类比推理，这些推理构成了推理机。
框架推理对框架槽求值，继承属性定义、属性结构和属性值，检查值类约束和值的数目约束。
产生式规则推理使用正向推理方法。即可根据用户提供的信息，在知识库中寻找能与之相匹配的规则，找到后，将知识块的结论部分作为中间结果，利用它继续与知识库中的规则匹配，直到得出最终结论。这种正向推理比较简单，容易实现，但目的性不强，还需用启发性知识来控制中间结论的选取。在系统中采用了“深度优先”策略，即新产生的事实先进行数据驱动，而且l条规则只能被利用1次，引用完以后就会从规则库中删去，从而保证了系统能快速地选出正确的部件型号。
方法推理使用信息驱动推理实现方法的提取、方法的匹配和方法的执行。
类比推理采用基于实例的推理方法，它选择1个已解决以前设计问题的特定设计解，并把选择的特定设计解转换成1个新的设计问题的解。基于实例的推理分3步：实例提取、实例匹配和实例转换。实例转换是对匹配选中的解进行再设计，修改原解中与新的设计要求相矛盾的部分，增加满足新的设计要求的部分，形成新的解。
系统可根据用户提供的信息，协调各种推理方法的使用。
4、结束语
本文所述工作用Visual C++语言编程，最终建立起1个带式输送机设计和选型专家系统模块，其具有如下特点：
(1)友好的中文图形化用户界面，使用方便。
(2)精简了需输入的原始设计参数个数，减少了设计者的工作量。
(3)采用开放式数据连接，提高了访问数据库的灵活性，能适应各种不同格式的数据库。
(4)在部件选型阶段应用了面向对象的专家系统，大大提高了设计和选型过程的智能化。
(5)在计算和选型工作完成后，可输出产品的投标报价表。
将专家系统应用于带式输送机的设计和选型，可以利用专家经验和设计、选型方法快速完成预定工作。不但可以缩短设计周期，降低成本，而且能提高产品设计质量和中标率，为企业带来好的经济效益。该成果有些内容尚待进一步研究和完善。
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